[發明專利]一種低成本的穿孔箔制作方法

在審

• 申請號: 201710170972.9
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN107130246A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 張憲文;劉俊興;林立勛;錢礽淼
• 申請（專利權）人: 廣東宇彤創業投資有限公司
• 主分類號: C23F1/20
• 分類號: C23F1/20;C23G1/22;C23F17/00
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司44218
• 代理人: 潘麗君

技術領域

本發明涉及電子箔技術領域，具體為一種低成本的穿孔箔制作方法。

背景技術

電子級的穿孔箔主要應用于超級電容、鋰離子電池、動力電池、鎳氫電池之集流體、也可使用于光學反射層及以鋁箔、銅箔為基底之涂層。

穿孔箔主要分為食品包裝用及電子用，食品包裝用穿孔箔系以1235…等。雙零鋁箔作為加工材料，大多使用沖孔方式完成。因其強度相對較差，純度較低，且對于孔徑及間距要求較低，無法供給電池、電容涂布使用。

電子穿孔箔當作超級電容、鋰離子電池及動力電池的集流體時，是石墨預摻鋰及電活性物質填充的關鍵，穿孔箔提供的孔道，使鋰源(鋰金屬或含鋰化合物)在外部電路短路的情況下，迅速且均勻地向負極摻雜鋰離子(層迭或卷繞正極和負極的大容量鋰離子電容器)?？沙休d電活性物質產生的電流匯集起來以便形成較大的電流對外輸出，且提供覆著力及減少集流體重量，增加單位密度的功率及能量。故孔隙率及分布密度，孔形大小，為是否適用于電池涂布使用的關鍵。穿孔箔孔徑最佳大小0.5～100um間

現有的穿孔箔加工方式有：沖孔處理、蝕刻處理和板模輔助電化學蝕刻。

目前相關開發及生產公司-日本三井金屬、制箔株式會社、金屬工業株式會社、東洋鋁株式會社。

蝕刻處理分為光蝕刻(使用光罩)，電解蝕刻及激光蝕刻。

光蝕刻首先在2011年日本專利公開的大批量制作穿孔箔的方法，過程使用凹版印刷，轉印印刷及網版印刷等方式在金屬膜表面均勻涂布一層光阻劑，再以光罩的方式使用紫外光在光阻劑上形成所要的圖像，再以蝕刻液腐蝕所需形狀，一般以此法制作之穿孔箔孔徑都在100um以下。

電解蝕刻處理是通過控制電流波形、配液組成、溫度變化及反應時間來控制穿孔箔的圖形形狀。所使用基材為高壓陽極鋁箔所制備之穿孔箔孔徑約為1～100um，而后還需去除表面的絕緣氧化鋁層。

激光蝕刻可以制備出尺寸更小的穿孔箔，但激光蝕刻的對位要求高，蝕刻深度有限，容易造成不穿孔現象，且相對成本較高，叫不事宜大量生產。

板模輔助電化學沉積處理，其處理方式包括：1. 為制作模板其模板可為單分散球體、高電流密度電沉積過程中產生的氫氣泡；2. 在模板上沉積前驅物-使用化學或電化學方式將前驅物填入空隙中并進行固化3. 去除模板得穿孔箔。

沖孔處理工藝簡單，相對成本較低，是目前較適合大量生產的方式。

但是，以上制作方法在實際生產中還存在鴿子的缺陷：

光蝕刻法必須于鋁箔之上先涂布一層光阻劑，在經過光罩的方式設計出所需的孔形，在進行腐蝕，而后洗去多余的光阻劑。若需大量生產。需先經過涂布、對位光罩，再入腐蝕槽及最后的有機溶劑清洗。為避免設備環境彼此間的影響，需分為三大段工序1.涂布對位光罩2.鋁箔腐蝕3.去除光阻劑及烘干。各段對環境需求相對一般腐蝕嚴苛。且因鋁箔腐蝕藥劑關系，不宜將三段和一連續生產，造成機臺保養負擔。

電解腐蝕法工序同樣需分為三道，具體為：1. 陽極處理、2. 化學或電化學腐蝕、3. 電暈或(電)化學法去除氧化物，而最后道制程在處理工藝上容易造成不均影響后續使用。

激光蝕刻可以制備出尺寸更小的穿孔箔，但激光蝕刻的對位要求高，蝕刻深度有限，容易造成不穿孔現象，且相對成本較高，叫不事宜大量生產。

板模輔助電化學沉積處理，其板模制作及量化便是一項需要時間管控的制程，且填充得均勻度及去除模板的方式接使本項制程難度增加。

沖孔處理工藝簡單，相對成本較低，是目前較適合大量生產的方式，其質量關鍵在于模具，通常處理穿孔制備穿孔模極限約在100um，一般則都落在300um以上，xm且，沖孔后的鋁箔于孔隙周圍會有毛邊，因此需要除毛邊的工序。一般沖模針尖皆在300um以上，孔隙越小，針尖越細，滿足不了沖孔的強度，一般頻率約100/180次/分鐘。

發明內容

本發明的目的是提供一種低成本的穿孔箔制作方法，具有加工精度高、產品可靠性好、工序能力強和成本低廉的特點。

本發明可以通過以下技術方案來實現：

本發明公開了一種低成本的穿孔箔制作方法，以鋁箔為原料，包括腐蝕工序，在進行腐蝕工序前，還包括晶種處理工序，所述晶種處理工序的條件為：以晶種化合物溶液、張力調整劑的混合溶液為晶種調節液，所述晶種為電負度低于鋁的元素和/或其化合物中的一種或兩種以上，所述晶種的添加量為晶種調節液的0.00001～0.5wt%。