浅谈电解铜箔生箔机设计制造

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1、浅谈电解铜箔生箔机设计制造［摘要］电解铜箔生产过程中除去原材料和生产工艺对铜箔性能的影响之外，生产设备的性能、精度以及易操作性也是生产合格铜箔的先决条件，因此电解铜箔生箔机的设计制造就显得尤为重要。铜箔生箔机的设计构造必须保证设备的稳定、高效、便于操作、易于更换零部件等。［关键词］生箔机；结构优化；设计；制造分类号：TD402文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）40—0161—011前言随着我国锂电子电池和印刷电路板的发展，现在国内的铜箔客户要求铜箔具有超薄（小于12um）、低轮廓（表面粗糙度2um以下）、致密均匀、高强度、高延展等特性，而生产高质量高端铜

2、箔的决定因素有很多。生箔设备的性能，原材料及电解液的纯度，生产工艺的参数选择，添加剂的种类和浓度等都是决定铜箔产品质量的决定性因素，本文仅着重从电解铜箔生箔机的设计制造结构优化来满足生产高品质铜箔的生产要求。2生箔机系统构成生箔机主要由阴极辊、阳极槽、阳极板、进液系统、抛磨系统、喷淋系统、收卷系统、电控系统八部分组成，2.1阴极辊的设计制造现在我国常用的阴极辊直径尺寸大体上为分为lm、1.5m、2m、2.7m四种，宽幅在1.5m以下。阴极辊结构主要由主轴（钛铜复合棒），不锈钢支架，钢铜复合板，钛外环，塑料边板等几部分构成。其中钛外环一般为纯钛材质，保证其有良好的耐腐蚀特性。

3、生产过程中由于铜离子逐渐附着于阴极辊钛外环表面，其表面质量直接决定了生成的铜箔的质量，所以要求其表面粗糙度Ra〈0.3nm。由于我国焊接技术的制约，焊接的阴极辊滚面焊缝不能和辊面的非焊接区保持一致，导致国产的阴极辊的钬外环主要以旋压成型为主，且所旋压直径一般不会超过2m。这样国内目前所使用的2.7m阴极辊基本为日本的焊接辊。我国的阴极辊焊接技术的研究较晚，目前仍处于实验阶段。同日本的焊接辊比起来旋压辊不仅尺寸上受限制，在制造成本上更是远远高于同尺寸的焊接辊，因此对于阴极辊焊缝的研究是摆在我国阴极辊制造技术上的一个决定性的难题。2.2阳极槽的设计制造阳极槽的主体结构是电解的反

4、应釜，槽体本身基本由钬内槽和外部塑料护板组成。现在的阳极槽由于阳极板的不同，其结构也有很大的区别。目前比较成熟的阳极槽槽体一般采用整体焊接，这样除了能保证加工精度之外也能保证槽体本身不会有渗漏现象的出现。钛内槽支撑板背面一般铣平面安装铜排，铜排的数量与大小是影响导电电流分布的主要因素，为了增加导电性，一般会在铜排与支撑板的接触面镀银。槽体的抽风系统也是在设计制造中不可忽视的问题。由于电解液易于和空气中的水蒸气凝结形成酸雾，在抽风系统不完善的情况下，酸雾极其容易结晶成五水和硫酸铜，堵塞抽风管口，酸雾更不易被抽出，使得生产现场产生刺鼻气味。阳极槽的设计制造是整个生箔系统的关键所

5、在，不管是结构设计还是加工精度都应结合生产工艺的需求来进行设计制造。2.3阳极板的设计制造阳极板材质上一般分两种，一种为铅锑合金阳极（或铅银合金）；另一种为钛基加涂层（铱56%和组44%的混合物）的阳极。铅锑合金阳极因其在生产过程中会不断的被腐蚀，使其表面不平整影响槽体和阴极辊的极间距，导致槽压升高，从而影响生箔质量。因此铅锑阳极一般不予采用。钛基的阳极一般为1mm厚阳极板，但现在国内某些厂家也有5mm厚，甚至更厚的阳极板。阳极板的设计应该以平整电流分布、良好的导电率和优异的防电化学腐蚀性能为准则，目前国内普遍使用的1mm阳极板易翘脚，与阳极槽支撑板接触率不高，导致其电流分

6、布不均匀。5mm阳极板因其板材较厚，在与阳极支撑板连接时板材表面不易变形翘脚且使用强度更大的螺栓保证接触面积，能很好的平整电流分布，在表面涂层一样的情况下使用寿命更长，但其造价也更昂贵。2.4进液系统的设计制造判断一个进液系统设计是否合理的标准有两点：第一，进液是否均匀且匀速；第二，加入添加剂后混合是否充分。现有的进液系统一般采用塑料材质，一是方便焊接再有就是节约成本，但往往就是会导致混合不太充分且进液两端和中间的流速会有些许不同。进液的设计应有混合罐内的回流设计，不能是直直的一个混合罐，进液口的选择也应该尽量不在混合罐的一端，保证进液均匀。漏液永远是塑料进液系统不可避免的

7、问题。现在国内一些厂家使用全钦的进液系统，在保证焊缝的情况下可减少漏液的风险和增加进液系统的使用寿命，不失为一种好的方法。2.5抛磨系统的设计制造抛磨系统是以不织布抛光辊，加以碳化硅和三氧化二铝等磨料，在不停机的情况下对阴极辊表面进行短时间的抛光，去除阴极辊在生产过程中产生的氧化层，使其能够连续的生产。一般来说抛磨辊的转速越高抛磨效果越好，但左右振荡幅度并非越大越好。振荡幅度和频率的大小和阴极辊辊面的状态有关，因此在设计制造抛磨系统时应该使转速和振荡可调。由于抛磨辊在抛磨过程中会产生不均匀磨损和附着粘滞物，因此对于