CN109402458B - 高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔及其制造方法，所述的3003合金双面暗铝箔包含以下组分：Fe、Si、Cu、Ti、Mn、Mg、Zn、Al。本发明通过对3003合金的元素配比进行调控，经过熔炼和铸轧工艺、冷轧工艺、箔轧工艺制成双面暗铝箔，将N层铝箔重叠在一起进行轧制，可以获得3张以上铝箔产品，同时提高了锂电池用高导电铝箔力学性能指标，材料成品抗拉强度高达258.64‑270.21MPa，同时延伸率可达3.8‑5.1％，板型明显提高，生产效率提高50％以上，表面无带油，表面润湿张力≥33个达因值。
Description
技术领域
本发明属于电池箔制备技术领域，具体涉及一种高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔及其制造方法。
背景技术
近年来我国新能源汽车产业发展迅速，而锂电池是新能源汽车发展的关键。随着电池技术的发展，特别是新能源汽车领域对锂电池提出了更高的要求，电池行业也对电池用铝箔也提出了新的要求。这种铝箔要求尺寸精度高、表面干净、均匀、无擦划伤等缺陷，板型平衡，厚度极薄，且具有高抗拉强度和延伸率。随着锂电池用铝箔逐渐减薄的趋势，其对抗拉强度、延伸率和表面质量需要也随之提高。而现有锂电池用铝箔在满足铝含量99％的同时其抗拉强度和延伸率不能满足变薄的需求，因此目前较多产品采取添加合金元素的方式提高其机械性能。但是，电池用铝箔产品由于其性能要求的特殊性，对抗拉强度和延伸率有较高要求。
如中国专利申请文献“一种锂电池用铝箔”(公开号：CN105018799A)公开了一种锂电池用铝箔，所述锂电池用铝箔的成分及其质量百分比为：Fe：0.38-0.45％；Si：0.1-0.15；Cu：0.03-0.06％；Ti：0.015-0.02％；Mn：≤0.03％；Mg：≤0.03％；Zn：≤0.03％；余量为Al及不可避免的杂质。可通过如下步骤制得：熔炼、铸轧工艺：将锂电池用铝箔原料加热熔炼成铝合金熔体；依次进行精炼扒渣、晶粒细化、除气除渣、过滤处理；再将过滤后的铝合金熔体连续铸轧成坯料；冷轧工艺：将坯料先冷轧，再进行第一次退火处理、粗轧、二次退火处理；箔压处理：将退火处理后的铝箔精轧，最后分切即可得成品锂电池用铝箔成品。但该工艺生的电池用铝箔，存在以下问题：(1)抗拉强度和延伸率不足，表面湿润张力不高；(2)亮面带油，影响锂电池基材的涂层均匀性和导电性；(3)在板型情况上，2张叠轧的板型不够好；(4)在一次生产铝箔张数上，仅能生产2张，存在生产效率低下的问题，不利于产量的提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔及其制造方法，以解决现有生产工艺生产的电池用铝箔存在抗拉强度和延伸率低、板型差，生产效率不高，加上表面带油，最终将直接影响锂电池基材的涂层均匀性和导电性等的实际技术问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔，包含以下质量百分比组分：Fe：0.4-0.5％、Si：≤0.10％、Cu：0.05-0.09％、Ti：0.01-0.025％、Mn：1.0-1.1％、Mg：≤0.005％、Zn：≤0.005％、余量为Al。
进一步地，所述的高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔，包含以下质量百分比组分：Fe：0.46％、Si：0.08％、Cu：0.079％、Ti：0.023％、Mn：1.04％、Mg：0.003％、Zn：0.004％、余量为Al。
进一步地，所述高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔厚度为0.01-0.025mm，抗拉强度为258.64-270.21MPa，延伸率为3.8-5.1％。
本发明还提供一种高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔的制造方法，包括以下步骤：
(1)熔炼、铸轧工艺
a.先将废料投入熔炼炉，再投入铝锭及铝水，其中铝锭重量占总重量的10-20％；
参数：固液比3：7；
b.在熔炼炉中进行熔炼，熔炼完成后添加合金，静置后通入氮气和精炼剂进行精炼，精炼完成后扒渣，成分调整及静置，检验成分合格；
参数：熔炼的时间为4-6小时，熔炼的温度为730-760℃，熔炼后静置的时间为25-40分钟，精炼时间15-20分钟；
c.将步骤b制得的铝液送入保温炉进行倒炉，倒炉完成后开动喷粉精炼机对静置炉内的铝液添加精炼剂进行二次精炼并复检成分，每次精炼结束后扒渣，每隔一定时间精炼一次，每次精炼的时间为15-20分钟，静置5-10分钟后扒渣，每1.5-2小时精炼一次；
参数：对静置炉内铝液每次精炼的时间为15-20分钟，静置5-10分钟后扒渣，每1.5-2小时精炼一次，精炼温度740-760℃；
d.采用氩气对铝液进行除气，调整石墨转子转速，保证铝液的含氢量≤0.12ml/100gAl，添加Ti丝进行晶粒细化；
参数：石墨转子的转速为400-500r/min，添加的Ti丝速度为200-230mm/min；
e.将步骤d制得的铝液送入铸轧机前面承载铝液的前箱内，进入铸嘴后，经内装循环水的铸轧辊进行铸轧，再由卷取装置卷取成冷轧坯料；
参数：铸轧辊磨削要求中高控制在0.25-0.30mm，中高对称度在0.005-0.015mm，粗糙度为0.8-1.0um，轧辊圆柱度达到0.005-0.015mm；前箱温度控制在700-715℃，前箱液面高度10-20mm，轧区长度设为55-60mm，铸轧速度控制在800-900mm/min，控制冷却水压力在0.3-0.4MPa之间；
(2)冷轧工艺
a.轧辊磨削参数和轧制油指标；
参数：开坯轧辊粗糙度为0.7um，中高0mm，箔坯道次轧辊粗糙度为0.45um，中高0mm，轧制油粘度为2.1-2.8mm2/s，酸值≤0.15mgKOH/g，闪点>100℃，轧制油含量8-8.5％，油品透过率≥95％；
b.利用冷轧机对冷轧卷进行压下冷轧，轧制4.0-4.2mm厚度均退，共轧制6个道次轧到0.24mm为铝箔坯料；轧制工艺：第一次冷轧-均退-第二次冷轧-重卷切边-第三次冷轧-重卷切边-箔轧，其中，第一次冷轧中是由厚度7.0mm轧制到厚度4.0mm；第二次冷轧中是由厚度4.0mm轧制到厚度2.1mm，再轧制到厚度1.2mm；第三次冷轧中是由厚度1.2mm轧制到厚度0.68mm，再轧制到厚度0.4mm，再轧制到厚度0.24mm；
c.采用均退工艺，并在均退工艺后再次压下，压下量厚度均匀递减轧到0.24Mm；
参数：均退工艺为：0小时升温至550℃保温18-20小时，再经0.5-1小时降温至520℃保温6-7小时，最后直接出炉空冷；
d.重卷切边采用1.2mm和0.24mm两次切边，总切边量在60-70mm；
参数：刀刃间隙量0.1-0.12mm，剪切速度300-350m/min，开卷张力30-35kn；
(3)箔轧工艺：
a.利用粗轧辊和精轧辊对铝箔进行箔轧，箔轧过程中添加轧制油，压下的次数为4次以上，每次压下的厚度占压下前总厚度的30-45％，成品道次控制在35-38％，粗轧轧制油粘度为1.8-2.5mm2/s，酸值≤0.1mgKOH/g，闪点>85℃，轧制油含量5-5.5％，油品透过率≥97％；精轧轧制油粘度为1.7-2.3mm2/s，酸值≤0.03mgKOH/g，闪点>80℃，轧制油含量＜5％，油品透过率≥97％；
b.合卷，采用N张合卷转精轧轧制成品厚度，首先将两张一起双合为2张，第三张与合好的2张再合卷得到3张，以此类推可以合卷N张；
参数：速度600-650m/nim，卷取张应力30-35N/mm2，压平辊压力3-5kg/c㎡；
c.成品道次，将合卷机合出来的N张在精轧机进行叠轧，不与轧辊接触的铝箔就是双面暗铝箔产品；
d.分切，将精轧轧完成后的铝箔经过分切倒卷，把双面暗铝箔倒出来，再上卧式分切机可分成不同规格要求的锂电池用成品铝箔。
进一步地，在熔炼、铸轧工艺中所述废料为一级废料，一级废料是指厚度≥1.0mm的板材、卷材、卷状废边料、铸轧卷头尾料、静置炉排空块料。
进一步地，在熔炼、铸轧工艺步骤b中所述精炼剂由如下重量百分比组份组成：氯化钾40-70％，氟化铝钠15-30％，六氟苯1-10％，硫化钙5-15％，硫酸钠5-20％。
更进一步地，所述精炼剂用量1kg/T铝。
进一步地，在熔炼、铸轧工艺步骤c中所述精炼剂由如下重量百分比组份组成：氯化钾40-70％，氟化铝钠15-30％，六氟苯1-10％，硫化钙5-15％，硫酸钠5-20％。
更进一步地，所述精炼剂用量2kg/T铝。
进一步地，在熔炼、铸轧工艺步骤d中所述氩气的纯度为99.995％。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过对3003合金的元素配比进行调控，经过熔炼和铸轧工艺、冷轧工艺、箔轧工艺制成双面暗铝箔，将N层铝箔重叠在一起进行轧制，可以获得3张以上铝箔产品，同时提高了锂电池用高导电铝箔力学性能指标，材料成品抗拉强度高达258.64-270.21MPa，同时延伸率可达3.8-5.1％，板型明显提高，生产效率提高50％以上，表面无带油，表面润湿张力≥33个达因值，解决了现有生产工艺生产的电池用铝箔存在抗拉强度和延伸率低、板型差，生产效率不高，加上表面带油，最终将直接影响锂电池基材的涂层均匀性和导电性等的实际技术问题。
(2)本发明生产出的高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔厚度公差在±3％之内、宽度公差在±1mm之内，达因值≥33，暗面铝粉得到了有效控制，无荷叶边，其成品使用性能和表面质量较高，能够适用于大部分电池。
(3)本发明通过调整铝合金的成分，添加Cu、Mn、Mg、Ti元素并调整适当的用量，通过改变元素之间的协同作用，经过熔炼和铸轧工艺、冷轧工艺、箔轧工艺制成双面暗铝箔，有效提高了铝箔的性能，可满足制备电池铝箔的要求。
附图说明
图1是本发明双面暗铝箔成品厚度道次采用3张合卷再叠轧示意图。
图中说明：1为轧辊；2为双面暗铝箔；3为单面光铝箔；A为和轧辊接触的为亮面；B为不和轧辊接触的为暗面(哑面)，即为双面暗铝箔。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔，包含以下质量百分比组分：Fe：0.4-0.5％、Si：≤0.10％、Cu：0.05-0.09％、Ti：0.01-0.025％、Mn：1.0-1.1％、Mg：≤0.005％、Zn：≤0.005％、余量为Al。
所述高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔的制造方法，包括以下步骤：
(1)熔炼、铸轧工艺
a.先将废料投入熔炼炉，再投入铝锭及铝水，其中铝锭重量占总重量的10-20％，废料为一级废料，一级废料是指厚度≥1.0mm的板材、卷材、卷状废边料、铸轧卷头尾料、静置炉排空块料；
参数：固液比3：7；
b.在熔炼炉中进行熔炼，熔炼完成后添加合金，静置后通入氮气和精炼剂进行精炼，精炼完成后扒渣，成分调整及静置，检验成分合格；
参数：熔炼的时间为4-6小时，熔炼的温度为730-760℃，熔炼后静置的时间为25-40分钟，精炼时间15-20分钟，精炼剂由如下重量百分比组份组成：氯化钾40-70％，氟化铝钠15-30％，六氟苯1-10％，硫化钙5-15％，硫酸钠5-20％；精炼剂用量1kg/T铝。
c.将步骤b制得的铝液送入保温炉进行倒炉，倒炉完成后开动喷粉精炼机对静置炉内的铝液添加精炼剂进行二次精炼并复检成分，每次精炼结束后扒渣，每隔一定时间精炼一次，每次精炼的时间为15-20分钟，静置5-10分钟后扒渣，每1.5-2小时精炼一次；
参数：对静置炉内铝液每次精炼的时间为15-20分钟，静置5-10分钟后扒渣，每1.5-2小时精炼一次，精炼温度740-760℃，精炼剂由如下重量百分比组份组成：氯化钾40-70％，氟化铝钠15-30％，六氟苯1-10％，硫化钙5-15％，硫酸钠5-20％；精炼剂用量2kg/T铝。
d.采用纯度99.995％氩气对铝液进行除气，调整石墨转子转速，保证铝液的含氢量≤0.12ml/100gAl，添加Ti丝进行晶粒细化；
参数：石墨转子的转速为400-500r/min，添加的Ti丝速度为200-230mm/min。
e.将步骤d制得的铝液送入铸轧机前面承载铝液的前箱内，进入铸嘴后，经内装循环水的铸轧辊进行铸轧，再由卷取装置卷取成冷轧坯料；
参数：铸轧辊磨削要求中高控制在0.25-0.30mm，中高对称度在0.005-0.015mm，粗糙度为0.8-1.0um，轧辊圆柱度达到0.005-0.015mm；前箱温度控制在700-715℃，前箱液面高度10-20mm，轧区长度设为55-60mm，铸轧速度控制在800-900mm/min，控制冷却水压力在0.3-0.4MPa之间。
(2)冷轧工艺
a.轧辊磨削参数和轧制油指标；
参数：开坯轧辊粗糙度为0.7um，中高0mm，箔坯道次轧辊粗糙度为0.45um，中高0mm，轧制油粘度为2.1-2.8mm2/s，酸值≤0.15mgKOH/g，闪点>100℃，轧制油含量8-8.5％，油品透过率≥95％。
b.利用冷轧机对冷轧卷进行压下冷轧，轧制4.0-4.2mm厚度均退，共轧制6个道次轧到0.24mm为铝箔坯料。轧制工艺：第一次冷轧-均退-第二次冷轧-重卷切边-第三次冷轧-重卷切边-箔轧，其中，第一次冷轧中是由厚度7.0mm轧制到厚度4.0mm；第二次冷轧中是由厚度4.0mm轧制到厚度2.1mm，再轧制到厚度1.2mm；第三次冷轧中是由厚度1.2mm轧制到厚度0.68mm，再轧制到厚度0.4mm，再轧制到厚度0.24mm。
轧制参数如下表所示：
c.采用均退工艺，并在均退工艺后再次压下，压下量厚度均匀递减轧到0.24Mm；
参数：均退工艺为：0小时升温至550℃保温18-20小时，再经0.5-1小时降温至520℃保温6-7小时，最后直接出炉空冷。
d.重卷切边采用1.2mm和0.24mm两次切边，总切边量在60-70mm。
参数：刀刃间隙量0.1-0.12mm，剪切速度300-350m/min，开卷张力30-35kn；
(3)箔轧工艺：
a.利用粗轧辊和精轧辊对铝箔进行箔轧，箔轧过程中添加轧制油，压下的次数为4次以上，每次压下的厚度占压下前总厚度的30-45％，成品道次控制在35-38％。粗轧轧制油粘度为1.8-2.5mm2/s，酸值≤0.1mgKOH/g，闪点>85℃，轧制油含量5-5.5％，油品透过率≥97％；精轧轧制油粘度为1.7-2.3mm2/s，酸值≤0.03mgKOH/g，闪点>80℃，轧制油含量＜5％，油品透过率≥97％。
轧制参数如下表所示：以0.012mm为例
b.合卷，采用N张合卷转精轧轧制成品厚度。首先将两张一起双合为2张，第三张与合好的2张再合卷得到3张，以此类推可以合卷N张。
参数：速度600-650m/nim，卷取张应力30-35N/mm2，压平辊压力3-5kg/c㎡；
c.成品道次，将合卷机合出来的N张在精轧机进行叠轧，不与轧辊接触的铝箔就是双面暗铝箔产品(图1所示)。传统工艺成品道次只限于2张轧制，生产效率低，而本发明可以3张、4张、N张轧制成品，产量明显提高；
d.分切，将精轧轧完成后的铝箔经过分切倒卷，把双面暗铝箔倒出来，再上卧式分切机可分成不同规格要求的锂电池用成品铝箔。
实施例1
一种高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔，包含以下质量百分比组分：Fe：0.41％、Si：0.10％、Cu：0.08％、Ti：0.01％、Mn：1.02％、Mg：0.005％、Zn：0.005％、余量为Al。
所述高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔的制造方法，包括以下步骤：
(1)熔炼、铸轧工艺
a.先将废料投入熔炼炉，再投入铝锭及铝水，其中铝锭重量占总重量的12％，废料为一级废料，一级废料是指厚度≥1.0mm的板材、卷材、卷状废边料、铸轧卷头尾料、静置炉排空块料；
参数：固液比3：7；
b.在熔炼炉中进行熔炼，熔炼完成后添加合金，静置后通入氮气和精炼剂进行精炼，精炼完成后扒渣，成分调整及静置，检验成分合格；
参数：熔炼的时间为6小时，熔炼的温度为730℃，熔炼后静置的时间为25分钟，精炼时间15分钟，精炼剂由如下重量百分比组份组成：氯化钾40％，氟化铝钠30％，六氟苯4％，硫化钙6％，硫酸钠20％；精炼剂用量1kg/T铝。
c.将步骤b制得的铝液送入保温炉进行倒炉，倒炉完成后开动喷粉精炼机对静置炉内的铝液添加精炼剂进行二次精炼并复检成分，每次精炼结束后扒渣，每隔一定时间精炼一次，每次精炼的时间为15分钟，静置5分钟后扒渣，每1.5小时精炼一次；
参数：对静置炉内铝液每次精炼的时间为15分钟，静置5分钟后扒渣，每1.5小时精炼一次，精炼温度740℃，精炼剂由如下重量百分比组份组成：氯化钾45％，氟化铝钠25％，六氟苯10％，硫化钙12％，硫酸钠8％；精炼剂用量2kg/T铝。
d.采用纯度99.995％氩气对铝液进行除气，调整石墨转子转速，保证铝液的含氢量为0.12ml/100gAl，添加Ti丝进行晶粒细化；
参数：石墨转子的转速为400r/min，添加的Ti丝速度为200mm/min。
e.将步骤d制得的铝液送入铸轧机前面承载铝液的前箱内，进入铸嘴后，经内装循环水的铸轧辊进行铸轧，再由卷取装置卷取成冷轧坯料；
参数：铸轧辊磨削要求中高控制在0.25mm，中高对称度在0.005mm，粗糙度为0.8um，轧辊圆柱度达到0.005mm；前箱温度控制在700℃，前箱液面高度10mm，轧区长度设为55mm，铸轧速度控制在800mm/min，控制冷却水压力在0.3MPa之间。
(2)冷轧工艺
a.轧辊磨削参数和轧制油指标；
参数：开坯轧辊粗糙度为0.7um，中高0mm，箔坯道次轧辊粗糙度为0.45um，中高0mm，轧制油粘度为2.2mm2/s，酸值为0.15mgKOH/g，闪点112℃，轧制油含量8％，油品透过率为95％。
b.利用冷轧机对冷轧卷进行压下冷轧，轧制4.0-4.2mm厚度均退，共轧制6个道次轧到0.24mm为铝箔坯料。轧制工艺：第一次冷轧-均退-第二次冷轧-重卷切边-第三次冷轧-重卷切边-箔轧，其中，第一次冷轧中是由厚度7.0mm轧制到厚度4.0mm；第二次冷轧中是由厚度4.0mm轧制到厚度2.1mm，再轧制到厚度1.2mm；第三次冷轧中是由厚度1.2mm轧制到厚度0.68mm，再轧制到厚度0.4mm，再轧制到厚度0.24mm。
轧制参数如下表所示：
c.采用均退工艺，并在均退工艺后再次压下，压下量厚度均匀递减轧到0.24Mm；
参数：均退工艺为：0小时升温至550℃保温18小时，再经0.5小时降温至520℃保温6小时，最后直接出炉空冷。
d.重卷切边采用1.2mm和0.24mm两次切边，总切边量在60mm。
参数：刀刃间隙量0.1mm，剪切速度300m/min，开卷张力30kn；
(3)箔轧工艺：
a.利用粗轧辊和精轧辊对铝箔进行箔轧，箔轧过程中添加轧制油，压下的次数为4次以上，每次压下的厚度占压下前总厚度的32％，成品道次控制在35％。粗轧轧制油粘度为1.8mm2/s，酸值0.1mgKOH/g，闪点86℃，轧制油含量5％，油品透过率97％；精轧轧制油粘度为1.8mm2/s，酸值0.03mgKOH/g，闪点82℃，轧制油含量4.8％，油品透过率97％。
轧制参数如下表所示：以0.012mm为例
b.合卷，采用N张合卷转精轧轧制成品厚度。首先将两张一起双合为2张，第三张与合好的2张再合卷得到3张。
参数：速度620m/nim，卷取张应力32N/mm2，压平辊压力3kg/c㎡；
c.成品道次，将合卷机合出来的3张在精轧机进行叠轧，不与轧辊接触的铝箔就是双面暗铝箔产品(图1所示)。传统工艺成品道次只限于2张轧制，生产效率低，而本发明可以3张轧制成品，产量明显提高；
d.分切，将精轧轧完成后的铝箔经过分切倒卷，把双面暗铝箔倒出来，再上卧式分切机可分成不同规格要求的锂电池用成品铝箔。
实施例2
一种高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔，包含以下质量百分比组分：Fe：0.46％、Si：0.08％、Cu：0.079％、Ti：0.023％、Mn：1.04％、Mg：0.003％、Zn：0.004％、余量为Al。
所述高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔的制造方法，包括以下步骤：
(1)熔炼、铸轧工艺
a.先将废料投入熔炼炉，再投入铝锭及铝水，其中铝锭重量占总重量的16％，废料为一级废料，一级废料是指厚度≥1.0mm的板材、卷材、卷状废边料、铸轧卷头尾料、静置炉排空块料；
参数：固液比3：7；
b.在熔炼炉中进行熔炼，熔炼完成后添加合金，静置后通入氮气和精炼剂进行精炼，精炼完成后扒渣，成分调整及静置，检验成分合格；
参数：熔炼的时间为5小时，熔炼的温度为750℃，熔炼后静置的时间为32分钟，精炼时间18分钟，精炼剂由如下重量百分比组份组成：氯化钾60％，氟化铝钠18％，六氟苯5％，硫化钙12％，硫酸钠5％；精炼剂用量1kg/T铝。
c.将步骤b制得的铝液送入保温炉进行倒炉，倒炉完成后开动喷粉精炼机对静置炉内的铝液添加精炼剂进行二次精炼并复检成分，每次精炼结束后扒渣，每隔一定时间精炼一次，每次精炼的时间为18分钟，静置7分钟后扒渣，每1.6小时精炼一次；
参数：对静置炉内铝液每次精炼的时间为18分钟，静置7分钟后扒渣，每1.6小时精炼一次，精炼温度750℃，精炼剂由如下重量百分比组份组成：氯化钾48％，氟化铝钠23％，六氟苯7％，硫化钙12％，硫酸钠10％；精炼剂用量2kg/T铝。
d.采用纯度99.995％氩气对铝液进行除气，调整石墨转子转速，保证铝液的含氢量0.1ml/100gAl，添加Ti丝进行晶粒细化；
参数：石墨转子的转速为450r/min，添加的Ti丝速度为220mm/min。
e.将步骤d制得的铝液送入铸轧机前面承载铝液的前箱内，进入铸嘴后，经内装循环水的铸轧辊进行铸轧，再由卷取装置卷取成冷轧坯料；
参数：铸轧辊磨削要求中高控制在0.26mm，中高对称度在0.01mm，粗糙度为0.9um，轧辊圆柱度达到0.012mm；前箱温度控制在710℃，前箱液面高度16mm，轧区长度设为58mm，铸轧速度控制在850mm/min，控制冷却水压力在0.35MPa之间。
(2)冷轧工艺
a.轧辊磨削参数和轧制油指标；
参数：开坯轧辊粗糙度为0.7um，中高0mm，箔坯道次轧辊粗糙度为0.45um，中高0mm，轧制油粘度为2.5mm2/s，酸值0.13mgKOH/g，闪点110℃，轧制油含量8.3％，油品透过率95.4％。
b.利用冷轧机对冷轧卷进行压下冷轧，轧制4.0-4.2mm厚度均退，共轧制6个道次轧到0.24mm为铝箔坯料。轧制工艺：第一次冷轧-均退-第二次冷轧-重卷切边-第三次冷轧-重卷切边-箔轧，其中，第一次冷轧中是由厚度7.0mm轧制到厚度4.0mm；第二次冷轧中是由厚度4.0mm轧制到厚度2.1mm，再轧制到厚度1.2mm；第三次冷轧中是由厚度1.2mm轧制到厚度0.68mm，再轧制到厚度0.4mm，再轧制到厚度0.24mm。
轧制参数如下表所示：
c.采用均退工艺，并在均退工艺后再次压下，压下量厚度均匀递减轧到0.24Mm；
参数：均退工艺为：0小时升温至550℃保温19小时，再经0.8小时降温至520℃保温6.5小时，最后直接出炉空冷。
d.重卷切边采用1.2mm和0.24mm两次切边，总切边量在65mm。
参数：刀刃间隙量0.1mm，剪切速度320m/min，开卷张力33kn；
(3)箔轧工艺：
a.利用粗轧辊和精轧辊对铝箔进行箔轧，箔轧过程中添加轧制油，压下的次数为4次以上，每次压下的厚度占压下前总厚度的42％，成品道次控制在36％。粗轧轧制油粘度为2.2mm2/s，酸值0.08mgKOH/g，闪点90℃，轧制油含量5.3％，油品透过率97.2％；精轧轧制油粘度为2.1mm2/s，酸值0.03mgKOH/g，闪点82℃，轧制油含量4.5％，油品透过率97.4％。
轧制参数如下表所示：以0.012mm为例
b.合卷，采用N张合卷转精轧轧制成品厚度。首先将两张一起双合为2张，第三张与合好的2张再合卷得到3张，以此类推可以合卷4张。
参数：速度630m/nim，卷取张应力32N/mm2，压平辊压力4kg/c㎡；
c.成品道次，将合卷机合出来的4张在精轧机进行叠轧，不与轧辊接触的铝箔就是双面暗铝箔产品。传统工艺成品道次只限于2张轧制，生产效率低，而本发明可以4张轧制成品，产量明显提高；
d.分切，将精轧轧完成后的铝箔经过分切倒卷，把双面暗铝箔倒出来，再上卧式分切机可分成不同规格要求的锂电池用成品铝箔。
实施例3
一种高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔，包含以下质量百分比组分：Fe：0.5％、Si：0.07％、Cu：0.09％、Ti：0.022％、Mn：1.02％、Mg：0.002％、Zn：0.004％、余量为Al。
所述高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔的制造方法，包括以下步骤：
(1)熔炼、铸轧工艺
a.先将废料投入熔炼炉，再投入铝锭及铝水，其中铝锭重量占总重量的20％，废料为一级废料，一级废料是指厚度≥1.0mm的板材、卷材、卷状废边料、铸轧卷头尾料、静置炉排空块料；
参数：固液比3：7；
b.在熔炼炉中进行熔炼，熔炼完成后添加合金，静置后通入氮气和精炼剂进行精炼，精炼完成后扒渣，成分调整及静置，检验成分合格；
参数：熔炼的时间为6小时，熔炼的温度为730℃，熔炼后静置的时间为40分钟，精炼时间20分钟，精炼剂由如下重量百分比组份组成：氯化钾40％，氟化铝钠28％，六氟苯9％，硫化钙15％，硫酸钠8％；精炼剂用量1kg/T铝。
c.将步骤b制得的铝液送入保温炉进行倒炉，倒炉完成后开动喷粉精炼机对静置炉内的铝液添加精炼剂进行二次精炼并复检成分，每次精炼结束后扒渣，每隔一定时间精炼一次，每次精炼的时间为20分钟，静置10分钟后扒渣，每2小时精炼一次；
参数：对静置炉内铝液每次精炼的时间为20分钟，静置10分钟后扒渣，每2小时精炼一次，精炼温度760℃，精炼剂由如下重量百分比组份组成：氯化钾45％，氟化铝钠25％，六氟苯10％，硫化钙10％，硫酸钠10％；精炼剂用量2kg/T铝。
d.采用纯度99.995％氩气对铝液进行除气，调整石墨转子转速，保证铝液的含氢量0.12ml/100gAl，添加Ti丝进行晶粒细化；
参数：石墨转子的转速为500r/min，添加的Ti丝速度为230mm/min。
e.将步骤d制得的铝液送入铸轧机前面承载铝液的前箱内，进入铸嘴后，经内装循环水的铸轧辊进行铸轧，再由卷取装置卷取成冷轧坯料；
参数：铸轧辊磨削要求中高控制在0.30mm，中高对称度在0.015mm，粗糙度为1.0um，轧辊圆柱度达到0.015mm；前箱温度控制在715℃，前箱液面高度20mm，轧区长度设为60mm，铸轧速度控制在900mm/min，控制冷却水压力在0.4MPa之间。
(2)冷轧工艺
a.轧辊磨削参数和轧制油指标；
参数：开坯轧辊粗糙度为0.7um，中高0mm，箔坯道次轧辊粗糙度为0.45um，中高0mm，轧制油粘度为2.8mm2/s，酸值0.14mgKOH/g，闪点112℃，轧制油含量8.5％，油品透过率95％。
b.利用冷轧机对冷轧卷进行压下冷轧，轧制4.0-4.2mm厚度均退，共轧制6个道次轧到0.24mm为铝箔坯料。轧制工艺：第一次冷轧-均退-第二次冷轧-重卷切边-第三次冷轧-重卷切边-箔轧，其中，第一次冷轧中是由厚度7.0mm轧制到厚度4.0mm；第二次冷轧中是由厚度4.0mm轧制到厚度2.1mm，再轧制到厚度1.2mm；第三次冷轧中是由厚度1.2mm轧制到厚度0.68mm，再轧制到厚度0.4mm，再轧制到厚度0.24mm。
轧制参数如下表所示：
c.采用均退工艺，并在均退工艺后再次压下，压下量厚度均匀递减轧到0.24Mm；
参数：均退工艺为：0小时升温至550℃保温20小时，再经1小时降温至520℃保温7小时，最后直接出炉空冷。
d.重卷切边采用1.2mm和0.24mm两次切边，总切边量在70mm。
参数：刀刃间隙量0.12mm，剪切速度350m/min，开卷张力35kn；
(3)箔轧工艺：
a.利用粗轧辊和精轧辊对铝箔进行箔轧，箔轧过程中添加轧制油，压下的次数为4次以上，每次压下的厚度占压下前总厚度的45％，成品道次控制在38％。粗轧轧制油粘度为2.5mm2/s，酸值0.1mgKOH/g，闪点88℃，轧制油含量5.2％，油品透过率97％；精轧轧制油粘度为2.2mm2/s，酸值0.03mgKOH/g，闪点82℃，轧制油含量4.3％，油品透过率97.5％。
轧制参数如下表所示：以0.012mm为例
b.合卷，采用N张合卷转精轧轧制成品厚度。首先将两张一起双合为2张，第三张与合好的2张再合卷得到3张，以此类推可以合卷5张。
参数：速度650m/nim，卷取张应力35N/mm2，压平辊压力5kg/c㎡；
c.成品道次，将合卷机合出来的5张在精轧机进行叠轧，不与轧辊接触的铝箔就是双面暗铝箔产品。传统工艺成品道次只限于2张轧制，生产效率低，而本发明可以5张轧制成品，产量明显提高；
d.分切，将精轧轧完成后的铝箔经过分切倒卷，把双面暗铝箔倒出来，再上卧式分切机可分成不同规格要求的锂电池用成品铝箔。
对比例
采用中国专利申请文献“一种锂电池用铝箔”(公开号：CN105018799A)效果实施例1-5的工艺制备电池箔。
对实施例1-3和对比例制得的铝箔进行抗拉强度和延伸率的性能测试，并测试端面质量、箔面带油、箔面质量、暗面亮点、板型、一次生产铝箔张数情况，结果如下表所示。
由上表可知：(1)由实施例1-3和对比例的数据可见，实施例1-3制得的铝箔在端面质量、箔面质量、暗面亮点上基本相当；而在抗拉强度上，实施例1-3制得的铝箔的抗拉强度比对比例的抗拉强度高至少43.69％；在板型情况上，实施例1-3与对比例制得的板型虽然都是二肋微松，但实施例1-3工艺上采用3张以上叠轧比对比例两张叠轧的板型明显好很多；在一次生产铝箔张数上，实施例1-3的工艺一次性可以生产铝箔3张以上，而对比例仅能生产2张，可见实施例1-3制得的铝箔不仅质量上更优，而且生产的数量更多，生产效率提高50％以上。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔，其特征在于，包含以下质量百分比组分：Fe：0.4-0.5%、Si：≤0.10%、Cu：0.05-0.09%、Ti：0.01-0.025%、Mn：1.0-1.1%、Mg：≤0.005%、Zn：≤0.005%、余量为Al；
所述高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔的制造方法，包括以下步骤：
（1）熔炼、铸轧工艺
a.先将废料投入熔炼炉，再投入铝锭及铝水，其中铝锭重量占总重量的10-20%；
参数：固液比3：7；
b.在熔炼炉中进行熔炼，熔炼完成后添加合金，静置后通入氮气和精炼剂进行精炼，精炼完成后扒渣，成分调整及静置，检验成分合格；
参数：熔炼的时间为4-6小时，熔炼的温度为730-760℃，熔炼后静置的时间为25-40分钟，精炼时间15-20分钟；
c.将步骤b制得的铝液送入保温炉进行倒炉，倒炉完成后开动喷粉精炼机对静置炉内的铝液添加精炼剂进行二次精炼并复检成分，每次精炼结束后扒渣，每隔一定时间精炼一次，每次精炼的时间为15-20分钟，静置5-10分钟后扒渣，每1.5-2小时精炼一次；
参数：对静置炉内铝液每次精炼的时间为15-20分钟，静置5-10分钟后扒渣，每1.5-2小时精炼一次，精炼温度740-760℃；
d.采用氩气对铝液进行除气，调整石墨转子转速，保证铝液的含氢量≤0.12ml/100gAl，添加Ti丝进行晶粒细化；
参数：石墨转子的转速为400-500r/min，添加的Ti丝速度为200-230mm/min；
e.将步骤d制得的铝液送入铸轧机前面承载铝液的前箱内，进入铸嘴后，经内装循环水的铸轧辊进行铸轧，再由卷取装置卷取成冷轧坯料；
参数：铸轧辊磨削要求中高控制在0.25-0.30mm，中高对称度在0.005-0.015mm，粗糙度为0.8-1.0um，轧辊圆柱度达到0.005-0.015mm；前箱温度控制在700-715℃，前箱液面高度10-20mm，轧区长度设为55-60mm，铸轧速度控制在800-900mm/min，控制冷却水压力在0.3-0.4MPa之间；
（2）冷轧工艺
a.轧辊磨削参数和轧制油指标；
参数：开坯轧辊粗糙度为0.7um，中高0mm，箔坯道次轧辊粗糙度为0.45um，中高0mm，轧制油粘度为2.1-2.8mm²/s，酸值≤0.15mgKOH/g，闪点>100℃，轧制油含量8-8.5%，油品透过率≥95%；
b.利用冷轧机对冷轧卷进行压下冷轧，轧制4.0-4.2mm厚度均退，共轧制6个道次轧到0.24mm为铝箔坯料；轧制工艺：第一次冷轧-均退-第二次冷轧-重卷切边-第三次冷轧-重卷切边-箔轧，其中，第一次冷轧中是由厚度7.0mm轧制到厚度4.0mm；第二次冷轧中是由厚度4.0mm轧制到厚度2.1mm，再轧制到厚度1.2mm；第三次冷轧中是由厚度1.2mm轧制到厚度0.68mm，再轧制到厚度0.4mm，再轧制到厚度0.24mm；
c.采用均退工艺，并在均退工艺后再次压下，压下量厚度均匀递减轧到0.24
Mm；
参数：均退工艺为：0小时升温至550℃保温18-20小时，再经0.5-1小时降温至520℃保温6-7小时，最后直接出炉空冷；
d.重卷切边采用1.2mm和0.24mm两次切边，总切边量在60-70mm；
参数：刀刃间隙量0.1-0.12mm，剪切速度300-350m/min，开卷张力30-35kn；
（3）箔轧工艺：
a.利用粗轧辊和精轧辊对铝箔进行箔轧，箔轧过程中添加轧制油，压下的次数为4次以上，每次压下的厚度占压下前总厚度的30-45%，成品道次控制在35-38%，粗轧轧制油粘度为1.8-2.5mm²/s，酸值≤0.1mgKOH/g，闪点>85℃，轧制油含量5-5.5%，油品透过率≥97%；精轧轧制油粘度为1.7-2.3mm²/s，酸值≤0.03mgKOH/g，闪点>80℃，轧制油含量＜5%，油品透过率≥97%；
b.合卷，采用N张合卷转精轧轧制成品厚度，首先将两张一起双合为2张，第三张与合好的2张再合卷得到3张，以此类推可以合卷N张；
参数：速度600-650m/nim，卷取张应力30-35N/mm²，压平辊压力3-5kg/c㎡；
c.成品道次，将合卷机合出来的N张在精轧机进行叠轧，不与轧辊接触的铝箔就是双面暗铝箔产品；
d.分切，将精轧轧完成后的铝箔经过分切倒卷，把双面暗铝箔倒出来，再上卧式分切机可分成不同规格要求的锂电池用成品铝箔。
2.根据权利要求1所述的高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔，其特征在于，包含以下质量百分比组分：Fe：0.46%、Si：0.08%、Cu：0.079%、Ti：0.023%、Mn：1.04%、Mg：0.003%、Zn：0.004%、余量为Al。
3.根据权利要求1所述的高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔，其特征在于，所述高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔厚度为0.01-0.025mm，抗拉强度为258.64-270.21MPa，延伸率为3.8-5.1%。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）熔炼、铸轧工艺
a.先将废料投入熔炼炉，再投入铝锭及铝水，其中铝锭重量占总重量的10-20%；
参数：固液比3：7；
b.在熔炼炉中进行熔炼，熔炼完成后添加合金，静置后通入氮气和精炼剂进行精炼，精炼完成后扒渣，成分调整及静置，检验成分合格；
参数：熔炼的时间为4-6小时，熔炼的温度为730-760℃，熔炼后静置的时间为25-40分钟，精炼时间15-20分钟；
c.将步骤b制得的铝液送入保温炉进行倒炉，倒炉完成后开动喷粉精炼机对静置炉内的铝液添加精炼剂进行二次精炼并复检成分，每次精炼结束后扒渣，每隔一定时间精炼一次，每次精炼的时间为15-20分钟，静置5-10分钟后扒渣，每1.5-2小时精炼一次；
参数：对静置炉内铝液每次精炼的时间为15-20分钟，静置5-10分钟后扒渣，每1.5-2小时精炼一次，精炼温度740-760℃；
d.采用氩气对铝液进行除气，调整石墨转子转速，保证铝液的含氢量≤0.12ml/100gAl，添加Ti丝进行晶粒细化；
参数：石墨转子的转速为400-500r/min，添加的Ti丝速度为200-230mm/min；
e.将步骤d制得的铝液送入铸轧机前面承载铝液的前箱内，进入铸嘴后，经内装循环水的铸轧辊进行铸轧，再由卷取装置卷取成冷轧坯料；
参数：铸轧辊磨削要求中高控制在0.25-0.30mm，中高对称度在0.005-0.015mm，粗糙度为0.8-1.0um，轧辊圆柱度达到0.005-0.015mm；前箱温度控制在700-715℃，前箱液面高度10-20mm，轧区长度设为55-60mm，铸轧速度控制在800-900mm/min，控制冷却水压力在0.3-0.4MPa之间；
（2）冷轧工艺
a.轧辊磨削参数和轧制油指标；
参数：开坯轧辊粗糙度为0.7um，中高0mm，箔坯道次轧辊粗糙度为0.45um，中高0mm，轧制油粘度为2.1-2.8mm²/s，酸值≤0.15mgKOH/g，闪点>100℃，轧制油含量8-8.5%，油品透过率≥95%；
b.利用冷轧机对冷轧卷进行压下冷轧，轧制4.0-4.2mm厚度均退，共轧制6个道次轧到0.24mm为铝箔坯料；轧制工艺：第一次冷轧-均退-第二次冷轧-重卷切边-第三次冷轧-重卷切边-箔轧，其中，第一次冷轧中是由厚度7.0mm轧制到厚度4.0mm；第二次冷轧中是由厚度4.0mm轧制到厚度2.1mm，再轧制到厚度1.2mm；第三次冷轧中是由厚度1.2mm轧制到厚度0.68mm，再轧制到厚度0.4mm，再轧制到厚度0.24mm；
c.采用均退工艺，并在均退工艺后再次压下，压下量厚度均匀递减轧到0.24
Mm；
参数：均退工艺为：0小时升温至550℃保温18-20小时，再经0.5-1小时降温至520℃保温6-7小时，最后直接出炉空冷；
d.重卷切边采用1.2mm和0.24mm两次切边，总切边量在60-70mm；
参数：刀刃间隙量0.1-0.12mm，剪切速度300-350m/min，开卷张力30-35kn；
（3）箔轧工艺：
a.利用粗轧辊和精轧辊对铝箔进行箔轧，箔轧过程中添加轧制油，压下的次数为4次以上，每次压下的厚度占压下前总厚度的30-45%，成品道次控制在35-38%，粗轧轧制油粘度为1.8-2.5mm²/s，酸值≤0.1mgKOH/g，闪点>85℃，轧制油含量5-5.5%，油品透过率≥97%；精轧轧制油粘度为1.7-2.3mm²/s，酸值≤0.03mgKOH/g，闪点>80℃，轧制油含量＜5%，油品透过率≥97%；
b.合卷，采用N张合卷转精轧轧制成品厚度，首先将两张一起双合为2张，第三张与合好的2张再合卷得到3张，以此类推可以合卷N张；
参数：速度600-650m/nim，卷取张应力30-35N/mm²，压平辊压力3-5kg/c㎡；
c.成品道次，将合卷机合出来的N张在精轧机进行叠轧，不与轧辊接触的铝箔就是双面暗铝箔产品；
d.分切，将精轧轧完成后的铝箔经过分切倒卷，把双面暗铝箔倒出来，再上卧式分切机可分成不同规格要求的锂电池用成品铝箔。
5.根据权利要求4所述高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔的制造方法，其特征在于，在熔炼、铸轧工艺中所述废料为一级废料，一级废料是指厚度≥1.0mm的板材、卷材、卷状废边料、铸轧卷头尾料、静置炉排空块料。
6.根据权利要求4所述高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔的制造方法，其特征在于，在熔炼、铸轧工艺步骤b中所述精炼剂由如下重量百分比组份组成：氯化钾40-70%，氟化铝钠15-30%，六氟苯1-10%，硫化钙5-15%，硫酸钠5-20%。
7.根据权利要求6所述高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔的制造方法，其特征在于，所述精炼剂用量1kg/T铝。
8.根据权利要求4所述高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔的制造方法，其特征在于，在熔炼、铸轧工艺步骤c中所述精炼剂由如下重量百分比组份组成：氯化钾40-70%，氟化铝钠15-30%，六氟苯1-10%，硫化钙5-15%，硫酸钠5-20%。
9.根据权利要求8所述高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔的制造方法，其特征在于，所述精炼剂用量2kg/T铝。
10.根据权利要求4所述高强度锂电池用3003合金双面暗铝箔的制造方法，其特征在于，在熔炼、铸轧工艺步骤d中所述氩气的纯度为99.995%。
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