CN104962957B - 一种检测电解铜箔用阳极条电位变化的方法 - Google Patents

Abstract

一种在电解铜箔生产中根据电解铜箔用阳极条电位变化来确定该阳极条是否需要更换的方法，其包括：(A)对已使用的阳极条的多个部位(例如4‑20个部位，优选6‑14个部位)，尤其阳极条纵向两侧的部位和阳极条的螺丝眼部位检测析氧电位；(B)在一个阳极条的多个部位的检测值中，最大值与最小值之差小于等于0.2V时，确定该阳极条能够继续使用，当最大值与最小值之差大于0.2V时，则确定该阳极条需要更换。

Description

一种检测电解铜箔用阳极条电位变化的方法

技术领域

本发明涉及一种根据电解铜箔用阳极条电位变化来确定该阳极条是否需要更换的方法。

背景技术

电解铜箔的生产是在生箔机的阴极辊和阳极条上通上大电流直流电后，在电场的作用下铜离子在阴极辊上析出，从而得到铜箔。目前阳极条的材质一般为铅或钛材进行涂层处理，在电解过程中钛阳极表面涂层会逐渐出现不同程度的变化(析氧、划伤、硫酸铅附着等)，就会导致电位的变化。阳极条表面电位不均匀将会造成了电解铜箔的薄厚均匀度变差，进而影响产品质量甚至出现废品。常规出现铜箔薄厚不均匀就需要更换整套(14块)阳极条，成本需要十几万元。

铜箔制造的阳极最初使用的材质为铅，这种材质的阳极主要的优点是价格低廉，缺点主要是电阻大且容易氧化，使用周期短。目前主流的用于电解铜箔的阳极为钛阳极条，主要工艺流程为：钛材的裁剪→冲孔→蚀刻(草酸)→涂层→烘烤(多次进行)，这种阳极相对性能稳定，电阻低且不容易出现氧化。

每台生箔机需要安装14块阳极条，当阳极条使用一段时间时，铜箔的薄厚均匀度会受到很大影响甚至出现针孔。常规的处理方式就是把14块阳极条全部更换报废。这种方式的成本高，而且耽误生产。因此急需一种简便可行的方法，在铜箔制造的现场就可以进行检测，准确的判断每一块阳极条是否需要更换，可以有效的节约生产成本。

发明内容

本发明针对以上问题设计一种简便可行的检测方法，对阳极条表面电位差进行检测，能准确的判断具体是哪一块阳极条出现了电位变化，为更换阳极条提供了科学的指导意见，进而大大节约了铜箔制造的生产成本。

因此，本发明的目的是提供一种在电解铜箔生产中根据电解铜箔用阳极条电位变化来确定该阳极条是否需要更换的方法，其包括：

(A)对已使用的阳极条的多个部位(例如4-20个部位，优选6-14个部位)，尤其阳极条纵向两侧的部位和阳极条的螺丝眼部位检测析氧电位；

(B)在一个阳极条的多个部位的检测值中，最大值与最小值之差小于等于0.2V时，确定该阳极条能够继续使用，当最大值与最小值之差大于0.2V时，则确定该阳极条需要更换。

优选地，阳极条的检测析氧电位的部位包括阳极条纵向两侧的端部的各三个点(包括该端部的两侧和中间)和第三、第四、第五、第九、第十二、第十六、第十七、第十八个螺丝眼的部位，其中螺丝眼的编号是在纵向上从左到右、从上到下的顺序编号。

优选地，阳极条的检测析氧电位的部位包括阳极条纵向两侧的端部的各一个点和第三、第四、第五、第九、第十二、第十八个螺丝眼的部位，共计六个部位，其中螺丝眼的编号是在纵向上从左到右、从上到下的顺序编号。

申请人经过反复试验，发现上述部位的检测点具有代表性，能够保证检测的可靠性。

析氧电位测试，用于表征阳极上不同点的导电率，从而得出阳极表面的电流输出是否均匀。主要以对比原始标样来判断目前现有的阳极析氧过电位是否升高。

例如本申请对此设计的一种装置包括伏安表(万用表)、参比电极、玻璃管(上段粗、下段细)、底部带有小孔的阴极、阳极条，其中，玻璃管内装有电解液，参比电极一端浸没在玻璃管内的电解液，参比电极的另一端连接电压计，电压计然后连接于阳极，阴极的一端连接于直流电源，然后连接于安培表，再连接于阳极的一端，阴极的另一端与阳极条连接，玻璃管的下端连接阴极底部的小孔，检测原理如下：参比电极主要起到基础参照的作用，当稳定的电流加在阴极阳极之间的时候，因为阴极阳极之间有绝缘物质，电流只能通过玻璃管的电解液再经过参比电极联通。实际上这就是一个电解的过程，氧气在析出的过程中会照成电位的上升，加在参比电极和阳极之间的电压表检测的电压就会上升。当阳极板出现恶化时，局部点的析氧电位就会上升，就会导致电解的时候出现不均匀的特性。

检测过程用的电解液的选择极其浓度决定了电位差的大小，浓度过高检测的电位差误差大且与参比电极很难匹配；浓度过低又会导致检测出来的数据过于相近，不能说明问题。经过多次试验，发明人最终确定适合铜箔阳极条检测的电解液为稀硫酸，浓度为0.5～1.5mol/L，优选1mol/L，经过现场测试铜箔生产用阳极条，析氧电位在0.80-1.0V之间为正常状况，当然这根据每个制造商生产的阳极条也有区别，例如可以有±0.1V的差别。判断阳极条电位差是否正常主要根据检测出来的例如6个点或14个点比较，如果最大值和最小值相差0.2V以内则认为该阳极条可用。

附图说明

图1为析氧电位测试装置的示意图。

图2为阳极条的析氧电位测试部位。

具体实施方式

在以下的试验部分中，如图1所示，制作析氧电位测试装置，准备小直流电源30(5A左右)、参比电极1(一般选用硫酸亚汞或甘汞)一个、阴极小钛桶(底部有一个小洞)20、玻璃管2(包括较粗的上段和毛细管下段)、万用表一个、导线若干，将阴极小钛桶放置在待测阳极条10上，用导线将阴极小钛桶与直流电源连接，然后连接于万用表，再连接待测阳极条的一端。参比电极浸没在玻璃管电解液中，并与万用表连接，然后连接于待测阳极条，玻璃管的顶端毛细管与小钛桶保持2mm左右的位置，这样不会让电解液过快流出。检测时把玻璃管里加满电解液，电源的接线按照图1的原理图实行，钛桶底部用绝缘胶与阳极条绝缘起来，把小钛桶的小孔对准需要检测的位置，直流电源电流调到0.5A，观察电压表的度数。电解液使用1mol/L稀硫酸。

如图2所示，黑正方形表示检测部位，阳极条中螺丝眼的编号是在纵向上从左到右、从上到下的顺序编号为P1-P20，检测部位包括D1-D14，其中D1-D3和D12-D14分别位于阳极条纵向两侧的端部的各三个点(包括该端部的两侧和中间)，D4-D11分别是指第三、第四、第五、第九、第十二、第十六、第十七、第十八个螺丝眼的部位。

实施例1

对使用过程中铜箔的薄厚出现不均的阳极条的多个部位(如表1所示)进行析氧电位测试。对最小值与最大值大于0.2V的阳极7、和阳极8进行更换。更换后继续操作，所生产的电解铜箔厚薄均匀，符合质量要求。

表1

实施例2

对使用过程中铜箔的薄厚出现不均的阳极条的多个部位(如表2所示)进行析氧电位测试。对最小值与最大值大于0.2V的阳极2、和阳极9进行更换。更换后继续操作，所生产的电解铜箔厚薄均匀，符合质量要求。

表2

从以上结果可以看出，根据阳极条析氧电位的测量值，可以确定哪些阳极条需要更换，从而避免了将全部阳极条更换，显著节约了成本。

Claims (9)

1.一种在电解铜箔生产中根据电解铜箔用阳极条电位变化来确定该阳极条是否需要更换的方法，其包括：

（A）对已使用的阳极条的多个部位检测析氧电位；

（B）在一个阳极条的多个部位的检测值中，最大值与最小值之差小于等于0.2V时，确定该阳极条能够继续使用，当最大值与最小值之差大于0.2V时，则确定该阳极条需要更换。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，对已使用的阳极条的4-20个部位检测析氧电位。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，对已使用的阳极条的纵向两侧的部位和阳极条的螺丝眼部位检测析氧电位。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，阳极条的检测析氧电位的部位包括阳极条纵向两侧的端部的各三个点和第三、第四、第五、第九、第十二、第十六、第十七、第十八个螺丝眼的部位，其中螺丝眼的编号是在纵向上从左到右、从上到下的顺序编号。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，阳极条的检测析氧电位的部位包括阳极条纵向两侧的端部的各一个点和第三、第四、第五、第九、第十二、第十八个螺丝眼的部位，共计八个部位，其中螺丝眼的编号是在纵向上从左到右、从上到下的顺序编号。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，检测析氧电位的电解液使用0.5~1.5mol/L的稀硫酸溶液。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，检测析氧电位的电解液使用1mol/L的稀硫酸溶液。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，用于测试析氧电位测试的装置包括电压计、安培表、参比电极、上段粗而下段细的玻璃管、底部带有小孔的阴极、阳极条，其中，玻璃管内装有电解液，参比电极一端浸没在玻璃管内的电解液，参比电极的另一端连接电压计，电压计然后连接于阳极，阴极的一端连接于直流电源，然后连接于安培表，再连接于阳极的一端，阴极的另一端与阳极条连接，玻璃管的下端连接阴极底部的小孔。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，用于测试析氧电位测试的装置包括电压计、安培表、参比电极、上段粗而下段细的玻璃管、底部带有小孔的阴极、阳极条，其中，玻璃管内装有电解液，参比电极一端浸没在玻璃管内的电解液，参比电极的另一端连接电压计，电压计然后连接于阳极，阴极的一端连接于直流电源，然后连接于安培表，再连接于阳极的一端，阴极的另一端与阳极条连接，玻璃管的下端连接阴极底部的小孔。