1.本发明涉及新能源汽车动力电池用电解铜箔领域，更具体地说，尤其涉及一种电解铜箔降低翘曲量处理设备以及处理方法。
背景技术：2.申请人在先申请：cn113151759b提出了一种降低铜箔翘曲的电热处理装置。其理念是在生箔机上设置有移动阳极组件，机架上设置有为铜箔施加电场及加热的电热组件。基于上述部件来加快铜箔残余应力的释放，以保证铜箔的连续化生产，提升生产效率。
3.然而，项目组人员在经过一连串测试后，发现上述方案存在以下几个缺点：
4.1)“铜箔从生箔机出来后，在到达收卷辊之前，施加电场”：铜箔是一种非常优良的导电体，正极辊5的电流必然有一部分会流向电解液-阴极辊，这样会对阴极辊的生产工艺造成扰动。直观的表现就是电解铜箔的厚度出现异常。
5.2)铜箔采用电场-热场来，工艺条件应当如何确定。cn113151759b的方法，铜箔会与电解液连通，这就导致电场的工艺条件在确定时，难度非常大。
6.基于上述问题，如何电热来消除铜箔的翘曲，就成为一个值得研究的问题。
技术实现要素：7.本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种电解铜箔降低翘曲量处理设备以及处理方法。
8.本技术的技术方案如下：
9.一种电解铜箔降低翘曲量处理设备，包括：收卷辊、电极傅带；
10.所述收卷辊的表面均匀布置若干组第一电极组，每组第一电极组包括：n个第一电极，n个第一电极环形均匀设置收卷辊上；
11.在电极傅带的内表面均匀布置有若干组第二电极组；每组第二电极组包括：n个第二电极，n个第二电极环形均匀设置电极傅带上。
12.进一步，相邻的第一电极组之间的间距相同；相邻的第二电极组之间的间距相同；第一电极组之间的间距与第二电极组之间的间距保持一致。
13.进一步，相邻的第一电极组的间隔方向、相邻的第二电极组的间隔方向均为铜箔的幅宽方向。
14.进一步，所述第一电极均保持同性，所述第二电极均保持同性；所述第一电极、所述第二电极分别连接电源的两极。
15.进一步，第一电极的面向收卷辊内侧的一面连接有电线；第二电极的不面向卷状铜箔的一面连接有电线；
16.进一步，第一电极组的相邻的第一电极的相位角记录为β，相邻的第一电极组之间的相位角为β/5～β/2。
17.一种电解铜箔降低翘曲量处理方法，其包括如下步骤：
18.s100，铜箔复卷缠绕在收卷辊上；所述收卷辊的表面均匀布置若干组第一电极组，每组第一电极组包括：n个第一电极，n个第一电极环形均匀设置收卷辊上；所述收卷辊表面齐平；
19.s200，在卷状铜箔上缠绕电极傅带；电极傅带的内表面均匀布置有若干组第二电极组；每组第二电极组包括：n个第二电极，n个第二电极环形均匀设置电极傅带上
20.s300，将卷状铜箔放入密封箱内；
21.s400，第一电极、第二电极连通电源，两者的电压为u；
22.s500，铜箔的温度到达在t后，第一电极、第二电极断掉电源；
23.s600，铜箔的温度在t保持一段时间后，从密封箱中取出：若铜箔的温度低于t-5℃，第一电极、第二电极连通电源，待铜箔的温度到达在t后，第一电极、第二电极断掉电源，以便使得铜箔的温度保持在t。
24.进一步，s400中，电压u采用下述方式确定：
25.已知：c、m、t、t
室温
、a、ρ
t＝0
、l、r0、r1、t
时间
；
26.采用下式确定电压u：
[0027][0028]
t
时间
表示确定升温时间，单位为s；
[0029]
c表示铜的比热容，单位为：j/(kg
·
℃)；
[0030]
m表示卷状铜箔的质量，单位为kg；
[0031]
u表示电压，单位为v；
[0032]
t表示铜箔要达到的温度，单位为℃；
[0033]
t
室温
表示铜箔起始的温度，单位为℃；
[0034]rt＝0
表示温度为0℃时卷状铜箔的电阻，单位为欧；
[0035]
a表示电阻的温度系数；
[0036]
ρ
t＝0
表示温度为0℃时的铜的电阻率；
[0037]
l表示卷状铜箔的幅宽；
[0038]
r0为卷状铜箔的内径，单位为m；
[0039]
r1为卷状铜箔的外径(半径)，单位为m；
[0040]
c、a、ρ
t＝0
为材料的物理参数，已知；
[0041]
m、r0、r1、l能够通过测量得知；
[0042]
t、t
时间
为工艺参数，可根据实际需要自行设定；
[0043]
t
室温
为卷状铜箔所处的环境温度，已知。
[0044]
进一步，t
室温
＝15℃～25℃。
[0045]
进一步，a＝0.4％。
[0046]
本技术的有益效果在于：
[0047]
第一，卷状铜箔复卷内、外侧直接通电，并不能达到理想的效果。存在以下问题：电
源电压选择不当，很容易发生电击，铜箔直接产生电损伤，无法交货。电击的原因，项目研发人员认为：这是由于电压起始过大的原因造成的。而为了避免发生电击，电源电压采用的比较低，但是这又会使得发热效率较低，加热时间过慢。电压-时间成为了两个矛盾体，如何协调两者成为一个难点。
[0048]
针对上述问题，提出下式，来解决u-t
时间
的方案比选问题。
[0049][0050]
第二，卷状铜箔复卷内、外侧直接通电，还存在以下问题：卷状铜箔收卷辊的外周是一圈金属层，其接电就只需要与电源线接触一点即可。但是，收卷辊的外周与电源的接触点不同，效果也不同。这一认识是本技术的第二个发明点。基于此，提出了“第一电极非一体化设计的理念”，在收卷辊上设置密而间隔分布的第一电极，第二电极与第一电极对应，使得整个卷状铜箔的发热均匀。
[0051]
第三，本技术的第三个发明点在于：第一电极组的相邻的第一电极的相位角记录为β，相邻的第一电极组之间的相位角为β/5～β/2；基于调整第一电极组的相位角，进一步改善卷状铜箔的发热效果。本技术的第三个发明点是与第二个发明点具有协同作用的。
[0052]
第四，本技术的第四个发明点在于，在电解铜箔翘曲的处理上，一般是：铜箔的收卷辊加热、铜箔的外侧加热，其缺点是卷状铜箔的中部缺少热源，导致卷状铜箔中部翘曲处理效果不如卷状铜箔靠近收卷辊以及外侧的处理效果。本技术则不存在上述问题，解决了现有技术中的防翘曲装置的问题。
附图说明
[0053]
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
[0054]
图1是现有的铜箔加热箱的示意图。
[0055]
图2是实施例一的卷状铜箔的设计示意图。
[0056]
图3是实施例一的卷状铜箔外侧的电极傅带的设计示意图。
[0057]
图4是实施例一的防翘曲装置的断面图。
[0058]
图5是实施例一卷状铜箔缠绕在收卷辊的设计示意图。
[0059]
图6是实施例一第一电极、收卷辊的安装槽的设计示意图。
[0060]
图7是实施例一的电阻的示意图。
[0061]
附图标记说明如下：
[0062]
收卷辊100；
[0063]
安装槽101；
[0064]
第一电极201；
[0065]
第二电极202。
具体实施方式
[0066]
实施例一：
[0067]
《一、结构设计》
[0068]
基于前述机理部分的分析，只需要实现铜箔的通电就可以实现电加热。在此基础构思下，提出了初步方案。
[0069]
卷状铜箔复卷到防翘曲收卷辊上，复卷后，在卷状铜箔的外周也包裹一圈金属层；防翘曲收卷辊的外周上也设置一圈金属层。
[0070]
实施时，收卷辊外周的金属层通电、卷状铜箔外周的金属层也通电。
[0071]
这一初步方案在实施时，存在这样几个问题：
[0072]
1)电源电压选择不当，很容易发生电击，铜箔直接产生电损伤，无法交货。电击的原因，项目研发人员认为：这是由于电压起始过大的原因造成的。而为了避免发生电击，电源电压采用的比较低，但是这又会使得发热效率较低，加热时间过慢。电压-时间成为了两个矛盾体，如何协调两者成为一个难点。
[0073]
2)收卷辊的外周是一圈金属层，其接电就只需要与电源线接触一点即可，但是，收卷辊的外周与电源的接触点不同，效果也不同。
[0074]
基于初步方案得到的教训，采用以下设计：
[0075]
结合附图2-7所示，卷状铜箔缠绕在收卷辊100上，收卷辊100的表面均匀布置若干组第一电极组，卷状铜箔缠绕在所述收卷辊100上；
[0076]
每组第一电极组包括：n个第一电极201(图2～4中，n＝12)，n个第一电极环形均匀设置收卷辊上；具体而言，收卷辊上设置有若干个安装槽101，第一电极201设置在安装槽101内；
[0077]
对应的设计，在卷状铜箔的外表面上套设一个电极傅带(弹性)，在电极傅带的内表面均匀布置有若干组第二电极组；
[0078]
每组第二电极组包括：n个第二电极，n个第二电极环形均匀设置电极傅带上；
[0079]
第一电极201与第二电极202的数量相同；
[0080]
所述第一电极201均保持同性，所述第二电极202均保持同性；所述第一电极201、所述第二电极202分别连接电源的两极。
[0081]
通过连通电源，卷状铜箔形成电场的方式来对铜箔进行加热。
[0082]
对于铜箔均匀加热，主要依靠以下两点来解决：
[0083]
1)第一电极、第二电极均采用非一体化设计的理念，第一电极、第二电极均采用密而间隔分布的方式，使得整个卷状铜箔的发热均匀；
[0084]
2)如图3和图5所示，第一电极组的相邻的第一电极的相位角记录为β，相邻的第一电极组之间的相位角为β/2。
[0085]
《二、理论分析》
[0086]
利用的是卷状铜箔的径向形成电路，来完成铜箔的电加热。
[0087]
铜箔的电阻率为ρ；卷状铜箔的内径(半径)为r0，外径(半径)为r1，幅宽为l，卷状铜箔的总的电阻r采用下述求解：
[0088][0089]
电热可采用下式：
[0090][0091]
r表示电阻，r表示卷状铜箔的半径(其只是为了表示计算过程而引入的参数)；
[0092]
ρ表示铜的电阻率；
[0093]
l表示铜箔的幅宽；
[0094]
q表示发热量；
[0095]
t表示通电时间；
[0096]
u表示电压。
[0097]
采用实施例一的方案而言，其电路图参考图5。
[0098]
从图5的电路图可知，收卷辊100的表面设置有若干组第一电极组，在电极傅带的内表面均匀布置有若干组第二电极组202；
[0099]
沿着卷状铜箔形成有：“第一电极-卷状铜箔-第二电极”的电流循环方式，也即，通过第一电极的分布数量与面积，能够调节卷状铜箔不同区域内的电流更加均匀(与下述的理论分析更加接近)，使得各个区域内的发热功率更加均匀。
[0100][0101]
q表示吸热(单位为j)；
[0102]
t
时间
表示通电的时间(单位为s)；
[0103]
c表示铜的比热容，单位为：j/(kg
·
℃)；
[0104]
m表示铜的质量，单位为kg；
[0105]
u表示电压，单位为v；
[0106]
t表示铜的温度，单位为℃；
[0107]
r表示温度为t时的电阻，单位为欧；
[0108]
对于铜而言，r与温度的关系为(其属于本领域的常规知识)：
[0109]
r＝r
t＝0
(1+at)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0110]rt＝0
表示0
°
时的卷状铜箔的电阻，a表示电阻的温度系数，取为0.4％。
[0111]
基于式3、式4可得：
[0112][0113]
其中：
[0114][0115]
基于式5、式6能够对不同的卷状铜箔-电压u进行方案比选。
[0116]
需要说明的是：收卷辊100与卷状铜箔接触的部分除了第一电极201外，其他部分均采用绝缘处理(例如：材质采用绝缘体)；电极傅带与卷状铜箔接触的部分除了第二电极202外，其他部分均采用绝缘处理(例如：材质采用绝缘体)。
[0117]
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
技术特征：1.一种电解铜箔降低翘曲量处理设备，其特征在于，包括：收卷辊、电极傅带；所述收卷辊的表面均匀布置若干组第一电极组，每组第一电极组包括：n个第一电极，n个第一电极环形均匀设置收卷辊上；在电极傅带的内表面均匀布置有若干组第二电极组；每组第二电极组包括：n个第二电极，n个第二电极环形均匀设置电极傅带上。2.根据权利要求1所述的一种电解铜箔降低翘曲量处理设备，其特征在于，相邻的第一电极组之间的间距相同；相邻的第二电极组之间的间距相同；第一电极组之间的间距与第二电极组之间的间距保持一致。3.根据权利要求2所述的一种电解铜箔降低翘曲量处理设备，其特征在于，所述第一电极均保持同性，所述第二电极均保持同性；所述第一电极、所述第二电极分别连接电源的两极。4.根据权利要求3所述的一种电解铜箔降低翘曲量处理设备，其特征在于，第一电极的面向收卷辊内侧的一面连接有电线；第二电极的不面向卷状铜箔的一面连接有电线。5.根据权利要求4所述的一种电解铜箔降低翘曲量处理设备，其特征在于，第一电极组的相邻的第一电极的相位角记录为β，相邻的第一电极组之间的相位角为β/5～β/2。6.根据权利要求1所述的一种电解铜箔降低翘曲量处理设备，其特征在于，n≥12。7.根据权利要求5所述的一种电解铜箔降低翘曲量处理设备，其特征在于，相邻的第一电极组的间隔方向、相邻的第二电极组的间隔方向均为铜箔的幅宽方向。8.一种电解铜箔降低翘曲量处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：s100，铜箔复卷缠绕在收卷辊上；所述收卷辊的表面均匀布置若干组第一电极组，每组第一电极组包括：n个第一电极，n个第一电极环形均匀设置收卷辊上；所述收卷辊表面齐平；s200，在卷状铜箔上缠绕电极傅带；电极傅带的内表面均匀布置有若干组第二电极组；每组第二电极组包括：n个第二电极，n个第二电极环形均匀设置电极傅带上s300，将卷状铜箔放入密封箱内；s400，第一电极、第二电极连通电源，两者的电压为u；s500，铜箔的温度到达在预定温度t后，第一电极、第二电极断掉电源；s600，铜箔的温度在预定温度t保持一段时间后，从密封箱中取出：若铜箔的温度低于t-5℃，第一电极、第二电极连通电源，待铜箔的温度到达在t后，第一电极、第二电极断掉电源，以便使得铜箔的温度保持在t。9.根据权利要求8所述的一种电解铜箔降低翘曲量处理方法，其特征在于，s400中，电压u采用下述方式确定：已知：c、m、t、t
室温
、a、ρ
t＝0
、l、r0、r1、t
时间
；采用下式确定电压u：
t
时间
表示确定升温时间，单位为s；c表示铜的比热容，单位为：j/(kg
·
℃)；m表示卷状铜箔的质量，单位为kg；u表示电压，单位为v；t表示铜箔要达到的温度，单位为℃；t
室温
表示铜箔起始的温度，单位为℃；r
t＝0
表示温度为0℃时卷状铜箔的电阻，单位为欧；a表示电阻的温度系数；ρ
t＝0
表示温度为0℃时的铜的电阻率；l表示卷状铜箔的幅宽；r0为卷状铜箔的内径，单位为m；r1为卷状铜箔的外径(半径)，单位为m；c、a、ρ
t＝0
为材料的物理参数，已知；m、r0、r1、l、t
室温
能够通过测量得知；t、t
时间
为工艺参数，可根据实际需要自行设定。10.根据权利要求9所述的一种电解铜箔降低翘曲量处理方法，其特征在于，t
室温
＝15℃～25℃；a＝0.4％。
技术总结本发明公开了一种电解铜箔降低翘曲量处理设备以及处理方法，属于新能源汽车动力电池电解铜箔技术领域；其技术要点在于：所述收卷辊的表面均匀布置若干组第一电极组，每组第一电极组包括：n个第一电极，n个第一电极环形均匀设置收卷辊上；在电极傅带的内表面均匀布置有若干组第二电极组；每组第二电极组包括：n个第二电极，n个第二电极环形均匀设置电极傅带上。采用本申请的一种电解铜箔降低翘曲量处理设备以及处理方法，方便的降低电解铜箔的翘曲量。量。量。
技术研发人员：曾尚南 杨剑文 杨雨平 李永根 温欢元 宋志辉
受保护的技术使用者：广东嘉元科技股份有限公司
技术研发日：2022.04.06
技术公布日：2022/7/4
