[发明专利]一种阴极辊辊筒的成形方法

说明书

一种阴极辊辊筒的成形方法，以通过精加工得到的钢筒最为铜板卷圆的母板，使铜板在钢筒外圆的紧密卷圆，多组压辊通过弹簧提供柔性的压紧力，使铜板发生弹塑性变形紧贴钢筒外圆表面。在铜板卷圆于钢筒外圆表面后，在铜板固定于钢筒外圆的基础上，对缝隙处进行焊接，实现铜钢筒的紧密复合，并对焊缝处进行加热处理，减少应力，提升铜筒尺寸的稳定性。本发明克服了传统铜钢复合板卷焊成铜钢筒时成形圆度较差，铜钢筒卷焊后不能对均匀精车，以及精车后的铜筒铜层剩余厚度差异较大，进而钛铜钢复合辊芯导电性的不足，实现了铜板的卷圆控制，提高了阴极辊辊筒中铜筒厚度的均匀度，提高了铜筒的导电均匀性。

技术领域

本发明涉及阴极辊技术领域，具体是一种用于成形阴极辊辊筒的铜板卷圆成形方法。

背景技术

随着全球新能源汽车、5G通信、大数据中心、人工智能技术的飞速发展，对电解铜箔的需求迅速增长。而且由于动力类锂电池及储能类锂电池需求的铜箔性能要求越来越高，铜箔厚度向更薄方向发展，对生产电解铜箔的阴极辊提出了更高要求。

由于电解铜箔的生产是采用辊式连续电解方法来进行的。其原理是将阴极辊浸泡在硫酸铜电解溶液中再通以低电压大电流的直流电源使电解溶液中的铜离子沉积到阴极辊的钛表面形成铜箔，再利用阴极辊的回转将形成的铜箔从阴极辊表面剥离、卷取，而后再进一步进行铜箔的表面处理形成铜箔产品。因此高精度锂电箔用的阴极辊是直接影响铜箔产量和质量的核心关键部件。

由于阴极辊在铜箔生产中具有决定性作用，因此，对其要求也相当高：首先，要提高铜箔的产量要求辊面直径越大越好，现有的高精度锂电箔用阴极辊的直径已经达到φ3000mm；其次，要求导电性能良好，并且不能因为局部导电不良存在局部发热点；而且对表面的圆度、直线度和表面粗糙度要求相当高；表面要求能长时间耐电解溶液的腐蚀，整体平衡并要求总体重量越轻越好。目前高精度锂电箔用阴极辊结构采用钛铜钢三层复合结构；即外圈用钛包裹、中层用铜导电、内层用钢作骨架。

目前，阴极辊铜钢结构中铜与钢采用爆炸焊接的方法复合成铜钢复合板，再进行卷圆成筒体，装上侧板和芯转轴车圆后套上钛筒形成阴极辊。在工艺制作上，由于筒体的直径大，在铜钢复合板卷圆时，其圆度公差只能做到≥4mm，这样在车圆的过程中就不能保证铜的厚度均匀一致，达不到要求，造成局部导电不良而存在局部发热点。另一方面，由于铜钢复合板特殊的成形工艺，铜钢复合板的价格特别高。这样在设计、制造中有相当多的不确定因素难以保证阴极辊的制造质量，从而使生产出铜箔质量和产量均受到严重影响。

在申请号为202110633635.5的发明创造中公开了一种金属复合层及其制备方法和无缝阴极辊及其制备方法中，无缝阴极辊表面的金属复合层的制备方法包括：在阴极辊基体的表面采用粉末固态累沉积法依次沉积金属铜、银和钛，形成含有铜层、银层和钛层的复合金属层。该方法铜银钛微观组织晶粒一致性较差，为铸态组织，由于阴极辊的特点难以通过热处理等方法改变组织的显微构成，用粉末固态累加沉积技术，对设备和粉末材料要求高，但是辊面的金属致密度相对差些，材料的微观组织组成影响阴极辊的导电性，该方法对设备和材料要求较高，设备成本较高。

在公告号为CN201588003U的发明创造中，公布了一种绕丝阴极辊芯。该阴极辊铜钢复合结构采用绕丝阴极辊芯，钢筒体外设有铜筒体，铜筒体为铜线紧密缠绕在钢体上形成铜层，铜线采用方形铜线。采用此方法铜带较难保证紧密贴合在钢筒体上，且铜线转轴向紧密度较难保证容易产生间隙。

在申请号为2021112844311的发明创造中公开了一种超大直径阴极辊的制造方法，阴极辊为铜钢复合结构，所述铜筒通过加热过盈装配在钢筒外侧，未介绍铜筒具体制造方法。

在美国由日本申请的专利号为4975169的专利《DRUM FOR ELECTRODEPOSITEDMETAL FOIL》中,所述阴极辊为铜钢复合结构，未介绍铜筒与钢筒如何复合为一体的。

发明内容

为克服现有技术中存在的铜筒厚度不均匀的问题，提高铜筒的导电均匀性，本发明提出了一种阴极辊辊筒的成形方法。