电解铜箔是印制线路板 (PCB) 、覆铜板 (CC L) 及锂离子电池负极的基础材料，主要用于进行信号传输 ，有“神经网络”之美誉。 本文主要讲述铜箔在锂离子电池上的应用。铜箔在 锂电池内既当负极材料体，又当负极电子收集与传输体，因此要求铜箔必须有良好的导电性， 能均匀地涂敷负极材料而不脱落，且应具有良好的耐蚀性。随着锂离子电池朝着高容量化 、 薄型化、高密度化、高速化方向发展，铜箔也朝着具有超薄、低轮廓、高强度、高延展性等高品质性能的方向发展，而其性能与铜箔结构及表面处理密切相关。

铜箔厚度越薄，质量档次越高 因此，为适应锂离子电池的方向发展， 对电解铜箔的品质提 出了更高求，为达到此要求，在电解铜箔生产中必须对电解液中的杂质及各工序的洁净度进 行控制。

一、原材料要求

为了保证铜箔质量，电解液中的杂质应达到：Z n < 1.0 g／L，Pb < 0.1 g／L，F e < 1.5 g／L， N i < 0.1 g／L，CI <0.004％，C d<O.1g／L，Sb< 0．15g／L，Cr< O.3g／L。 为了保证电解液达到这一要求，原材料应符合下列标准：铜材的纯度必须大于99.9％，铜料应采用高纯阴极铜或裸铜线，必须经过清洗，除去表面油、漆、脂类等有机物。硫酸质量好坏对铜箔质量有很大 影响，因此最好选用浓度> 95％的工业硫酸，有害杂质不能超标，含有油脂类有机物不能用于生产，无机盐超标太多也不能用，因为这些杂质会造成电解铜箔出现针孔；储存硫酸的容器最好采用耐酸工程塑料，不要采用碳钢等。

电解铜箔作为一种高技术产品，它不仅对主要生产原料的质量有严格的要求，而且对生产辅助原材料如生产用水也有明确的品质标准，不仅要求水中不能有悬浮物、 沉淀物、 粘结胶质颗粒，以及Fe、Cu、Mg 等杂质元素，也不能含有c 1一及色素，因此普通的工业用水就无法满足要求。水洗表面处理是一个复杂的多种工艺过程，也是一个连续的生产工艺过程，在各步处理过程中都要有水洗过程，以清除表面附带的电解液。对所用的水要求很高， 一般均采用离子交换水处理方式。它是采用离子交换树脂，使离子交换树脂中和水溶液中可 交换离子之间发生符合等物质量规则的可逆性交换，使水中离子去除而离子交换树脂内结 构并不发生实质性变化的一种水处理方式。通过纯水制备系统来制取高纯度的纯水，以供溶铜造液、配液工序的溶液制备以及生箔、表面处理等工序喷淋洗箔用水。另外，为防止整流 器可控硅 结垢，整流器等电气辅助设备也必须使用经纯水制备系统处理后的脱盐水。 纯水 电导率 <40us／cm 最佳，目前制取纯水采用电渗析器、填充床电渗析法和离子交换法等过滤系统：现在用户要求铜箔要致密无针孔、弹性好、延伸率高。因此，电解液中不能有机械杂质和有害有机杂质等异物，为此，必须提高过滤效果，目前使用的过滤有布袋、滤芯和硅 藻土过滤，精度最好＜0.5μm，用椰壳活性炭吸附电解液中的有害有机杂质，保证电解液的洁净度。

二、溶液净化

原箔 (生箔) 的制造过程是铜箔生产中最关键的环节，绝大多数的物化性能指标与原箔有着 直接或间接关系。原箔的电沉积过程离不开溶液，所以其溶液尤为重要，纯净无杂质、成分均匀稳定的原箔溶液是生产高品质铜箔的必需条件。实际生产中不可避免会有一些杂质通过原料铜、废箔、水、酸的加入和设备自身的磨损腐蚀进入到溶液中，因此生产中的溶液含有不溶性的微粒、可溶的离子分子基团和有机物等各种杂质，这些杂质大多数对铜箔品质有负面影响，应尽可能减少杂质进入溶液系统或采用有效方法把杂质控制在合理范围内。

不溶性微粒主要来源于原料铜的加入和废箔回用，活性炭和其它有机物吸附剂在使用中也会少量分解形成不溶性微粒。在原箔电沉积过程中微粒夹杂于组织内或吸附于铜箔表面，造成箔面粗糙 、针孔、渗透点等质量缺陷。一般采用多级过滤的办法将微粒由大到小逐级过滤去除，过滤精度最高可以达到 0.5 μm以内。随着过滤层级的增加和过滤精度的提高溶液净化效果相应提高，铜箔组织的致密性和表而微观结构的细致性都明显优化，表现为延伸率、 抗拉强度等指标的提高。高度净化的原箔溶液是生产高品质铜箔前提条件之一。增加过滤次数也是溶液净化的有效方法，通常循环过滤液量应为生产供液量的 1.5倍以上。提高溶液的净化，设备投入和运行费用会大幅增加，在净化工艺设计时要兼顾工艺性和经济性。过滤器在初期运行时往往达不到设计精度，使用一段时间后过滤材料的表面会因为滤渣的沉积而产生“搭桥”作用，过滤压力略微增加而过滤精度提高并更稳定，所以过滤器的清冼和滤料的更换应该交替周期处理，前一级和后一级过滤器不宜同时进行，避免因集中处理造成溶液净化度发生波动。

可溶性的离子分子基团对铜箔质量的影响机理非常复杂。溶液中的离子会干扰铜箔正常的 电沉积过程。某些金属阳离子直接参与铜箔晶体的成核过程，导致铜箔微观组织结构缺陷——孪晶、错层等；溶液中的可溶性杂质在正常生产时多数在合理浓度范围内波动，不会影响铜箔品质，少量杂质会随着生产时间延长在溶液中逐渐积累，有时管理不善或生产事故造成杂质超标，需要去除过量的杂质以保持溶液洁净。小电流电解法是一种有效的去除杂质方法， 应用范围广而且使用过程不会造成新的污染，通常电流密度控制在 100A／m。以内，电流和液流量根据时间呈梯度调整，在阴极辊表面会沉积出富集杂质元素的铜镀层。有机吸附剂 可以和某些杂质生成絮凝物，利用这个特性可以通过活性炭过滤去除杂质。化学沉淀法会生成难以过滤的细小颗粒，造成二次污染，应慎重使用。

三、结语

众所周知，在电解铜箔生产时都要在电解液中加入适量添加剂，有利于获得致密的阴极沉积 物，提高铜箔的弹性、强度、硬度和平滑感。现在的添加剂采用水解动物蛋白粉，当电解液中含0.001％一0.003％这种添加剂时，生箔表面获得均匀一致的粗糙面，物理性能优于用颗粒明胶生产的生箔。而水解蛋白粉容易变质，生成其它变质成分，这种变质物会影响生箔的质量，因此要用一定量的活性炭过滤电解液，去除添加剂变质产生的有害成分。

另外，生产环境是影响电解铜箔质量的主要因素。高档铜箔的生箔和表面处理工序的生产厂房应为洁净厂房，要求密封，恒温恒湿，空气洁净度应达到十万级，分切包装工序的空气洁净度应达到万级。供给车间里的空气应该经过反复次精密过滤，并保持正压，十分干净。各车间之间应隔离，并分别具有除尘 、排气 、通风、防潮装置。只有控制铜箔生产的每一个环节，层层把关，控制好生产环境及生产过程中各溶液和洁净度，方能生产优质高档的电解铜箔。