本發(fā)明涉及壓延銅箔加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種鋰電池用高精度壓延銅箔的制備方法。

背景技術(shù)：

壓延銅箔是將銅先經(jīng)熔煉加工成鑄錠，再經(jīng)熱軋開坯，經(jīng)過粗軋和精軋軋制成0.1-0.15mm的銅箔母材，最后經(jīng)銅箔軋機(jī)反復(fù)軋制而成。所以壓延銅箔的結(jié)晶組織結(jié)構(gòu)為片狀結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)度韌性方面要優(yōu)于電解銅箔。

高精度壓延銅箔在鋰電池上主要用于鋰電池負(fù)極的集流體。相較于電解銅箔，壓延銅箔的金相結(jié)構(gòu)為多層片狀晶粒組成，而電解銅箔多由一層針狀晶粒組成，相同厚度的銅箔，壓延銅箔米克重明顯高于電解銅箔，電解銅箔銅含量99.8％，而壓延銅箔銅含量99.98％，另外壓延銅箔的粗糙度低于電解銅箔，綜合而論壓延銅箔在鋰電池的導(dǎo)電性及鋰電增容方面較于目前通用的電解銅箔有明顯的優(yōu)勢。

但是，目前，應(yīng)用于鋰電池上的壓延銅箔經(jīng)軋制成型后，耐折彎性差，久折易斷，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足鋰電池用壓延銅箔對耐折彎性的要求(耐折彎大于600次)；且目標(biāo)應(yīng)用于鋰電池上的壓延銅箔經(jīng)軋制成型后不經(jīng)過表面處理，而是直接應(yīng)用于鋰電池上，由于為光面壓延銅箔，表面性質(zhì)不穩(wěn)定，尤其是容易被空氣、水分以及高溫氧化變色，易被腐蝕，嚴(yán)重影響了壓延銅箔的性能；以上兩個(gè)原因嚴(yán)重限制了壓延銅箔在鋰電池上的大量廣泛應(yīng)用。

因此，如何提高壓延銅箔的耐折彎性，且防止軋制成型后的壓延銅箔氧化變色，提高其耐腐蝕性，使其適合在鋰電池上廣泛使用是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種鋰電池用高精度壓延銅箔的制備方法，該制備方法能夠提高壓延銅箔的耐折彎性，且防止軋制成型后的壓延銅箔氧化變色，提高其耐腐蝕性，使其適合在鋰電池上廣泛使用。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種鋰電池用高精度壓延銅箔的制備方法，包括以下步驟：

1)制取銅箔母材：將銅先經(jīng)熔煉加工成鑄錠，再經(jīng)熱軋開坯、粗軋以及精軋軋制，得到0.15mm的銅箔母材；

2)銅箔軋機(jī)軋制:總共分為5個(gè)軋制道次；

第一道次中的壓下率為50％～53％，總?cè)雮?cè)張力為4000N～4200N，總出側(cè)張力為5000N～5100N，軋制速度為740m/min～760m/min，軋制力為440N～460N，彎輥力為1～3Mpa；

第二道次中的壓下率為42％～44％，總?cè)雮?cè)張力為2800N～3000N，總出側(cè)張力為2900N～3100N，軋制速度為740m/min～760m/min，軋制力為440N～460N，彎輥力為1～3Mpa；

第三道次中的壓下率為38％～40％，總?cè)雮?cè)張力為1700N～1900N，總出側(cè)張力為1800N～2000N，軋制速度為740m/min～760m/min，軋制力為450N～500N，彎輥力為1～3Mpa；

第四道次中的壓下率為39％～41％，總?cè)雮?cè)張力為1000N～1200N，總出側(cè)張力為1200N～1400N，軋制速度為740m/min～760m/min，軋制力為450N～500N，彎輥力為1～3Mpa；

第五道次中的壓下率為30％～32％，總?cè)雮?cè)張力為1000N～1200N，總出側(cè)張力為1200N～1400N，軋制速度為740m/min～760m/min，軋制力為450N～500N，彎輥力為1～3Mpa；

最終得到0.0097mm的壓延銅箔；

3)表面處理：包括依次進(jìn)行的電解脫脂、酸洗以及鍍鉻，最后得到壓延銅箔成品。

優(yōu)選的，步驟2)中，總共分為5個(gè)軋制道次；

第一道次中的入側(cè)厚度為0.1500mm，出側(cè)厚度為0.0720mm，壓下率為52％，總?cè)雮?cè)張力為4000N，總出側(cè)張力為5000N，軋制速度為750m/min，軋制力為450N，彎輥力為2Mpa；

第二道次中的入側(cè)厚度為0.0720mm，出側(cè)厚度為0.0412mm，壓下率為42.8％，總?cè)雮?cè)張力為2950N，總出側(cè)張力為2950N，軋制速度為750m/min，軋制力為450N，彎輥力為2Mpa；

第三道次中的入側(cè)厚度為0.0412mm，出側(cè)厚度為0.0250mm，壓下率為39.3％，總?cè)雮?cè)張力為1750N，總出側(cè)張力為1800N，軋制速度為750m/min，軋制力為485N，彎輥力為2Mpa；

第四道次中的入側(cè)厚度為0.0250mm，出側(cè)厚度為0.0152mm，壓下率為39.2％，總?cè)雮?cè)張力為1100N，總出側(cè)張力為1200N，軋制速度為750m/min，軋制力為460N，彎輥力為2Mpa；

第五道次中的入側(cè)厚度為0.0152mm，出側(cè)厚度為0.0097mm，壓下率為31.3％，總?cè)雮?cè)張力為1100N，總出側(cè)張力為1200N，軋制速度為750m/min，軋制力為470N，彎輥力為2Mpa；

最終得到0.0097mm的壓延銅箔。

優(yōu)選的，步驟3)中，在所述酸洗與鍍鉻之間，還包括鍍鋅。

優(yōu)選的，步驟3)中，所述電解脫脂處理中，脫脂液中NaOH的濃度為20g/L～30g/L，Na₂CO₃的濃度為30g/L～40g/L；

所述脫脂液的溫度為45℃～50℃；電極極距為60mm，所用電流密度為1500A/m²。

優(yōu)選的，步驟3)中，所述酸洗處理中，酸洗液中H₂SO₄的濃度為150g/L～160g/L，酸洗液的溫度為30℃～40℃。

優(yōu)選的，步驟3)中，所述鍍鉻處理中，電鍍液中的CrO₃的濃度為3.5g/L～3.8g/L，NaOH的濃度為22g/L～25g/L，電鍍液的溫度為25℃～28℃，所用電流為60A，電鍍時(shí)間為4秒，電極極距為60mm。

優(yōu)選的，步驟3)中，所述鍍鋅處理中，電鍍液中的Zn²⁺的濃度為3.0g/L～5.0g/L，焦磷酸鉀的濃度為40g/L～60g/L，pH為10.8-11.4，電鍍液的溫度為40℃～50℃，所用電流密度為880A/m²，電鍍時(shí)間為4秒。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種鋰電池用高精度壓延銅箔的制備方法，一是根據(jù)銅箔軋制理論，通過改進(jìn)銅箔軋機(jī)軋制的工藝步驟與工藝參數(shù)，將0.15mm的銅箔母材經(jīng)過五道次的軋制制取0.0097mm的壓延銅箔，制取的壓延銅箔經(jīng)耐彎試驗(yàn)機(jī)檢測，平均耐折彎784次，滿足鋰電池用壓延銅箔對耐折彎性的要求(耐折彎大于600次)，提供了且僅提供了一種僅僅適用于由0.15mm銅箔母材制0.0097mm的壓延銅箔的軋制方法，對其它厚度的銅箔母材或者其它厚度的壓延銅箔并不適用；二是在軋制成型后且應(yīng)用于鋰電池之前增設(shè)了鍍鉻和鍍鋅表面處理，并優(yōu)化了鍍鉻和鍍鋅的工藝步驟與工藝參數(shù)，從而防止了軋制成型后的壓延銅箔氧化變色，提高了其耐腐蝕性，使其在常溫長時(shí)間存放以及高溫180℃下30分鐘不發(fā)生氧化變色。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

本發(fā)明提供了一種鋰電池用高精度壓延銅箔的制備方法，包括以下步驟：

1)制取銅箔母材：將銅先經(jīng)熔煉加工成鑄錠，再經(jīng)熱軋開坯、粗軋以及精軋軋制，得到0.15mm的銅箔母材；

2)銅箔軋機(jī)軋制:總共分為5個(gè)軋制道次；

第一道次中的壓下率為50％～53％，總?cè)雮?cè)張力為4000N～4200N，總出側(cè)張力為5000N～5100N，軋制速度為740m/min～760m/min，軋制力為440N～460N，彎輥力為1～3Mpa；

第二道次中的壓下率為42％～44％，總?cè)雮?cè)張力為2800N～3000N，總出側(cè)張力為2900N～3100N，軋制速度為740m/min～760m/min，軋制力為440N～460N，彎輥力為1～3Mpa；

第三道次中的壓下率為38％～40％，總?cè)雮?cè)張力為1700N～1900N，總出側(cè)張力為1800N～2000N，軋制速度為740m/min～760m/min，軋制力為450N～500N，彎輥力為1～3Mpa；

第四道次中的壓下率為39％～41％，總?cè)雮?cè)張力為1000N～1200N，總出側(cè)張力為1200N～1400N，軋制速度為740m/min～760m/min，軋制力為450N～500N，彎輥力為1～3Mpa；

第五道次中的壓下率為30％～32％，總?cè)雮?cè)張力為1000N～1200N，總出側(cè)張力為1200N～1400N，軋制速度為740m/min～760m/min，軋制力為450N～500N，彎輥力為1～3Mpa；

最終得到0.0097mm的壓延銅箔；

3)表面處理：包括依次進(jìn)行的電解脫脂、酸洗以及鍍鉻，最后得到壓延銅箔成品。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟2)中，總共分為5個(gè)軋制道次；

第一道次中的入側(cè)厚度為0.1500mm，出側(cè)厚度為0.0720mm，壓下率為52％，總?cè)雮?cè)張力為4000N，總出側(cè)張力為5000N，軋制速度為750m/min，軋制力為450N，彎輥力為2Mpa；

第二道次中的入側(cè)厚度為0.0720mm，出側(cè)厚度為0.0412mm，壓下率為42.8％，總?cè)雮?cè)張力為2950N，總出側(cè)張力為2950N，軋制速度為750m/min，軋制力為450N，彎輥力為2Mpa；

第三道次中的入側(cè)厚度為0.0412mm，出側(cè)厚度為0.0250mm，壓下率為39.3％，總?cè)雮?cè)張力為1750N，總出側(cè)張力為1800N，軋制速度為750m/min，軋制力為485N，彎輥力為2Mpa；

第四道次中的入側(cè)厚度為0.0250mm，出側(cè)厚度為0.0152mm，壓下率為39.2％，總?cè)雮?cè)張力為1100N，總出側(cè)張力為1200N，軋制速度為750m/min，軋制力為460N，彎輥力為2Mpa；

第五道次中的入側(cè)厚度為0.0152mm，出側(cè)厚度為0.0097mm，壓下率為31.3％，總?cè)雮?cè)張力為1100N，總出側(cè)張力為1200N，軋制速度為750m/min，軋制力為470N，彎輥力為2Mpa；

最終得到0.0097mm的壓延銅箔。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟3)中，在所述酸洗與鍍鉻之間，還包括鍍鋅。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟3)中，所述電解脫脂處理中，脫脂液中NaOH的濃度為20g/L～30g/L，Na₂CO₃的濃度為30g/L～40g/L；所述脫脂液的溫度為45℃～50℃；電極極距為60mm，所用電流密度為1500A/m²。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟3)中，所述酸洗處理中，酸洗液中H₂SO₄的濃度為150g/L～160g/L，酸洗液的溫度為30℃～40℃。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟3)中，所述鍍鉻處理中，電鍍液中的CrO₃的濃度為3.5g/L～3.8g/L，NaOH的濃度為22g/L～25g/L，電鍍液的溫度為25℃～28℃，所用電流為60A，電鍍時(shí)間為4秒，電極極距為60mm。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟3)中，所述鍍鋅處理中，電鍍液中的Zn²⁺的濃度為3.0g/L～5.0g/L，焦磷酸鉀的濃度為40g/L～60g/L，pH為10.8-11.4，電鍍液的溫度為40℃～50℃，所用電流密度為880A/m²，電鍍時(shí)間為4秒。

本發(fā)明提供了一種鋰電池用高精度壓延銅箔的制備方法，一是根據(jù)銅箔軋制理論，通過改進(jìn)銅箔軋機(jī)軋制的工藝步驟與工藝參數(shù)，將0.15mm的銅箔母材經(jīng)過五道次的軋制制取0.0097mm的壓延銅箔，制取的壓延銅箔經(jīng)耐彎試驗(yàn)機(jī)檢測，平均耐折彎784次，滿足鋰電池用壓延銅箔對耐折彎性的要求(耐折彎大于600次)，提供了且僅提供了一種僅僅適用于由0.15mm銅箔母材制0.0097mm的壓延銅箔的軋制方法，對其它厚度的銅箔母材或者其它厚度的壓延銅箔并不適用；二是在軋制成型后且應(yīng)用于鋰電池之前增設(shè)了鍍鉻和鍍鋅表面處理，并優(yōu)化了鍍鉻和鍍鋅的工藝步驟與工藝參數(shù)，從而防止了軋制成型后的壓延銅箔氧化變色，提高了其耐腐蝕性，使其在常溫長時(shí)間存放以及高溫180℃下30分鐘不發(fā)生氧化變色。

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的一種鋰電池用高精度壓延銅箔的制備方法進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。

實(shí)施例1

一種鋰電池用高精度壓延銅箔的制備方法，包括以下步驟：

1)制取銅箔母材：將銅先經(jīng)熔煉加工成鑄錠，再經(jīng)熱軋開坯、粗軋以及精軋軋制，得到0.15mm的銅箔母材；

2)銅箔軋機(jī)軋制:總共分為5個(gè)軋制道次；

第一道次中的入側(cè)厚度為0.1500mm，出側(cè)厚度為0.0720mm，壓下率為52％，總?cè)雮?cè)張力為4000N，總出側(cè)張力為5000N，軋制速度為750m/min，軋制力為450N，彎輥力為2Mpa；

第二道次中的入側(cè)厚度為0.0720mm，出側(cè)厚度為0.0412mm，壓下率為42.8％，總?cè)雮?cè)張力為2950N，總出側(cè)張力為2950N，軋制速度為750m/min，軋制力為450N，彎輥力為2Mpa；

第三道次中的入側(cè)厚度為0.0412mm，出側(cè)厚度為0.0250mm，壓下率為39.3％，總?cè)雮?cè)張力為1750N，總出側(cè)張力為1800N，軋制速度為750m/min，軋制力為485N，彎輥力為2Mpa；

第四道次中的入側(cè)厚度為0.0250mm，出側(cè)厚度為0.0152mm，壓下率為39.2％，總?cè)雮?cè)張力為1100N，總出側(cè)張力為1200N，軋制速度為750m/min，軋制力為460N，彎輥力為2Mpa；

第五道次中的入側(cè)厚度為0.0152mm，出側(cè)厚度為0.0097mm，壓下率為31.3％，總?cè)雮?cè)張力為1100N，總出側(cè)張力為1200N，軋制速度為750m/min，軋制力為470N，彎輥力為2Mpa；

最終得到0.0097mm的壓延銅箔；

3)表面處理：包括依次進(jìn)行的電解脫脂、酸洗、鍍鋅以及鍍鉻；

所述電解脫脂處理中，脫脂液中NaOH的濃度為25g/L，Na₂CO₃的濃度為36g/L，所述脫脂液的溫度為45℃，電極極距為60mm，所用電流密度為1500A/m²；

所述酸洗處理中，酸洗液中H₂SO₄的濃度為155g/L，酸洗液的溫度為36℃；

所述鍍鋅處理中，電鍍液中的Zn²⁺的濃度為3.5g/L，焦磷酸鉀的濃度為45g/L，pH為10.8，電鍍液的溫度為45℃，所用電流密度為880A/m²，電鍍時(shí)間為4秒；

所述鍍鉻處理中，電鍍液中的CrO₃的濃度為3.8g/L，NaOH的濃度為24g/L，電鍍液的溫度為26℃，所用電流為60A，電鍍時(shí)間為4秒，電極極距為60mm；

最后得到壓延銅箔成品。

制取的壓延銅箔成品經(jīng)耐彎試驗(yàn)機(jī)檢測，耐折彎812次，滿足了鋰電池用壓延銅箔對耐折彎性的要求(耐折彎大于600次)，且將壓延銅箔樣品切成條，放置在高溫鼓風(fēng)干燥箱中，經(jīng)180℃烘烤30min，觀察，色澤好，光亮，色澤未出現(xiàn)變化，沒有氧化變色。

以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對于這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說是顯而易見的，本文所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬范圍。