[发明专利]一种基于化学刻蚀的铜箔穿孔机及其生产工艺

说明书

本发明公开了一种基于化学刻蚀的铜箔穿孔机，包括铜箔放箔轮、不锈钢下模板、密封圈、穿孔机外套、可上下移动的刻蚀槽、铜箔收箔轮、不锈钢上模板、可上下移动的上模板连接杆以及刻蚀槽内压压力表。基于该铜箔穿孔机，本发明还提供了一种穿孔铜箔的生产工艺，包括如下步骤：1)在刻蚀槽中注满刻蚀液，将下模板安放在穿孔机外套上沿，将铜箔平铺在下模板上，放置上模板压，上下模板对齐；2)推动刻蚀槽上升，液面上升并与铜箔接触，进行穿孔刻蚀；3)当刻蚀液从上模板的孔溢出，降低刻蚀槽，结束穿孔刻蚀。本发明铜箔穿孔机及其生产工艺，能够生产穿孔质量高、机械性能受损程度小的多孔铜箔，提高了成品质量，且连续生产提高了生产效率，生产工艺过程更加环保。

技术领域：

本发明涉及一种铜箔穿孔机及其生产工艺，尤其是涉及一种基于化学刻蚀的铜箔穿孔机及其生产工艺。

背景技术：

锂离子电池具有单位电池工作电压高、循环寿命长、比能量大等优点，随着手机电池、移动电源、新能源汽车等热门产业的不断发展，锂离子电池的需求量不断扩大，对锂离子电池各项性能指标的要求也不断提高。

目前锂离子电池最常用的负极材料基体为铜箔，在铜箔上涂抹负极材料用于电池工作，常遇到负极表面材料附着能力弱、易脱落等问题，影响锂离子电池的工作效率和使用寿命。使用多孔铜箔作为负极材料基体能够极大地改善上述问题，从物理上增加了负极材料的附着空间，使得负极材料不易脱落。同时孔洞填充负极材料，也提高了电池容量。

目前常用的铜箔穿孔方式主要有机械打孔、激光穿孔和化学刻蚀等。由于锂离子电池用铜箔通常较薄，机械打孔会造成铜箔内应力分布，对铜箔机械性能带来不利影响，同时孔的毛刺尺寸较大，不利于负极材料的涂覆。激光穿孔效率低，成型面质量差，不利于负极材料的涂覆和电池工作过程中电子的迁移。传统的化学刻蚀方式实现铜箔穿孔成本较高，工作效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于化学刻蚀的铜箔穿孔机及其生产工艺，提高刻蚀穿孔效率，改善传统化学刻蚀穿孔方式工作效率低、铜箔成品质量差的缺陷，降低制造成本，在试剂选择上避免污染性气体产物的产生，更加环保，对孔径的控制更加精确，提高穿孔铜箔成品质量。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案。

一种基于化学刻蚀的铜箔穿孔机，包括铜箔放箔轮、下模板、密封圈、穿孔机外套、刻蚀槽、铜箔收箔轮、上模板、上模板连接杆；

其中铜箔放箔轮和铜箔收箔轮处于同一水平位置，其下缘与下模板上表面平齐；且铜箔放箔轮和铜箔收箔轮两者的转动方式为同时转动，且转动步距相同，以实现次转动时放箔/收箔同步进行、放箔/收箔的长度相同；所述铜箔穿孔机工作时，铜箔的待穿孔刻蚀部分置于铜箔放箔轮、铜箔的已穿孔刻蚀部分置于铜箔收箔轮、铜箔进行穿孔刻蚀的部分夹持于所述上模板及下模板间；所述上模板连接杆与上模板连接，控制上模板在垂直方向上下移动；所述上模板和下模板上分布若干穿透模板的孔，且上模板和下模板上的孔的分布和孔径完全一致、且在上模板和下模板契合时，上下模板上的孔位置一一对应；且所述上模板和下模板的孔分布及孔径根据铜箔化学刻蚀后的预设穿孔进行布置；所述刻蚀槽位于所述穿孔机外套内侧，且沿着穿孔机外套内侧上下移动；所述刻蚀槽的上沿与穿孔机外套接触位置，设置有所述密封圈，以确保在刻蚀液液面超过刻蚀槽上沿时，刻蚀液不会从刻蚀槽和穿孔机外套之间渗漏。

进一步地，所述上模板、下模板为不锈钢材质；厚度为1～5㎜，模板上的孔为直径50～1000μm圆孔，分布为矩形分布或者蜂巢型，孔间距100～2000μm。模板表面经过精密抛光，表面粗糙度小于2μm；上模板及下模板预设定位孔，便于上下模板定位。采用上下分离的模板具有以下有益效果：

刻蚀液通过下模板对铜箔进行穿孔后被上模板限制流动，可将刻蚀液由上模板溢出作为穿孔完成的判断依据，避免了刻蚀液对设计孔以外位置铜箔的刻蚀，提高了穿孔的准确性。

进一步地，所述刻蚀槽为不锈钢材质，通过液压杆控制，在穿孔机外套内侧进行上下移动。