郭立功，徐建平

（江西省江銅耶茲銅箔有限公司，江西 南昌 330000）

在互聯(lián)網(wǎng)時代中，各類移動通訊工具應(yīng)用盛行，大部分移動通訊設(shè)備在電池制造材料的選取上，主要會以鋰離子電池為主，而電解銅箔作為鋰離子電池的重要生產(chǎn)材料，如何提升生產(chǎn)效率，優(yōu)化經(jīng)濟效益就成為行業(yè)內(nèi)重點關(guān)注問題。同時，電解銅箔也是覆銅板和印制電路板制造中不可缺少的材料，做好電解銅箔生產(chǎn)期間的雜質(zhì)離子分離工作就十分關(guān)鍵。鑒于此，針對霍爾槽試驗、模擬生箔試驗分析雜質(zhì)離子對電解銅箔生產(chǎn)質(zhì)量的影響這一課題進行深入分析十分有必要。

1 試驗分析

1.1 霍爾槽試驗

表1 霍爾槽試驗試劑表

表1 中電解液組成劑中的走位劑和晶粒細(xì)化劑兩種實驗試劑的比例配置并未規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，為自由配置。試驗過程中，將雜質(zhì)離子含量為0-10g/L 的試劑利用整流器進行試驗處理，觀察電解銅箔鍍層關(guān)亮區(qū)域變化數(shù)據(jù)。

通過試驗研究，得出以下試驗內(nèi)容。

（1）霍爾槽試片光亮區(qū)域產(chǎn)生變化，電解銅箔質(zhì)量變化隨之改變。添加劑在試驗中停止發(fā)揮作用是，發(fā)現(xiàn)霍爾槽試片光亮區(qū)域降低至10%，此時電解銅箔的厚度均勻性分布產(chǎn)生變化和影響[1]。

（2）當(dāng)生箔機械設(shè)備之上的銅箔光亮程度降低時，霍爾槽試片光亮程度隨之下降。

（3）當(dāng)生箔機械之上的銅箔兩端邊緣部位出現(xiàn)泛白表現(xiàn)時，霍爾槽試片高區(qū)形成燒焦現(xiàn)象。

（4）生箔機械表面出現(xiàn)泛白情況時，霍爾槽試片吹氣孔越多泛白狀態(tài)越嚴(yán)重，兩者呈正比關(guān)系。

1.2 模擬生箔試驗

表2 模擬生箔試驗試劑表

在試驗過程中，將雜質(zhì)離子含量為0～10g/L 的試劑投入試驗，利用高頻開關(guān)電源，設(shè)定38A，溫度設(shè)定在50℃，對電解銅箔中的雜質(zhì)離子進行40s 的電解處理，處理得出的銅箔為9μm。隨后，將電解出來的銅箔再放置在室溫下存有BAT 空間中，觀察時間為1min，進行防變色處理，吹干后將其取出，觀察銅箔的具體外觀變化數(shù)據(jù)[2]。

通過模擬生箔試驗，意在考察電流密度相同的狀況下，雜質(zhì)離子存在所能夠?qū)︺~箔外觀因素的影響，重點統(tǒng)計銅箔在試驗中出現(xiàn)的卷曲情況相關(guān)數(shù)據(jù)，及統(tǒng)計和記錄銅箔的內(nèi)應(yīng)力。此項試驗得展開，主要是彌補霍爾槽試驗中無法加以考察的盲區(qū)，進一步促進整體試驗項目最終數(shù)據(jù)的真實性增加。

1.3 銅箔及鍍層試驗測定標(biāo)準(zhǔn)

（1）進行電解銅箔的鍍層光亮區(qū)的測定分析時，主要測量工具是直尺，測量對象是霍爾槽試片。

（2）進行試驗燒焦度測定，主要測量工具為直尺，測量對象是霍爾槽試片之上出現(xiàn)燒焦?fàn)顩r的試片長度，同時就銅箔表面的燒焦現(xiàn)象進行統(tǒng)計。

（3）測定吹氣孔，主要觀察對象為霍爾槽試片上的吹氣孔，記錄其上是否出現(xiàn)氣霧。當(dāng)吹氣孔出現(xiàn)，則代表生產(chǎn)出來的產(chǎn)品不合格，并且銅箔表面出現(xiàn)泛白現(xiàn)象。

（4）測定試紙卷曲程度。將銅箔單獨剝離出來后，將其平放靜置于操作臺靜止時間控制在1h，觀察銅箔之上是否顯現(xiàn)卷曲現(xiàn)象，沒有表示產(chǎn)品合格，有則表示有內(nèi)應(yīng)力存在于銅箔中，利用其生產(chǎn)出來的產(chǎn)品也不合格[3]。

（5）測定光亮度，測量方法為目測鍍層表面情況，測定標(biāo)準(zhǔn)見表3 所示。

表3 光亮度測定標(biāo)準(zhǔn)

2 試驗結(jié)果討論

2.1 Ni2+影響

在電解液試劑中加入Ni2+，控制不同的質(zhì)量濃度，展開兩項試驗工作，得出了表4 與表5 中的試驗結(jié)果，見表4、表5 所示（注：“--”代表：無）。

表4 Ni2+對電解銅箔的影響

表5 Ni2+對鍍層的影響

通過對表4、表5 中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電解液中的Ni2+含量增長時，陰極試片鍍層之上的光亮區(qū)域會隨之減少，最后逐漸處于穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定后光亮度不會出現(xiàn)改變，當(dāng)達到6g/L 時，銅箔開始產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象，達到10g/L 時，鍍層會出現(xiàn)燒焦現(xiàn)象。同時表5 中還能發(fā)現(xiàn)，當(dāng)達到8g/L 時，光亮區(qū)開始縮短，縮短了0.8cm。

2.2 Cr3+影響

在電解液試劑中加入Cr3+，控制不同的質(zhì)量濃度，展開兩項試驗工作，得出了表6 與表7 中的試驗結(jié)果，見表6、表7 所示（注：“--”代表：無）。

表6 Cr3+對電解銅箔的影響

表7 Cr3+對鍍層的影響

通過對表6 和表7 進行分析能夠發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電解液中Cr3+的增加時，銅箔以及鍍層的光亮度不變，陰極試片之上的鍍層光亮長度會出現(xiàn)減少狀況，隨著減少程度的逐漸降低最后會處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2.3 Zn2+影響

在電解液試劑中加入Ni2+，控制不同的質(zhì)量濃度，展開兩項試驗工作，得出了表8 與表9 中的試驗結(jié)果，見表8、表9 所示（注：“--”代表：無）。

表8 Zn2+對電解銅箔的影響

表9 Zn2+對鍍層的影響

通過對表8 和表9 進行分析能夠發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電解液中Zn2+的增加時，陰極試片之上的鍍層光亮長度會隨之減小，光亮度降低，在霍爾槽試試驗中，試片流經(jīng)高電流區(qū)域出現(xiàn)燒焦現(xiàn)象，銅箔也同樣出現(xiàn)燒焦現(xiàn)象。

2.4 Fe3+影響

在電解液試劑中加入Fe3+，控制不同的質(zhì)量濃度，展開兩項試驗工作，得出了表10 與表11 中的試驗結(jié)果，見表10、表11 所示（注：“--”代表：無）。

表10 Fe3+對電解銅箔的影響

表11 Fe3+對鍍層的影響

通過對表10 和表11 進行分析能夠發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電解液中Fe3+的增加時，陰極試片之上的鍍層光亮區(qū)長度降低，亮度也隨之降低，對銅箔的生產(chǎn)質(zhì)量造成了不利影響。

3 結(jié)論

其一，霍爾槽試驗與模擬生箔試驗的完成，進一步顯示了當(dāng)Ni2+、Cr3+、Zn2+、Fe3+在電解銅箔鍍液中的含量超高時，會導(dǎo)致電解銅箔的鍍層陰極正常沉積，知識鍍層之上的光亮區(qū)域長度縮小，一旦光亮區(qū)長度降低量超出0.7cm，電解銅箔的性能就會隨之降低。與此同時，當(dāng)雜質(zhì)離子的濃度升高后，還會對于銅箔的外觀質(zhì)量提升造成負(fù)面影響。

其二，在試驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Zn2+、Ni2+、Cr3+、Fe3+中的質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)分別高出預(yù)期相對應(yīng)的2g/L、4g/L、6g/L、8g/L 濃度時，一定會打破電解銅箔的鍍層陰極正常沉積狀態(tài)，致使電解銅箔的適用性能降低。