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1、電瓶加蒸餾水。
2、當電瓶缺水的時候,只允許加注蒸餾水或者純凈水,因為電瓶在出廠之后就已經調好相應的比重了,如果自行添加電解液(原液)的話,自然會造成比重值上升的情況。不僅直接影響電瓶的正常工作,而且還會加劇電瓶極板的老化程度。所以,大家在加注的時候,可千萬不要加錯了。
(來源:文章屋網 )
關鍵詞:環境影響評價;環保措施;鋰離子電池電解液
中圖分類號:X703
文獻標識碼:A 文章編號:1674-9944(2016)24-0072-03
1 引言
隨著國家大力推行新能源產業的發展,新能源汽車進入爆發式增長,新能源汽車生產量及銷售量逐年上升,同時,智能手機、平板電腦、移動電源等3C消費類電子產品以及儲能電池的穩步增長,帶動了鋰電池及電解液等關鍵材料的市場需求。電解液是鋰離子電池四大關鍵材料之一,在電池正負極之間發揮離子導電功能,對電極/ 電解液界面的性能具有重要調控作用,可謂鋰離子電池的“血液”[1]。電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、添加劑等原料,在一定條件下,按一定比例配制而成。研究鋰離子電池電解液建設項目環境影響評價,對提升行業環境保護水平具有很高的意義。
本文以某鋰離子電池電解液新建項目環境影響評價過程為例,通過研究項目中包含的具體工藝,分析各個工藝過程中可能產生的污染環節,對項目中可能產生的“三廢”及噪聲污染進行預測和評價,并制定相應的污染防治措施。
2 工藝流程及產污環節
電解液產品為配方產品,其采用碳酸酯類溶劑和電解質按一定比例調配成為產品,本項目生產工藝主要包括分為吸附、調配、包裝等過程,全程屬于物理過程,不涉及化學反應,其工藝流程見圖1。
2.1 電解液制備
外購的碳酸酯類溶劑、丙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯等原料經密閉管道輸送至電解液主車間精品計量槽內,通過計量泵注入其各自對應的吸附柱中,通過吸附柱中的分子篩吸收溶劑中的水分,該過程為物理吸附過程,采用帶有極性的分子篩來吸附溶劑中含有極性雜質,以達到純化產品的目的;之后,溶劑通過精密過濾器過濾其中可能含有的雜質(分子篩碎末等),經過精制得到的電子級溶劑,將其通過輸送泵打入調配釜中。在調配釜中按配方加入一定量的電解質、添加劑和特種溶劑,液態原輔料采用輸送泵輸送,粉末狀原輔料采用少量氮氣輸送,原輔料在攪拌釜中攪拌7 h,混合均勻后,通過輸送泵打入精密過濾器,過濾后電解液通過泵打入成品罐,最終由成品罐通過快速接頭壓入成品包裝罐中。因電解液嚴格忌水,整個生產過程完全密閉,系統采用氮封保護。吸附、調配、計量等過程產生的放空氣體及灌裝過程產生的廢氣通過密閉管道進入尾氣處理系統。
2.2 分子篩再生
分子篩吸收飽和后,在分子篩內通入高熱氮氣加熱使其中的有機組分揮發出來后循環利用,再生過程中產生的有機廢氣進入尾氣處理裝置。
2.3 洗桶
企業電解液采用200 L不銹鋼桶包裝,外銷后回收的不銹鋼桶由企業清洗后再次灌裝使用。內部清洗:首先對回收回來的專用包裝桶進行測壓,然后向桶內壓入0.5 kg左右碳酸二甲酯溶劑,在滾桶機上勻速翻滾20 min后,將包裝桶內洗桶溶劑壓出,輸送至相應的收集容器內。洗桶產生的放空廢氣經密閉管道進入尾氣處理系統。外部水洗:電解液項目不銹鋼包裝桶上標簽需要通過工人手撕后再用清水清洗干凈,以便出廠時重新張貼標簽。
3 采取的環保措施及主要環境影響
3.1 廢氣
本項目產生的廢氣主要由氮封保護氣的放空廢氣、分子篩再生尾氣(主要成分為氮氣,主要污染物為碳酸酯類和丙酸酯類有機廢氣)、快速接頭揮發廢氣、包裝桶內壁清洗廢氣、原料罐區儲罐呼吸廢氣等五部分組成,其主要污染物為碳酸酯類和丙酸酯類有機廢氣。所有廢氣經收集后進入催化燃燒(CO)裝置處理,尾氣通過30 m高的排氣筒排放。VOCs排放標準參照執行天津市地方標準《工業企業揮發性有機物排放控制標準》(DB12/524-2014)。
本項目催化燃燒處理裝置處理工藝通過催化劑的作用,大大降低了有機物氧化分解的溫度,降低了系統能耗,本項目廢氣中的污染物主要為酯類,且不含使催化劑中毒的物質,可選擇對酯類物質催化效率較高的催化劑,提高氧化分解效率,同時由于催化燃燒溫度較熱力焚燒更低,減少了氮氧化物的生成。CO爐(催化燃燒爐)凈化原理:催化燃燒是借助催化劑在低溫下(200~400℃)下,實現對有機物的完全氧化,因此,能耗少,操作簡便,安全,凈化效率高。該系統組合緊湊,充分利用熱源,節省設備投資和操作費用。該工藝設備在運行過程中最大限度地利用了有機廢氣中有機成分的熱值[2],其工藝流程如下圖2。
3.2 廢水
本項目產生的廢水主要為包裝桶外部清洗廢水、初期雨水和生活污水,所有廢水經收集后一起排入化工園區污水廠集中處理后排放,排放標準執行《化學工業主要水污染物排放標準》(DB32/939-2006)表2中一級標準。
3.3 噪聲
本項目新增噪聲源主要為風機、各類泵等設備,噪聲防治從聲源、聲的傳播途徑等方面著手,主要采用低噪聲設備,選用低噪聲工藝,低噪聲傳動以及對氣體機械降低空氣動力性噪聲的控制:包括選用低噪聲電機、風機、進氣口、出氣口安裝消聲器等。同時,在總圖布置時對高、低噪聲盡量集中而分別布置,利用車間、倉庫廠房、設置圍墻和安裝使用噪聲控制的設備機材料,包括使用隔聲罩、隔聲屏,均可獲得良好降噪效果。
3.4 固廢
本項目產生的固廢主要有廢分子篩、廢濾芯、廢溶劑、原料包裝桶,桶根據《國家危險廢物名錄》(2016年3月30日由環境保護部部務會議修訂通過,自2016年8月1日起施行)判別均屬于危險廢物,需委托有資質的危廢處置單位處理。固U暫存場所嚴格按照《危險廢物貯存污染控制標準》(GB18597-2001)以及《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》(GB18599-2001)的要求規范建設和維護使用。做好該堆場防雨、防風、防滲、防漏等措施,并制定好該項目固體廢物特別是危險廢物轉移運輸中的污染防范及事故應急措施。
4 環境風險評價
按照《建設項目環境風險評價技術導則》HJ/T169-2004的要求[2],經識別,項目建成后全廠構成重大危險源,環境風險評價等級為一級,最大可信事故為儲罐區碳酸二甲酯泄漏事故,其發生概率1.0×10-4次/年,經預測本項目環境風險是可以接受的。通過采取相應的風險防范措施(罐區設置0.8 m高圍堰,建設1800 m3消防水收集池兼事故池,雨水排口、污水排口設置控制閥門),建立風險應急預案,能夠滿足風險防范的要求,本項目環境風險水平可接受。
5 結論
鋰離子電池電解液項目涉及的化學物質種類較多,產生的主要污染物為有機廢氣,其建設首先要做好廢氣處理設施的建設,要做到污染防治措施建設的“三同時”,同時加強對其運營過程中環境風險的管控。通過總結該項目環境影響評價的方法,對推進新能源產業環境保護工作具有重要意義。
參考文獻:
[1]Xu K.Nonaqueous liquid electrolyte for lithium-based rechargeable batteies[J]. Chem. Rev,2004,104(10):4303~4417.
【關鍵詞】分離式熱管;板式換熱器;電解銅;抗腐蝕性
引言
電解銅行業中原本利用板式換熱器進行散熱,但由于板式換熱器密封不嚴,換熱過程中溶液里的強酸蒸發溶于到冷凝水中,使得該冷凝水無法用于生產、生活再利用,只能排放到大氣中,從而導致能源浪費。而分離式熱管換熱器全程密封,換熱效率高,可以實現冷熱流體之間零泄漏,冷凝水無污染且溫度適中,可以用于回收再利用。
一、分離式熱管的工作原理
分離式熱管的蒸發段和冷凝段是分開的,通過蒸汽上升管和液體下降管連通起來,形成一個自然循環回路[1]。工作時,在熱管內加入一定量的工質,這些工質匯集在蒸發段,蒸發段受熱后,工質蒸發,其內部蒸汽壓力升高,產生的蒸汽通過蒸汽上升管到達冷凝段釋放出潛熱而凝結成液體,在重力作用下,經液體下降管回到蒸發段,如此循環往復運行。分離式熱管的冷凝段必須高于蒸發段,液體下降管與蒸汽上升管之間會形成一定的密度差,這個密度差所能提供的壓頭與冷凝段和蒸發段的高度差密切相關,用以平衡蒸汽流動和液體流動的壓力損失,維系著系統的正常運行,而不再需要外加動力。
二、電解銅行業中常用換熱器的應用缺陷
電解銅行業中常用的換熱器為板式換熱器。板式換熱器是由一系列具有波紋形的傳熱板片與橡膠墊片按一定的間隔組成的可拆卸的換熱裝備。板式換熱器在電解銅行業中存在多種問題:
1)單位長度的壓力損失大。由于傳熱面之間的間隙較小,傳熱面上有凹凸,因此比傳統的光滑管的壓力損失大。
2)易堵塞。由于板片間通道很窄,一般只有2~5mm,當換熱介質含有較大顆?;蚶w維物質時,容易堵塞板間通道。
3)溶液有可能泄露。板式換熱器主要由框架和板片兩大部分組成,板片的周邊及角孔處用橡膠墊片加以密封,由于硫酸銅溶液中含有強酸,容易腐蝕橡膠墊,造成溶液泄露。
三、分離式熱管換熱器在電解銅行業中的應用
在電解銅行業中,由于生產電解銅箔對其電解溶液(硫酸銅溶液)的潔凈度和溫度要求非常嚴格,所以我們要利用蒸汽通過換熱裝置對電解液進行加溫,且必須保證沒有任何介質會溶于硫酸銅溶液中對其造成污染,否則會對銅箔外觀及內在質量產生很大的影響。分離式熱管換熱器能實現冷、熱兩流體遠程換熱,且冷、熱流體可以完全隔離,相較板式換熱器,除了滿足其所有優點之外,分離式熱管換熱器還具有以下優勢[2]:
(1)電解溶液中含有強酸,會嚴重腐蝕金屬管道和橡膠墊,而熱管材質多式多樣,可供選擇余地大,我們可以根據冷、熱流體的性能及工藝要求選擇不同的結構參數和材質來增強抗腐蝕性和抗氧化性,例如鈦熱管即可滿足要求。
(2)熱管傳熱效率高, 結構簡單, 投資小。熱管是一種傳熱極高的換熱元件,其內部是靠工質相變和連續工質循環實現熱量傳遞,它的當量熱導率可達金屬的103~104倍。
(3)能夠有效的避免冷、熱流體的串流。每根熱管都是相對獨立的密閉單元,冷、熱流體都在管外流動。并且可根據現場條件靈活的安置殼體,將冷、熱流體隔開。
(4)熱管的換熱元件是由多根熱管組成。各根之間相互獨立,當一根甚至幾根熱管失效時,兩種換熱流體也不可能互混,不影響整個系統的安全運行,這就使高效率的現代化連續大生產獲得了可靠的保證;板式換熱器是間壁換熱,冷熱流體分別在器壁的兩側流過,如管壁或器壁有泄漏,則將造成停產損失,由熱管組成的換熱設備,則是二次間壁換熱,即熱流要通過熱管的蒸發段管壁和冷凝段管壁才能傳到冷流體,熱管一般不可能在蒸發段和冷凝段同時破壞,大大增強了設備運行的可靠性。
四、分離式熱管換熱器在電解銅行業中的選型要求
(1)工作液體的選擇 :
熱管是依靠工作液體的相變來傳遞熱量的,因此工作液體的各種物理性質對于熱管的工作特性也就具有重要的影響,一般應考慮一下一些原則:
1)工作液體應適應熱管的工作溫度區,并有適當的飽和蒸汽壓。良好的熱管工作時,工作液體必然處于氣液兩相狀態,因此所選擇的工作液體的熔點應低于熱管的工作溫度,熱管才有可能正常工作;
2)工作液體與殼體、吸液芯應相容,且具有良好的熱穩定性。工作液體與殼體、吸收芯材料的相容性是最重要的考慮因素,工作液體的不相容及熱穩定性都會到時產生不凝性氣體使熱管性能降低,甚至不能工作。
3)工作液體應具有良好的熱物理性質
(2)管殼材料的選擇
殼體材料首先應滿足于工作液體的相容性要求,除此之外,殼體材料還應滿足在工作溫度下的強度和剛度要求及對環境介質的抗蝕性要求,由于硫酸銅溶液余熱利用下,熱源溫度低,因此在此溫度下工作的管殼材料的強度要求均可滿足,但一般的管材如銅管,鋼管對硫酸銅的抗腐蝕性較差,因此選用鈦熱管。金屬鈦的密度為4.51g/立方厘米,高于鋁而低于鋼、銅、鎳,但比強度位于金屬之首。金屬鈦的導熱系數雖然比碳鋼和銅低,但由于鈦優異的耐腐蝕性能與密度小比強度高的優點,所以壁厚可以大大減薄,而且表面與硫酸銅溶液的換熱方式為對流換熱,減少了熱組,鈦表面不結垢也可減少熱阻,使鈦的換熱性能顯著提高。因此選用鈦熱管作為熱管換熱器的管材。
(3)工作要求
熱管正常工作是依靠工質的循環,因此毛細壓頭即工作循環的壓力,須克服氣態工質從蒸發器流向冷凝器的壓力降,液態工質從冷凝器回流到蒸發器的壓力降及重力對液體流動的引起的壓力降,即Pc≥Pl+Pv+Pg。其中Pc表示毛細作用壓頭,Pl表示氣態工質沿管路的壓力損失,Pv表示液態工質沿管路的壓力損失,Pg表示重力作用造成的壓力損失。
同時我也應該考慮到分離式熱管換熱器的體積,相較板式換熱器來說,它的體積要大得多,這需要銅箔生產廠家預留出足夠的空地用來安放相關設備。
五、結論
分離式熱管換熱器可使冷、熱源分開,遠距離傳輸能量且不需外加動力, 熱管傳熱效率高,結構簡單,投資小,既可以降低能耗,同時也可減少設備腐蝕和環境污染,使用熱管換熱器的蒸汽置換出的冷凝水不含強酸等雜質,可以用于生產、生活再利用,不僅減少了設備腐蝕和環境污染,同時實現了節能效益和經濟效益。所以分離式熱管技術在電解銅行業中替代板式換熱器是可行的,并且具有很大的節能潛力。
參考文獻:
論文關鍵詞:蓄電池,安全,越冬,有八招
目前,農村大量使用的農用車、拖拉機、摩托車、電動自行車和家庭應急照明燈中,都普遍采用鉛酸蓄電池。寒冷的冬天就要到了。蓄電池怕低溫,在低溫時,不但容量會降低,而且還存在電解液結冰,導致外殼脹裂,極板被擠壓變形,活性物質脫落的可能。要讓鉛酸蓄電池安全越冬,以下八招最有效。
1、適當提高電解液密度
電解液由水和硫酸組成,電解液中硫酸的含量越高,電解液的密度就越大,電解液結冰的溫度就越低。為防止電解液結冰,各地可根據冬季最低溫度來選擇合適的電解液密度。通常在東北冬天電解液的硫酸濃度要調整到1.28克/毫升。特別注意:電解液濃度的測量和調整時一定要在蓄電池充滿電的情況下進行。
2、提高充電電壓
每到冬季,調節電壓調節器,使充電電壓適當提高。
3、及時充足電
冬季蓄電池放電50%后,電解液就有結冰的危險。為此,冬季蓄電池的放電程度不允許超過50%。因此,在冬季要經常檢查蓄電池的存電情況,不足時應及時補充,保持蓄電池不虧電,使其經常處于充足電狀態。
4、保持蓄電池溫度在0℃以上
實踐證明,蓄電池電解液的溫度每降低1℃,其容量約減少1%—2%。為此,冬季設法要提高電解液的溫度。通常的方法是把車輛停放室內,沒有車庫的,應將蓄電池拆下,搬進0℃以上的室內,正確放置。不得靠近明火,不可倒置。
5、冬季添加蒸餾水后立即充電
冬季蓄電池加人蒸餾水后,需要一段時間才能與電解液混合均勻。如果來不及混合好,浮在電解液上層的蒸餾水會結冰。為此,冬季給蓄電池添加蒸餾水后,應立即對其充電,或邊充電邊加蒸餾水,使電解液和蒸餾水迅速混合,避免結冰。
6、保持發動機、發電機、電起動系統狀態良好
要定期對農用車輛的發動機、電起動系統進行全面檢查保養。保證其狀態良好。如果發動機、發電機或電起動系統存在故障,應在排除故障后,再進行起動。
7、不連續頻繁啟動車輛
冬季車輛啟動困難。特別注意起動發動機時,每次不得超過5秒,兩次起動之間應間隔應在半分鐘以上,起動次數不能超過三次。若長時間連續啟動,大電流連續放電,有可能造成啟動電機和蓄電池的損壞。
8、冬季停用的蓄電池拆下保管
伴隨著以移動通訊器材為代表的電子產品高度集成化、小型化的發展,作為印刷電路板(PCB)的主要原材料的載體支撐可剝離銅箔也向著越來越薄的方向發展。12μm以下的“載體超薄銅箔”也隨著厚度越薄而越難以制備。載體超薄銅箔在國內外的傳統制作方法是采用具有一定厚度的載體箔作陰極,在其上電沉積銅。然后將鍍上的超薄銅箔連同陰極的載體箔一同經熱壓、固化壓制在絕緣材料板上,再將用作陰極的金屬支撐箔用化學或機械方法剝離除去。
其中電解銅箔的厚度和質量主要由沉銅方式和陰極電流密度所控制。不同沉銅方法陰極電流密度亦不相同,所以電解銅箔的厚度和質量最終的控制因素是沉銅方式的鍍液成分。目前,國內外的許多學者對電解的銅箔的沉銅方式進行研究總結,分析了它們的優缺點,并試圖尋找一種更為有效和先進的電解銅箔沉銅新方法。本文綜述了載體支撐的超薄銅箔的幾種沉銅方法的優缺點和國內外學者的研究現狀,并對新的沉銅方式的發展方向作了展望。
現有的載體支撐超薄銅箔的電鍍銅層方法一直以來,國內外載體支撐的可剝離超薄銅箔的制備過程中采取的沉銅方式主要有以下三種:氰化物電沉銅、焦磷酸鹽電沉銅和硫酸鹽電沉銅。這三種不同的沉銅方式因所采用的電解液主鹽不同而得名,所得到的銅層也有所差異。由于主鹽的成分不一樣,所以進行電沉積的陰極電流密度也不相同,控制方法也不一樣,導致了這三種電沉積方式在如今的電解銅箔的制作上面臨著不同境地。
1.氰化物沉銅
氰化物沉銅是應用最廣泛、最古老的沉銅方式。氰化物沉銅的電解液基本配方為:氰化亞銅(CuCN)50~80g/L,氰化鈉(NaCN)70~85g/L或氰化鉀(KCN)70~90g/L,氫氧化鈉(NaOH)1~3g/L,其他添加劑視需要酌情加入。在電解液中,銅以銅氰絡合離子形式存在,并存在一定量的氰根離子,電解液呈強堿性。它具有下述幾個特點。
電解液具有一定的去油和活化能力,可以較容易的通過電沉積得到銅箔。
勻鍍能力和覆蓋能力很好,可以在許多載體表面形成致密均勻的銅箔。
雜質對電解液的影響小,工藝規范要求不嚴格,易于控制。
在電沉積過程中,沉積速度較慢,電解液穩定性較差,且調整和維護費用較高。
電解液有劇毒,排出的廢氣、廢水會對人體造成毒害和污染環境。
以該電解液進行載體支撐可剝離超薄銅箔的沉銅工藝所獲得的鍍層結晶細微,容易拋光,后處理工藝易于進行。鈴木裕二、松田晃等人在其公開發表的專利中使用氰化沉銅而制取了載體支撐可剝離超薄銅箔的銅層。其所獲得的銅層質量良好,表面光滑,滿足了生產要求。使用的電解液為CuCN70g/L,KCN90g/L,不加入添加劑。YoshiokaJunshi等人進行了帶載體電沉積銅箔的進一步研究,在其實施實例中采用的電解液成分為CuCN65g/L、KCN70g/L、NaOH2g/L、諾切液30ml/L。這個鍍液配方下可獲得結晶顆粒均勻、細致的銅層。
2.焦磷酸鹽沉銅
焦磷酸鹽沉銅是為了避免氰化物沉銅的劇毒危害而研究開發的一種沉銅方式。焦磷酸鹽沉銅基本配方:焦磷酸銅(Cu2P2O7•5H2O)70~l00g/L,焦磷酸鉀(K4P2O7•3H2O)300~400g/L,檸檬酸銨20~25g/L,添加劑酌情添加。其特點主要有以下幾點。
可以形成致密的銅鍍層,因此針孔會減少。
電解液的電流效率高于氰化物沉銅,沉積速度較快。
電解液堿性較弱,對操作人員危害和設備腐蝕較輕。
通常情況下,電解液的離子成分較為復雜,配制過程繁瑣,電解過程中電解液不穩定,對電解液的維護叫困難。
試劑原料較昂貴,生產成本增加。
鈴木裕二、茂木貴實等在其公開專利中使用了焦磷酸鹽沉銅的方式獲得極薄銅箔,該方法不影響載體剝離強度,剝離層界面上的起泡的發生得到抑制,對環境無害,置于高溫環境下也可以容易地剝離載體箔。其電解液的配方如下:Cu2P2O7•5H2O70g/L,K4P2O7•3H2O350g/L,檸檬酸銨20g/L。KataokaTakash等人研究了在35μm厚的載體銅箔先形成一層CBTA有機剝離層,再經過銅沉積、粘合增強處理和鈍化處理步驟得到復合箔。同樣使用了焦磷酸鹽沉銅的方式得到銅箔層。其電解液配方為Cu2P2O7•5H2O60g/L,K4P2O7•3H2O300g/L,檸檬酸銨15g/L,氨三乙酸[N(CH2COOH)3]15g/L。片岡卓,平澤裕等研究了在35μm厚的載體箔上用硫氰尿酸形成接合界面層,再形成9μm厚的電解銅箔層,使用電解液配方為:Cu2P2O7•5H2O70g/L,K4P2O7•3H2O400g/L,檸檬酸銨25g/L。HirasawaYutaka等人在其研究中使用的電解液配方為Cu2P2O7•5H2O65g/L,K4P2O7•3H2O300g/L,檸檬酸銨15g/L,磷酸氫二鈉8g/L,聚乙二醇(M6000)0.8g/L的焦磷酸鹽沉銅電解液使得超薄銅箔能夠均勻地電沉積在載體層上而獲得非常薄的銅箔層。
3.硫酸鹽沉銅
硫酸鹽沉銅是較晚使用的一種沉銅方法。最早主要應用于防護性和裝飾性的電鍍銅層工藝,后移植使用于超薄電解銅箔的沉銅。硫酸鹽沉銅一般來講沒有氰化物沉銅時所產生的劇毒電解液,也沒有焦磷酸沉銅時使用昂貴材料和電解液不穩定等因素,所研究的電沉積機理也比較豐富。硫酸鹽沉銅的電解液基本配方為:H2SO4100~300g/L,Cu2+20~150g/L,添加劑酌情加入。
此種沉銅方式主要的特點有:
硫酸銅和硫酸使用范圍較寬,電解液成分簡單易得,容易進行管理和維護。
電解液的循環利用率高,便于大型的工業生產。
允許的電流密度范圍較氰化物沉銅和焦磷酸鹽沉銅寬很多,利于生產。
結晶過程獲得晶粒粗大的鍍層,使所獲得的鍍層較硬而脆。
國內可以形成規模生產的廠家如本溪銅廠、西安向陽、招遠金寶、佛岡建濤等均使用此種沉銅方式。金榮濤在其電解銅箔生產與技術講座中對超薄銅箔的形成作了詳細介紹,采用三次沉銅工藝,首先在接合界面上,用H2SO4濃度為150g/L和Cu2+為65g/L的硫酸銅溶液電解沉積銅層,然后用H2SO4濃度為100g/L和Cu2+為18g/L的硫酸銅溶液進行細微銅層沉積以及防止細微銅層脫落的鍍覆工序。接著再用H2SO4濃度為150g/L和Cu2+為65g/L的硫酸銅溶液進行固定鍍覆。
高梨哲聰、巖切健一朗、杉元晶子等在其專利發明中形成3μm的超薄銅箔層時也使用同樣的硫酸銅溶液進行電解銅箔的制備沉銅工序。其所使用的電解液配方為:H2SO4100g/L,Cu2+20g/L。獲得了結晶較為粗大的銅箔層。
雷蒙德•加勒斯,勒內•蘭納斯,米歇爾•斯特里爾等人為了更好得解決采用硫酸鹽沉銅方式制備地結晶過于粗大而引起銅箔質量差的問題,在硫酸鹽沉銅的鍍液配方中引入了磺酸類添加劑。其鍍液配方為H2SO4濃度100g/L,Cu2+20g/L,酚磺酸10ml/L。在該配方之下銅箔仍未能達到與氰化物沉銅和焦磷酸鹽沉銅形成結晶的細致、平整程度。
SugimotoAkiko在其研究中使用電解液配方為H2SO4濃度100g/L,Cu2+20g/L,2-巰基苯并噻唑5ml/L,堿性藏紅花5g/L的電解液進行沉銅。所獲的銅箔出光速度快,平整性較好,覆蓋能力較強,但仍未解決鍍層過脆的問題,并且添加劑不易獲得。
現有工藝的不足當前,三種常規的載體超薄銅箔的沉銅方式難以避免地出現了以下幾種難以克服的問題:
沉積環境不友好,產生劇毒物質。
腐蝕性強,對設備的損害嚴重。
電解液的組成成分較貴,使得生產成本增大。
所獲得的銅箔質量有缺陷,難以應用到大規模的生產實際之中。
此外,作為直接從防腐電鍍和裝飾電鍍移植而來的三種常規沉銅方式缺乏能對實際的電解銅箔生產起到指導作用的理論。國內的生產廠家不得不繼續使用這三種明顯帶有缺陷的沉銅方式進行生產而產生嚴重的效益問題。
日、美等少數銅箔公司掌控著電解銅箔的核心生產技術。目前,日本已有厚度為5μm、3μm超薄電解銅箔投入生產。我國雖然已經具有了相當規模的電解銅箔生產能力,但絕大多數產品主要面向中低端市場,而國內產能遠遠不能滿足國內市場的需求,仍需大量進口,尤其是在高性能、高檔超薄電解銅箔等的需求方面。改進當前傳統的超薄銅箔沉銅方式使之能夠達到生產水平需求或者研發一種新的完全適應于電解銅箔生產需求的沉銅方式對銅箔工業和電子行業的發展具有重要意義。