鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1780次 | 2018年12月30日
電池銅箔集流體類(lèi)別及制備工藝流程
1、銅箔種類(lèi)
根據(jù)銅箔制備方法,主要有壓延銅箔和電解銅箔兩種。電池發(fā)明的早期,由于銅箔制備工藝設(shè)備技術(shù)等的限制,主要使用成本較高的壓延銅箔,壓延銅箔(RolledCopperFoil)是將銅板經(jīng)過(guò)多次重復(fù)輥軋而制成的原箔(也叫毛箔),根據(jù)要求進(jìn)行粗化處理。
電解銅箔(ElectrodePositedcopper)是將銅先經(jīng)溶解制成溶液,再在專(zhuān)用的電解設(shè)備中將硫酸銅電解液在直流電的作用下,電沉積而制成原箔,然后根據(jù)要求對(duì)原箔進(jìn)行表面處理、耐熱層處理及防氧化處理等一系列的表面處理。電解銅箔不同于壓延銅箔,電解銅箔兩面表面結(jié)晶形態(tài)不同,緊貼陰極輥的一面比較光滑,稱(chēng)為光面;另一面呈現(xiàn)凹凸形狀的結(jié)晶組織結(jié)構(gòu),比較粗糙,稱(chēng)為毛面。
2、銅箔制備工藝流程
(1)壓延銅箔制備流程
壓延銅箔是將銅板經(jīng)過(guò)多次重復(fù)輥軋,并且進(jìn)行一定溫度的退火,反復(fù)酸洗軋制而成的。銅箔軋制工藝參數(shù)控制嚴(yán)格,對(duì)設(shè)備及工藝控制的要求很高,目前主要是日本在生產(chǎn),少量用于鋰電池上。
(2)電解銅箔制備流程
電解銅箔是將銅溶解制成溶液,在特制的溶解容器中將硫酸銅電解液在直流電的作用下,電沉積而制成原箔,然后根據(jù)要求對(duì)原箔進(jìn)行表面處理、耐熱層處理及防氧化處理等一系列的表面處理。
相比較壓延銅箔,電解銅箔的制備相對(duì)簡(jiǎn)單,設(shè)備要求相對(duì)簡(jiǎn)單,成本相對(duì)較低。鋰離子電池用銅箔大部分使用電解銅箔作為負(fù)極基材。
電解銅箔在制備的過(guò)程中,由于銅箔在電解時(shí)是依靠含銅電解液在鈦輥上生箔的,所以銅箔在貼近鈦輥面是光滑的,稱(chēng)作光面;另一面是凸凹不平的結(jié)晶組織面,是相對(duì)較粗糙的,稱(chēng)作毛面。
在電解銅箔制備過(guò)程中需要控制電解液溫度、電解液濃度、添加劑含量以及生箔時(shí)電解液的流速等因素。對(duì)于鋰電用電解銅箔,前期制箔過(guò)程中控制的因素會(huì)影響到銅箔本身的純度、厚度/重量均勻性、強(qiáng)度和延伸率等性能。電解銅箔經(jīng)過(guò)電解生成后的厚度一般就是生產(chǎn)廠(chǎng)家需要的厚度,后期需要對(duì)銅箔表面進(jìn)行清洗處理,除去表面殘留的電解液,表面抗氧化處理以及干燥處理。在這過(guò)程中,表面處理的成都直接影響著銅箔表面光潔度,以及銅箔表面的張力問(wèn)題。
表面處理后需要符合鋰電用銅箔涂覆要求,過(guò)于光滑涂覆效果差,過(guò)于粗糙對(duì)電池性能均一性有影響,同時(shí),表面處理后銅箔的表面張力對(duì)于后期銅箔的分切效率及電池制備工序起著很重要的作用。
銅箔表面處理完成后就需要分切,分切成鋰電廠(chǎng)家需要的寬度和長(zhǎng)度。對(duì)于大量使用銅箔基材的廠(chǎng)家,希望銅箔寬度適合,銅箔長(zhǎng)度在可搬運(yùn)范圍內(nèi)長(zhǎng)度越長(zhǎng)越好,這樣可以提高批量生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。但是目前由于受到制箔設(shè)備和分切設(shè)備等的影響,銅箔長(zhǎng)度一般都在2500m范圍以?xún)?nèi)。
3、鋁箔種類(lèi)
鋁箔主要以軋制的方法制備而成,其分類(lèi)方法主要是按照雜質(zhì)種類(lèi)及含量分類(lèi),鋰電用鋁箔主要有1系、3系和8系鋁箔,分別是工業(yè)純鋁、鋁錳系及鋁與其他不常見(jiàn)元素。
4、鋁箔的制備工藝流程
鋁箔生產(chǎn)主要是通過(guò)將鋁箔胚料經(jīng)過(guò)多次軋制多次熱處理軋制成需要的厚度。在這個(gè)過(guò)程中主要有粗軋和精軋兩道工序,精軋后會(huì)對(duì)鋁箔進(jìn)行表面處理,最后將鋁箔分切成鋰電廠(chǎng)家需要的寬度和長(zhǎng)度,在這個(gè)過(guò)程中也需要很好的控制鋁箔的張力。
一般鋰電池用鋁箔生產(chǎn)廠(chǎng)家使用上游供應(yīng)商提供的鋁錠進(jìn)行軋制,所以鋁錠的成分基本已定,后期對(duì)鋁箔的強(qiáng)度延伸率的需求都是通過(guò)控制軋制壓力和控制熱處理工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)的。銅箔主要供應(yīng)商隨著電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展,全球?qū)︿囯姵氐囊蕾?lài)越來(lái)越強(qiáng)烈,對(duì)鋰離子電池材料的需求也越來(lái)越多,隨之帶來(lái)的更多的材料供應(yīng)商。負(fù)極集流體銅箔的供應(yīng)商也從國(guó)外逐漸轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi)。對(duì)于全球而言,銅箔供應(yīng)商主要分布在亞洲地區(qū),主要有日本的三井金屬、日本能源、古河電工、福田金屬和日光材料等,還有韓國(guó)第一大廠(chǎng)日進(jìn)公司,以及臺(tái)灣的長(zhǎng)春銅箔和南亞塑膠。全球最大銅箔廠(chǎng)是三井金屬,分布于日本、臺(tái)灣、美國(guó)、法國(guó)和馬來(lái)西亞各地。
中國(guó)國(guó)內(nèi)供應(yīng)商主要有上海金寶、廣東梅縣梅雁電解銅箔、靈寶華鑫銅箔、中科英華高技術(shù)、惠州聯(lián)合銅箔以及其他一些較小的廠(chǎng)商,主要是生產(chǎn)電解銅箔。
國(guó)內(nèi)銅箔產(chǎn)品產(chǎn)量相對(duì)較低,一般不能完全滿(mǎn)足鋰電池廠(chǎng)商的需求,需要從國(guó)外進(jìn)口部分產(chǎn)品,同時(shí)國(guó)內(nèi)也缺乏中高端銅箔,比如高強(qiáng)度高韌性、超薄銅箔。
5、鋁箔主要供應(yīng)商
鋁箔供應(yīng)商相對(duì)較少,國(guó)內(nèi)主要有福來(lái)順、杭州五星、華西鋁業(yè)、南南鋁業(yè)、四方達(dá)公司、中南鋁業(yè)、上海美鋁以及深圳市振鑫箔電子包裝材料等供應(yīng)商。國(guó)外也是主要集中在日本,主要是日本的東洋鋁業(yè)和日立金屬等。
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