用于高能绿色电池的高精压延铜箔的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铜箔，尤其是涉及一种用于高能绿色电池的高精压延铜箔。
【背景技术】
[0002]压延铜箔是由高纯度薄铜带经多次精轧、退火及表面处理而成，压延铜箔具有低表面氧气特性，可以附着于各种不同基材，如金属，绝缘材料等，拥有较宽的温度使用范围，因此，压延铜箔在电子信息技术行业上的应用越来越广泛。由于压延铜箔生产厂的建立，投资巨大，并且在生产的工艺控制及生产环境设置等均为难度高的项目，目前，国内能够生产压延铜箔并且具备先进的技术水平的企业还很少，或者说处于起步的阶段，根本无法满足国内兴起的电子信息技术行业的需求，尽管近几年来压延铜箔在国内、国际市场的需求一直处于十分旺盛的势态下，压延铜箔的供应主要由美国和日本公司控制，并且生产技术严格保密，因此，国内压延铜箔产品主要依赖进口，价格十分昂贵，国内仍未有新的压延铜箔生产厂家能够占有较大的市场份额。目前，国内压延铜箔的生产大多采用陈旧过时的老工艺，如使用小四辊慢速轧制、真空炉退火等，产品厚度基本在0.05mm以上，宽度大多在200mm以下，生产效率低，产品尺寸偏差大、力学性能的均匀性和稳定性较差，存放时间短，不能满足国内外市场的需求。以锂电子电池为代表的高能绿色电池与其他高性能电池相比，其具有比能量高、无记忆效应、循环寿命长、无污染、体积小和重量轻等优点，已成为便携电子产品用电源的首选对象，压延铜箔因其表面粗糙度低、热处理后延展性好等适应电池制作工艺的优点，在高性能锂电池行业(特别是在卷绕式电池)的应用正在逐步扩大，但目前国内的锂电子电池生产商主要使用电解铜箔或进口的压延铜箔，生产成本高，同时电解铜箔的生产过程中能耗大，并造成环境污染，所以，自主研发压延铜箔生产工艺，制造铜箔生产设备，发展国内压延铜箔的生产，替代进口，是十分必要的。
【发明内容】
[0003]本申请人针对上述的问题，进行了研宄改进，提供一种用于高能绿色电池的高精压延铜箔，替代进口产品或电解铜箔的使用，降低生产成本，促进高精压延铜箔在高能绿色电池中的应用，减少电解铜箔的使用，减小电解铜箔生产造成的环境污染和能耗，延长产品寿命，提升产品的竞争力。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案:
一种用于高能绿色电池的高精压延铜箔，铜箔的公称厚度在0.0lmm-0.003mm之间，宽度在600~700 mm之间；采用纯度大于99.6%、厚度0.1-0.05mm的软态铜带作为原料，在多辊轧机中经若干道次冷轧，当铜箔厚度大于0.03mm时，采用每个轧制道次的轧制单位张力以该道次的材料屈服强度的15°/『25%确定轧制张力，当厚度小于等于0.03mm时，采用每个轧制道次的轧制单位张力以该道次的材料屈服强度的20%~55%确定轧制张力；每个轧制道次的压下量为乳制前铜箔厚度的10%~40% ;乳制速度为120m/min~200m/min，开卷及收卷直径在400mm ~1500mm之间；轧制完成后采用去离子水高温高压清洗，然后在气垫式退火炉中退火。
[0005]进一步的:
所述去离子水高温高压清洗的温度在75~85摄氏度，压力在0.15-0.3MPa之间。
[0006]在高精压延铜箔的生产过程中，由于带材很薄，强度非常低，任何微小的扰动因素都会带来断带的风险，因而张力控制尤为重要，如果张力出现波动很容易出现卷材折皱，断裂等情况，用机械恒张力控制系统解决张力的精确控制。在多辊轧机中的若干道次冷轧的过程中，当铜箔厚度大于0.03mm时，轧制过程中可以根据轧辊辊缝和轧制张力控制轧机出口厚度，乳制过程中最重要的是以轧辊辊缝控制为主，采用每个轧制道次的轧制单位张力以该道次的材料屈服强度的15%~25%确定轧制张力；当厚度小于等于0.03mm时，因为此时接近于零辊缝状态，单独增加轧制压力已经没有意义，乳制张力与轧制速度对轧制厚度影响更大，所以采用每个轧制道次的轧制单位张力以该道次的材料屈服强度的20°/『55%确定轧制张力，随着材料厚度的减薄轧制单位张力逐步递增。另外，压延铜箔在生产过程中由于其强度很低，单位重量的长度很长，当卷径越大时候对张力系统的扰动也就越大，对设备的制造精度要求越高，在现有的设备制造精度以及现有传统的张力控制模式下很难实现大直径连续长度生产，现有产品卷直径大多以700_以下。针压延铜箔特点，采用非传统的设备以及机械恒张力控制系统，可以实现连续长度的生产，卷直径可以达到1500_。
[0007]现有的铜箔表面处理手段为化学清洗和机械研磨的方法，在处理厚度低于
0.015mm以下铜箔的时候，机械研磨很容易损坏铜箔表面，造成表面一致性变差，严重的会造成断带。化学表面处理大多采用碱液清洗油污，清水清洗碱液残留，在碱液清洗铜箔的过程中碱液会对铜箔造成化学污染，破坏铜箔表面活性，清水很难将碱液残留完全清洗干净，残留的碱液会对下道工序带来影响，采用高压高温去离子水直接对铜箔进行清洗，避免了清洗过程对铜箔的二次污染，而且大大减少了环境污染。
[0008]现有的铜箔退火工艺为罩式炉退火和连续退火两种，罩式炉退火针对0.015毫米以下铜箔时，即使提前采取松卷减小卷材张力的手段，还是非常容易出现黏带的情况，而且卷直径基本都只能在500_以下。铜箔在连续退火炉中运行时，铜箔在高温情况下抗拉强度急剧下降，以至于的抗拉强度不能满足自身连续向前运行，极易断带。采用气垫式退火炉，在铜箔加温区通保护气体，让铜箔悬浮于气体上向前运行，保证了带材不易断裂。
[0009]本发明的技术效果在于:
本发明公开的一种用于高能绿色电池的高精压延铜箔，由高纯度薄铜带经多次精轧、表面清洗及退火而制成，替代进口产品或电解铜箔的使用，降低生产成本，促进高精压延铜箔在高能绿色电池中的应用，减少电解铜箔的使用，减小电解铜箔生产造成的环境污染和能耗，延长产品寿命，提升产品的竞争力；另外采用去离子水高温高压清洗，减小高精压延铜箔生产对环境造成的污染。
【具体实施方式】
[0010]下面结合本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0011]实施例1、
制备公称厚度为0.01mm、宽度为700 mm的铜箔，采用纯度大于99.6%