铜箔拉伸试验研究

摘 要：本文介绍使用鲲鹏BOYI 2025电子万能试验机、气动箔材专用夹具，参照标准《GB/T 5230-1995 电解铜箔  拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率试验》、《SJ/T 11483-2014 锂离子电池用电解铜箔》、《YB/T 4334-2013 金属箔材 室温拉伸试验方法》、《GB/T 29847-2013 印制板用铜箔试验方法》，对铜箔试样进行拉伸试验的示例。评估铜箔的抗拉强度、断裂伸长率等力学性能关键词：BOYI 2025精密万能试验机  铜箔  拉伸试验锂电铜箔作为锂电池负极集流体，占锂电池成本的5％－8％，是一款重要的锂电材料。铜箔在锂电池中既充当负极活性物质的载体，又充当负极电子流的收集与传输体，因此电解铜箔的抗拉强度、延伸性、致密性、表面粗糙度、厚度均匀性及外观质量等对锂离子电池负极制作工艺和锂离子电池的电化学性能有着很大的影响。铜箔是厚度在200μm以下的极薄铜带或铜片，锂电池铜箔轻薄化有助于提升电池能量密度。铜箔根据厚度不同可以分为厚铜箔（＞70μm）、常规铜箔（18-70μm）、薄铜箔（12-18μm）、超薄铜箔（6-12μm）以及极薄铜箔（≤6μm）。 覆铜板、印制电路板已成为绝大多数电子产品不可缺少的主要组件。金属导体箔是柔性覆铜板用的导体材料，有铜箔、铝箔和铜-铍合金箔。目前绝大多数是采用铜箔，其中有电解铜箔（ED）和压延铜箔（RA）等。铜箔是覆铜板(CCL)及印制电路板(PCB)、锂离子电池制造的重要的材料。铜箔厚度通常在几十微米，常使用在刚性与柔性的覆铜板、印制电路板板上。刚性板有机械强度要求，能够起到支撑作用；柔性板上的铜箔，通常在弯曲、折叠、卷绕状态下使用，机械强度尤为重要。近年来因曲面屏、折叠电子产品的发展，使用范围更广，使用频率更高。未来铜箔向着缺陷少、光洁度高、强度高、延展性好、更加轻薄的方向发展。本篇报告参照国家与行业标准对铜箔试样拉伸试验的示例，GB标准要求：1.量程1kN，精度0.5级拉力试验机；2.样品宽度13±0.1(mm)，长度约200mm条状试样；3.夹具间的初始距离为50±0.1(mm)，试验速度为50±10(mm/min)。4.评价结果：拉伸强度、断裂延伸率。1.实验部分1.1仪器与夹具 BOYI 2025-001电子万能试验机 500N气动箔材专用夹具1.2分析条件试验温度：室温25℃左右载荷传感器：1000N（0.5级）试验速率：50mm/min夹具间距离：50mm1.3样品及处理本次试验，选取国内主流铜箔生产商的厚度不同的六组铜箔，（长X宽为200X13（mm）的长条状样品。见下图1）；每组样品各测试5件。表1是试样的信息。图1.铜箔样品图表1.试样信息试样锂电池铜箔试样名1组铜箔2组铜箔3组铜箔4组铜箔5组铜箔6组铜箔厚度6.1um12um13.8um16.8um31.2um64.8um宽度夹具间距13mm50mm13mm50mm13mm50mm13mm50mm13mm50mm13mm50mm2.试验介绍使用BOYI 2025-001电子万能试验机和铜箔专用夹具对铜箔进行了拉伸试验（图2. 测试系统构成与夹具样品特写）以50mm/min的横梁位移速度进行断裂试验。                 图2. 测试系统构成与夹具、样品特写3.结果与结论组3.1第一组6.1μm铜箔试验结果  3.2第二组12μm铜箔试验结果             3.3第三组13.8μm铜箔试验结果               3.4第四组16.8μm铜箔试验结果           3.5第五组31.2μm铜箔试验结果           3.6第五组64.8μm铜箔试验结果     从这些结果可以看出，同一种材料，每组的5个样品的各种数据比较稳定，变化量不大，表明同批次样品的均一性好、测试系统稳定可靠。测试过程中选取的铜箔专用夹具操作简单，夹持方便，所有样品均断裂在中间位置，测试结果全部合格；在不使用引伸计的情况下，横梁位移测得的断裂延伸率稳定可靠，证明测试用试验机的横梁位移精度高，重现性和稳定性优异。4.结论综上所述，使用鲲鹏的电子万能试验机、500N气动箔材专用夹具，可以满足标准《GB/T 5230-1995 电解铜箔  拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率试验》、《SJ/T 11483-2014 锂离子电池用电解铜箔》、《YB/T 4334-2013 金属箔材 室温拉伸试验方法》、《GB/T 29847-2013 印制板用铜箔试验方法》要求，可精确、全面测取铜箔的各项力学数据，数据稳定可靠。这对于铜箔产业与锂电行业的技术发展非常重要，能够为铜箔的产品研发、品质管理，以及该行业的标准化、规范化提供数据支持与技术保障。