CN113714287A - 高达因双面光电池用铝箔生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高达因双面光电池用铝箔生产工艺，包括以下步骤：步骤1、对铝箔材料进行粗轧加工；步骤2、将粗轧加工好的铝箔材料进行中轧、精轧加工；步骤3、将中轧、精轧加工完成的铝箔进行分切加工；步骤4、将分切好的铝箔进行倒卷加工；步骤5、将倒卷加工好的铝箔进行包装，即可。本发明通过上述操作，可有效提高轧机下料初始达因值。减少加工时的能耗。相比传统方法没有单独增加工序，成品达因值≥38dyn。本发明技术方案有效地克服了传统技术缺陷，填补了成品达因值达不到38dyn的技术空白。

Description

高达因双面光电池用铝箔生产工艺

技术领域

本发明涉及高达因双面光电池用铝箔生产工艺。

背景技术

通过国内铝加工行业技术的不断升级，铝箔产品的用途越来越广泛，从医药、软包装到卡纸、烟包装，从酒标、制管到空调、电子，再到容器、家用，铝箔已经逐渐渗透到了各行各业及我们的日常生产当中的方方面面。

这其中，随着国家新能源战略的调整，电子消费类产业及电动汽车行业的快速发展，各类锂电池用电池的需求量也在逐年增加，随之而来的，就是与之配套的相关产品的需求量的不断增加，作为锂电池的四大主材之一，锂电池用铝箔成为与正极、负极、隔膜等同等重要的材料。

杭州五星铝业作为行业内首批接触锂电池用铝箔的企业，长期致力于锂电池用铝箔的工艺研究和新品开发，电池铝箔的生产工艺技术已经达到世界领先水平。目前，杭州五星铝业已经拥有成熟的锂电池用铝箔产品系列，在应用方面，从动力，到数码，再到储能，从性能方面，从一般性能，到高性能，均拥有完整的客户群和成熟的生产工艺技术。五星铝业自主研发的高达因值双光锂电池用铝箔，为行业首创，目前已经形成稳定批量的生产能力。

锂电池用铝箔：指应用于生产各种锂电池时用于正极充当集流体的一种材料；锂电池的加工工艺复杂，往往需要30余道工序才能完成，因此与之配套的电池箔产品不同于普通用途的铝箔产品。要求产品具备导电性能高、硬态、强度高、表面质量好等特点。

目前，锂离子电池已经普遍用于人们的生产生活，但是因锂电子电池异常问题导致的安全问题数见不鲜，同时现有的锂离子电池的能量密度受限是导致电动汽车无法全面铺开的核心原因，因此对于锂离子电池的安全和能力密度的高要求，成为行业的瓶颈。因国内该锂离子用铝箔的开发起步晚，高档的锂离子电池用铝箔产品主要依赖进口(如韩国、日本等)，国外电池箔价格高、周期长等严重制约国内锂电池的发展。

在铝加工行业，用于医药、软包装、卡纸、烟包、酒标、制管、电子、容器、家用的铝箔均需要进行退火处理，表面状态普遍为O态(软态)，O态的产品性能区间在60～100Mpa，因为至少经过了150°，24小时甚至100小时以上的高温处理，铝箔表面的油膜基本除净。

没有哪一种铝箔产品像电池箔这样，需要硬态(H18态)，强度普遍高达 200Mpa以上。需要保证强度不降，且需要确保铝箔的表面润湿张力足以让流动的正极材料附着，这就成为了电池箔开发的难点。

因为是双光产品，轧制过程中料面本身带油多，带油越多，表面润湿张力越低，达因值越低(达因值是润湿张力的表针指标)。另外，卷绕的双面光铝箔层与层之间孔隙率很小，无法将铝箔表面极薄的油膜除去，因此工艺上不能对铝箔进行单纯的退火处理。在铝箔加工过程中，最后一道压延后，双光的电池箔达因值往往只有29达因，这根本无法满足正极材料的附着，因此在锂电池制作涂布工序就会导致“拖尾”“漏涂”的情况发生，如图5和6所示。部分高端的锂电池(如特斯拉、大众等搭载的锂电池)制作环节有特殊工艺，需要铝箔的达因值至少满足33达因以上。

在电池箔领域，一般将达因值分为三个区间：

①＜30dyn属于低达因值；

②达因值在30～31dyn属于常规达因值；

③达因值≥32dyn属于高达因区间。

达因值需要满足≥33dyn，且能保证维持很长一段时间(2个月)，面对这一项技术难题，行业内并没有成功的案例。

随着新能源产业的蓬勃发展，全球对锂电池的需求出现了井喷式增加，因此电池箔的需求量也不断增加，主要客户例如特斯拉、大众、丰田、BYD、CATL、 ATL、三星等。电池箔主要分布在动力，数码，储能电池等领域。

储能类的锂电池用铝箔达因值的要求基本是要求是≥30dyn即可；高端数码和高端动力锂电池用铝箔达因值的要求为33dyn。

高达因双面箔的生产，因为其强度高、双光带油重、厚度小(≤15μm)、无法通过传统退火处理等成为需要攻克的难点。另外有别于其他技术指标，达因值在自然环境下会随着时间的变化，出现不同程度的衰减，这就导致该问题显得更加棘手。

高达因双面光电池箔的生产，没有成熟的生产工艺可以借鉴，需要从头开始对产品的生产工艺进行摸索。原有的技术存在以下几个方面的缺陷和不足：

1、退火工艺：传统的单光铝箔表面润湿张力提高的方法主要是进行退火处理，通过长时间的高温将铝箔表面的轧制油进行排出，铝箔表面无油，这样铝箔的表面润湿张力可以一定程度的提高。但是本产品是电池箔产品，要求是硬态(H18态)，长时间高温退火后抗拉强度无法满足要求；且因为是双面光的产品，铝箔层与层之间的孔隙率很小(＜5％)，油膜无法有效的排除，因此该工艺无法适用。

2、酸洗、碱洗、水洗工艺：在空调箔或者压花氧化板(厚度≥0.2mm)的生产环节中，会用到酸洗、碱洗、水洗的工艺，通过对铝板的表面进行清洗，除去表面的油膜，然后进入长的烘箱，烘箱内高温将表面的液体去除。铝板表面迅速氧化成为氧化铝，提高了表面的润湿张力。但是该工艺只对铝板有用，针对铝箔(厚度≤15μm)的产品无法适用。箔材较薄，在经过液体的时候会发生形变，导致褶皱。另外清洁的速度缓慢(一般只有5～10m/min)，根本无法形成量产需要。成本上也会增加几倍。

3、表面烘烤：在涂炭用铝箔(一种附加值很高的产品)上，当表面涂的极薄的炭黑无法附着的时候，会选择将铝箔放到烘箱里面进行烘烤，烘烤的方法是：将铝箔展开，通过烘箱的辊系(烘箱长度大约为40米)，加温到120°，走带速度控制在20m/min左右。表面润湿张力可以从原有的30dyn提高到31dyn。但是该工艺存在一些问题：第一，速度慢，无法达到量产的要求；第二个经过的辊系多，容易导致麻点(凹凸点)，外观不合格的概率增加，第三个，经过的辊系多，容易起皱。

4、表面吹扫：轧制出口侧安装有鸭嘴状扇面吹扫装置，被浸润在轧制油里面的铝箔通过大压力的吹扫，将表面的轧制油进行吹扫。经过吹扫后的铝箔表面无明显的油斑。但是对于双光的15μm及以下厚度的铝箔，因为还留有辊缝，无法充分的将表面的油斑除去，轧制完毕的铝箔表面还有不同程度的带油。轧机结构图如图7所示。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供高达因双面光电池用铝箔生产工艺，以至少解决上述部分技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

高达因双面光电池用铝箔生产工艺，包括以下步骤：

步骤1、对铝箔材料进行粗轧加工；

步骤2、将粗轧加工好的铝箔材料进行中轧、精轧加工；

步骤3、将中轧、精轧加工完成的铝箔进行分切加工；

步骤4、将分切好的铝箔进行倒卷加工；

步骤5、将倒卷加工好的铝箔进行包装，即可。

进一步地，在所述步骤2中，在对铝箔材料进行中轧、精轧加工时，需对油品指标进行控制，可以确保轧机轧制完毕铝箔表面洁净度以及表面的初始润湿张力；油品控制指标为：粘度：在40℃环境下，1.7～2.0mm2/s；残油量：≤8ml；透光率：≥90％；酯含量：8.0％～12％；醇含量：0.5～1.5％；胶质含量：≤10g/L。

进一步地，在所述步骤2中，在对铝箔材料进行中轧、精轧加工时，吹扫分压为0.4～0.6Mpa，轧机轧制速度为500～700m/min。

进一步地，在所述步骤2中，轧辊辊径270-280mm，轧辊凸度60-100‰，轧辊粗糙度0.10-0.15μm，中轧和精轧压下量控制在35％～45％之间，轧制油油温≥45℃。

进一步地，在所述步骤3中，对铝箔进行分切加工时，铝箔轧制完毕后4h 内周转至分切工序，若周转时间超出4h，整卷料近炉保温，保证分切过程中铝箔表面温度≥30℃，在分切机上安装保温装置，保温装置周边温度保证≥60℃；装置距离料面≤30cm。

进一步地，在所述步骤3中，对铝箔进行分切加工时，分切速度≤300m/min。

进一步地，在所述步骤3中，每分切完一车对分切机的导辊进行一次擦拭，没班次对表面处理装置上方蒸发的油进行清洁。

进一步地，在所述步骤4中，铝箔进行倒卷加工时，采用高温放电对铝箔进行处理，瞬间将铝箔表面的油膜打散，高压放电所产生臭氧可以有效防止料面打散的官能团进行聚合，同时放电负压端可以将表面处理的油气吸走，从而减少表面残油，提高达因值。

进一步地，在所述步骤4中，铝箔进行倒卷加工时，倒卷速度≤100m/min，放电倒卷设备与铝箔表面距离≤2mm，放电倒卷设备功率10～15KW，同时处理铝箔个数为6个。

进一步地，在所述步骤5中，对铝箔进行包装时，箔表面覆盖一层珍珠棉后再覆盖一层PE膜，端面使用圆形珍珠棉全面覆盖；覆盖好的PE膜用皮筋扎紧固定，防止有空气进入；使用密闭性好的铝塑膜包装材料，对铝箔料卷进行包装；封口时往里面通入惰性气体，防止铝箔与空气接触；对包装使用的管芯进行防护，防止运输过程中包装破损。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)提高了轧机下料初始达因值。通过对中精轧机的油品、工艺、设备维护等措施，轧机下料后，达因值基本可以达到≥31dyn以上，可以满足数码类电池箔产品的要求。

(2)避免了更多的能耗。经过折算，采用本发明的方法，对比与传统的退火工艺、水洗、酸洗、碱洗等方案，能耗可以大幅度的减少，为公司节约了大量成本。

(3)本次发明没有单独增加工序，主要是在原有的设备上进行改造、对工艺进行优化，通过本次调整，高达因值电池箔产品一次合格率提升了20％以上。

(4)成品达因值≥38dyn。依据本次发明的方案，倒卷生产出来的电池箔初始达因值可以达到38dyn以上，该达因值水平目前属于行业领头水平。使得我司快速占领了高端锂电池客户群。如三星、LG、特斯拉、丰田等。本发明技术方案有效地克服了传统技术缺陷，填补了成品达因值达不到38dyn的技术空白。

附图说明

图1为本发明表征表面润湿张力测量用具(达因值)示意图。

图2为本发明接触角示意图。

图3为本发明接触角与达因值关联图。

图4为本发明不同温度下接触角变化示意图。

图5为漏涂(漏白点)示意图。

图6为拖尾(浆料无法附着)示意图。

图7为轧机结构图(吹扫装置在8号位置)。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-7所示，本发明提供的高达因双面光电池用铝箔生产工艺，包括以下步骤：

步骤1、对铝箔材料进行粗轧加工；

步骤2、将粗轧加工好的铝箔材料进行中轧、精轧加工；

步骤3、将中轧、精轧加工完成的铝箔进行分切加工；

步骤4、将分切好的铝箔进行倒卷加工；

步骤5、将倒卷加工好的铝箔进行包装，即可。

其中，在所述步骤2中，在对铝箔材料进行中轧、精轧加工时，需对油品指标进行控制，可以确保轧机轧制完毕铝箔表面洁净度以及表面的初始润湿张力；油品控制指标为：粘度：在40℃环境下，1.7～2.0mm2/s；残油量：≤8ml；透光率：≥90％；酯含量：8.0％～12％；醇含量：0.5～1.5％；胶质含量：≤10g/L。在对铝箔材料进行中轧、精轧加工时，吹扫分压为0.4～0.6Mpa，轧机轧制速度为500～700m/min。轧辊辊径270-280mm，轧辊凸度60-100‰，轧辊粗糙度 0.10-0.15μm，中轧和精轧压下量控制在35％～45％之间，轧制油油温≥45℃。

其中，在所述步骤3中，对铝箔进行分切加工时，铝箔轧制完毕后4h内周转至分切工序，若周转时间超出4h，整卷料近炉保温，保证分切过程中铝箔表面温度≥30℃，在分切机上安装保温装置，保温装置周边温度保证≥60℃；装置距离料面≤30cm。对铝箔进行分切加工时，分切速度≤300m/min。每分切完一车对分切机的导辊进行一次擦拭，没班次对表面处理装置上方蒸发的油进行清洁。

其中，在所述步骤4中，铝箔进行倒卷加工时，采用高温放电对铝箔进行处理，瞬间将铝箔表面的油膜打散，高压放电所产生臭氧可以有效防止料面打散的官能团进行聚合，同时放电负压端可以将表面处理的油气吸走，从而减少表面残油，提高达因值。铝箔进行倒卷加工时，倒卷速度≤100m/min，放电倒卷设备与铝箔表面距离≤2mm，放电倒卷设备功率10～15KW，同时处理铝箔个数为6个。

其中，在所述步骤5中，对铝箔进行包装时，箔表面覆盖一层珍珠棉后再覆盖一层PE膜，端面使用圆形珍珠棉全面覆盖；覆盖好的PE膜用皮筋扎紧固定，防止有空气进入；使用密闭性好的铝塑膜包装材料，对铝箔料卷进行包装；封口时往里面通入惰性气体，防止铝箔与空气接触；对包装使用的管芯进行防护，防止运输过程中包装破损。

本发明通过采用上述方法，提高了轧机下料初始达因值。通过对中精轧机的油品、工艺、设备维护等措施，轧机下料后，达因值基本可以达到≥31dyn以上，可以满足数码类电池箔产品的要求。避免了更多的能耗。经过折算，采用本发明的方法，对比与传统的退火工艺、水洗、酸洗、碱洗等方案，能耗可以大幅度的减少，为公司节约了大量成本。本次发明没有单独增加工序，主要是在原有的设备上进行改造、对工艺进行优化，通过本次调整，高达因值电池箔产品一次合格率提升了20％以上。成品达因值≥38dyn。依据本次发明的方案，倒卷生产出来的电池箔初始达因值可以达到38dyn以上，该达因值水平目前属于行业领头水平。使得我司快速占领了高端锂电池客户群。如三星、LG、特斯拉、丰田等。

实现电动汽车的全面普及和推广，是必然趋势。为集流体电池用的电池箔用铝箔的市场需求量在逐年增加，目前已经发展成为一个非常重要的铝箔品种。产品的生产的产业链逐年成熟，生产工艺也逐渐稳定。2016年，国内第一个关于电池用铝箔的国家标准也正式发布实施。电池箔产品主要应用于手机电池、汽车用电池等领域；产品供应链有国产和进口。国内目前能够提供电池箔的厂家很多，热轧和铸轧工艺生产的铝箔都有。

电池箔产品，因其应用领域主要为电子及汽车行业，其对产品质量的要求极为严格，与其它的铝箔产品相比，其生产工艺难度大，控制水平要求高。目前国内虽然在大批量的生产电池箔，但仍有许多工艺技术难题没有得到很好的解决，很多高端产品仍然依赖进口，生产成本非常高。因此，加快对这一品种的研究和开发，具有很重要的意义。

部分高端的锂电池(如特斯拉、大众、宝马等搭载的锂电池)制作环节有特殊工艺，需要铝箔的达因值至少满足33达因以上。目前行业内不能稳定的达到该要求。主要难度在于因为是双光产品，轧制过程中料面本身带油多，带油越多，表面润湿张力越低，达因值越低。另外，卷绕的双面光铝箔层与层之间孔隙率很小，无法将铝箔表面极薄的油膜除去，因此工艺上不能对铝箔进行单纯的退火处理。在铝箔加工过程中，最后一道压延后，双光的电池箔达因值往往只有29达因，这根本无法满足正极材料的附着。

为了改变这一现状，满足客户的需求，填补国内铝箔生产工艺技术的一项空白，杭州五星铝业有限公司率先在行业中，率先通过一系列的研发，成功批量生产出可以保证3个月内，达因值能稳定在33dyn的双光电池箔产品。

高达因值的双光电池箔产品，从技术的角度分析，难点主要有以下几个方面：

1、双光产品轧制环节表面带油重：双光电池箔，因为轧制过程中是单张压延，存在一定的辊缝，轧制过程中需要带油大量的轧制油，不然容易出现局部松的情况。

2、双光产品无法通过传统方法进行处理：双光电池箔产品层与层之间本身就有油膜，在收卷张力的作用下孔隙率很小，无法通过传统的退火工艺除去表面的油膜。

3、本次研究的双光电池箔厚度薄(≤15μm)：目前动力和数码电池用铝箔基本都是是≤15μm，通过传统的吹扫无法有效的减少油膜。另外，在这个厚度下无法通过表面清洗，容易导致打皱、表面擦划伤等质量问题。

4、达因值会衰减：双光的电池箔随着时间的变化，达因值出现一定程度的衰减，衰减规律还与温度有关。对于此项研究，目前行业内没有经验可循。

5、客户要求高：随着锂电的推广，客户端存在很多的特殊工艺，目前高端电池箔用铝箔达因值基本要求33达因以上，并且针对这一指标，必须保证在3 个月内仍然有效。

针对以上几个现象，我们进行了原因分析，认为主要有以下几项原因：

1、双光产品轧制环节表面带油重：双光电池箔，因为轧制过程中是单张压延，存在一定的辊缝，高速轧制过程中需要带油大量的轧制油。另外轧制过程中需要一定的油膜强度，因此铝箔表面带油不可避免。

2、双光产品无法通过传统方法进行处理：双光电池箔产品层与层之间本身就有油膜，在收卷张力的作用下孔隙率很小，无法通过传统的退火工艺除去表面的油膜。内部尝试做过多组实验，将分切下来的物料放进退火炉，尝试使用了120、℃150、℃180，℃保温时间从12h、15h、18h、20h、24h不等的情况下发现，达因值提高的不明显，最多提高1个达因值，但是铝箔的性能出现的了一定程度的下滑。此工艺耗时长，结果也不显著。

3、本次研究的双光电池箔较薄，通过传统的吹扫无法有效的减少油膜。另外，在这个厚度下无法通过表面清洗，容易导致打皱、表面擦划伤等质量问题。与空调箔、压花氧化板不同，本次研究的电池箔铝箔厚度只有15μm，在轧制过程中穿带都容易断带，因此无法通过清洁等方法进行处理。

4、达因值会衰减：双光的电池箔随着时间的变化出现衰减；从现有的研究中得到的解释是：轧制油由基础油和添加剂组成。基础油铝箔轧制的基础油一般采用碳链长度为12到15的石蜡系基础油,其分子通式为CnH2 n+2。当它们与金属表面接触时,由于本身没有永久偶极,只在分子内部由于电子和原子核的不对称运动而出现瞬时偶极,靠瞬时偶极产生的色散力,构成非极性分子边界润滑膜。添加剂的主要作用是协助基础油的吸附。由于添加剂往往含有羟基，羧基，酯基等永久偶极，当添加剂分子在金属表面上形成单分子层吸附膜时，这些极性基团往往与铝箔表面的氧化层通过范德华力，吸附在其表面上。而非极性基团则与基础油中的分子彼此靠近。实际吸附膜通常不只是一层，往往可形成多层，甚至上百层，极性基团与非极性基团交替排列，由于基础油空间取向的原因，这种结构的吸附膜往往具有很多空隙，尺寸比较小的分子，如空气中的氧气，水，二氧化碳等可轻而易举的穿过这些空隙。而水分子在铝箔上与添加剂会发生竞争性吸附，使得这种多层膜结构遭到破坏。此外，水分子还会与添加剂的极性基团发生相互作用，使得铝箔与空气中的其他非极性的分子如氧气，二氧化碳发生物理、化学反应，从而削弱其表面张力。

本发明主要工艺路线及解决技术问题的技术方案方案的设计。

一、中轧、精轧工序：

(一)油品控制

中轧和精轧的油品指标控控制，可以确保轧机轧制完毕铝箔表面洁净度以及表面的初始润湿张力。主要指标如下：

1、粘度：1.7～2.0mm2/s(40℃)；

2、残油量：≤8ml；

3、透光率：≥90％；

4、酯含量：8.0％～12％；

5、醇含量：0.5～1.5％；

6、胶质含量：≤10g/L。

(二)轧机吹扫

①吹扫分压：0.4～0.6Mpa。

(三)出口防油

1、出口侧两端使用铝团覆盖；

2、横梁和烟罩生产之前进行一次清洁；

3、出口侧增加一道压缩空气去油。

(四)轧机工艺

1、成本轧机轧制速度：500～700m/min。

2、轧辊工艺：

表1用辊标准

3、压下量：中轧和轧压下量控制在35％～45％之间。

4、轧制油油温：≥45℃。

(五)表面质量

1、出口侧带油控制在A等级；

2、轧机出口侧无油气。

二、分切工序：

(一)温度维持

1、物料轧制完毕后4h内周转至分切工序；

2、若周转时间超出4h，整卷料近炉保温，保证分切过程中铝箔表面温度

≥30℃；

3、在分切机上安装保温装置，保温装置周边温度保证≥60℃；装置距离料面

≤30cm。

(二)分切工艺

分切速度：≤300m/min。

(三)表面控制

1、每分切完一车对分切机的导辊进行一次擦拭；

2、没班次对表面处理装置上方蒸发的油进行清洁。

三、倒卷工序：

经分切过后铝箔表面的达因值在30～31dyn，远远达不到38dyn(预留衰减的空间)。因此需要在倒卷工序进行特殊处理。

本发明设计的表面处理设备安装在倒卷机上，安装在倒卷机开卷和收卷之间，将铝箔卷绕在处理设备上，表面处理设备安装在导辊上方或下方。通过高温放电对料面进行处理，瞬间将铝箔表面的油膜打散，高压放电导致的臭氧可以有效的防止料面打散的官能团进行聚合，同时该表面处理设备的负压可以将表面处理的油气吸走，从而减少表面的残油，提高达因值。

(一)表面处理设备工艺

1、速度≤100m/min；

2、表面处理设备距离料面的距离≤2mm；

3、表面处理设备的功率10～15KW；

4、表面处理设备的安装面板个数：6个；

5、表面处理设备处理次数≥2次。

(二)表面质量

1、铝箔因为过辊多，需要对辊系进行清洁，每次处理完毕进行一次清洁，确保表无异物；

2、生产之前需要确保辊系转动灵活，防止表面擦伤；

3、因表面处理装置距离料面只有2mm不到的距离，因此铝箔板型下榻量需要控制2mm以内；

4、表面处理装置使用完毕后，需要每个班对面板进行一次擦拭清洁。

5、料面经过处理后需要无明显线状带油。

四、包装工序：

因为是高达因值产品，倒卷机生产完毕后，需要在2小时内转移到包装区，进行包装。且包装需要在恒温恒湿环境下完成(恒温恒湿的洁净车间)。包装需要满足以下要求：

1、铝箔表面覆盖一层珍珠棉后再覆盖一层PE膜，端面使用圆形珍珠棉全面覆盖；

2、覆盖好的PE膜用皮筋扎紧固定，防止有空气进入；

3、使用密闭性好的铝塑膜包装材料，对料卷进行包装；

4、封口时往里面通入惰性气体，防止铝箔与空气接触。

5、充气完毕后，进行封口。

6、包装使用的管芯进行防护，防止运输过程中包装破损。

本发明技术与原工艺技术相比，主要改进点包括：

1、引入接触角的概念

通过引入接触角，跟踪表面润湿张力(达因值)随着温度和时间的变化，从而找到相关的因子，通过对因子的识别，找出对达因值的影响度。通过相关的规律，找到符合要求的工艺窗口。

2、调整了轧机的轧制工艺

轧制完毕后的电池箔，铝箔表面都有一层极薄的油膜，这与达因值提高是想违背的，这就要求对铝箔表面的油膜的极性进行弱化。因此调整轧机的油品，可以有效的降低铝箔表面油膜的极性。

其次通过调整工艺速度、用辊参数、油温、压下量等，可以有效的减少表面带油，油温高可以促使表面的油膜的挥发。

3、调整了分切工艺

在分切工序，本次的改进点主要是通过对待分切的铝卷进行保温处理，确保在分切的过程中料面有一定的温度，在运行过程中，单张铝箔与热空气相交换，表面的油膜得到有效的挥发。在此过程中油量得到降低。

4、调整了倒卷的工艺

倒卷过后就是成品，因此在改环节切入表面处理措施是最为有效的方案；通过实地测量和评估，在倒卷机的开卷和收卷之间设表面处理设备。经过对重验证方案发现经过表面的高温和高压冲击可以有效的去油，同时高温放电可以产生臭氧，对铝箔表面进行保护，防止极性官能团的再次聚合。

其中设备的功率、距离、速度、处理次数等参数均通过DOE进行了验证。

5、调整了包装方式

通过跟踪，发现达因值会随着时间的变化出现衰减，如何延缓过程中的衰减速度，经内部实验发现在包装过程中通入惰性气体后封口可以有效地缓解达因值的衰减。表面处理后，铝箔表面还存在一些打散的官能团，在空气和温度的作用下，官能团会发生逆反应，重新形成油膜。惰性气体的加入，可以阻隔空气，同时一段时间内可以确保料温。

本发明技术引入接触角概念，表面润湿张力的表针方式目前主要有2种，一种是达因值，另外一种是接触角。因为达因值检测较为快捷，更能适用于现场的操作。但是在本次的研究中，采用接触角的方法。因为达因值需要从原有的≤29dyn增加到33dyn。达因值增加的跨度小，通过达因值这一指标无法有效的监控衰减规律。而实验过程中通过引入接触角的方法可以有效的观察到表面润湿张力的变化。表征表面润湿张力测量用具-达因值如图1所示。

接触角如图2所示，接触角的定义为：润湿性能主要看液体接触角。液体接触角就是当一液滴在固体表面上不完全展开时，在气、液、固三相会合点，固-液界面的水平线与气-液界面切线之间的夹角θ，称为接触角。用接触角来判断液体对固体的润湿：当θ＜90°的情形称为润湿；θ＞90°时称为不润湿；θ＝0°或不存在时称为完全润湿；θ＝180°时称为完全不润湿。θ＝90°是润湿与否的分界线。接触角与达因值的相关性：达因值越大，接触角越小。接触角与达因值相关性如图3所示。

本发明技术跟踪衰减规律，对前期生产的电池箔产品进行跟踪，确认衰减的规律。本次跟踪以存储温度作为横向对比的因子，时间为变量进行观察。跟踪结果如图4所示。

根据衰减规律可以发现：

1、温度越低接触角上升越快，达因值衰减更明显。

2、接触角随着时间的变化都会有一定程度的上升。

根据以上衰减规律，需要保证3个月内达因值稳定在33dyn，生产完毕后的初始达因值至少需要保证在38dyn。且生产和存储过程中需要注意保证一定的温度环境。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.高达因双面光电池用铝箔生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对铝箔材料进行粗轧加工；

步骤2、将粗轧加工好的铝箔材料进行中轧、精轧加工；

步骤3、将中轧、精轧加工完成的铝箔进行分切加工；

步骤4、将分切好的铝箔进行倒卷加工；

步骤5、将倒卷加工好的铝箔进行包装，即可。

2.根据权利要求1所述的高达因双面光电池用铝箔生产工艺，其特征在于，在所述步骤2中，在对铝箔材料进行中轧、精轧加工时，需对油品指标进行控制，可以确保轧机轧制完毕铝箔表面洁净度以及表面的初始润湿张力；油品控制指标为：粘度：在40℃环境下，1.7～2.0mm²/s；残油量：≤8ml；透光率：≥90％；酯含量：8.0％～12％；醇含量：0.5～1.5％；胶质含量：≤10g/L。

3.根据权利要求1所述的高达因双面光电池用铝箔生产工艺，其特征在于，在所述步骤2中，在对铝箔材料进行中轧、精轧加工时，吹扫分压为0.4～0.6Mpa，轧机轧制速度为500～700m/min。

4.根据权利要求1所述的高达因双面光电池用铝箔生产工艺，其特征在于，在所述步骤2中，轧辊辊径270-280mm，轧辊凸度60-100‰，轧辊粗糙度0.10-0.15μm，中轧和精轧压下量控制在35％～45％之间，轧制油油温≥45℃。

5.根据权利要求1所述的高达因双面光电池用铝箔生产工艺，其特征在于，在所述步骤3中，对铝箔进行分切加工时，铝箔轧制完毕后4h内周转至分切工序，若周转时间超出4h，整卷料近炉保温，保证分切过程中铝箔表面温度≥30℃，在分切机上安装保温装置，保温装置周边温度保证≥60℃；装置距离料面≤30cm。

6.根据权利要求1所述的高达因双面光电池用铝箔生产工艺，其特征在于，在所述步骤3中，对铝箔进行分切加工时，分切速度≤300m/min。

7.根据权利要求1所述的高达因双面光电池用铝箔生产工艺，其特征在于，在所述步骤3中，每分切完一车对分切机的导辊进行一次擦拭，没班次对表面处理装置上方蒸发的油进行清洁。

8.根据权利要求1所述的高达因双面光电池用铝箔生产工艺，其特征在于，在所述步骤4中，铝箔进行倒卷加工时，采用高温放电对铝箔进行处理，瞬间将铝箔表面的油膜打散，高压放电所产生臭氧可以有效防止料面打散的官能团进行聚合，同时放电负压端可以将表面处理的油气吸走，从而减少表面残油，提高达因值。

9.根据权利要求1所述的高达因双面光电池用铝箔生产工艺，其特征在于，在所述步骤4中，铝箔进行倒卷加工时，倒卷速度≤100m/min，放电倒卷设备与铝箔表面距离≤2mm，放电倒卷设备功率10～15KW，同时处理铝箔个数为6个。

10.根据权利要求1所述的高达因双面光电池用铝箔生产工艺，其特征在于，在所述步骤5中，对铝箔进行包装时，箔表面覆盖一层珍珠棉后再覆盖一层PE膜，端面使用圆形珍珠棉全面覆盖；覆盖好的PE膜用皮筋扎紧固定，防止有空气进入；使用密闭性好的铝塑膜包装材料，对铝箔料卷进行包装；封口时往里面通入惰性气体，防止铝箔与空气接触；对包装使用的管芯进行防护，防止运输过程中包装破损。

Images