CN114525432A - 一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法。其组成成分及质量百分比为：Si≤0.10％，Fe 0.30～0.50％，Cu 0.05～0.10％，Mn≤0.01％，Mg≤0.01％，Zn≤0.03％，Ti≤0.05％，余量为Al。本发明的工艺流程包括熔炼、铸轧、冷轧及中间退火、二次冷轧并切边、粗轧、合卷、精轧、粗切、精切、检验包装等步骤，其中熔炼温度在735～755℃范围内熔炼，经过熔体精炼处理后在735～755℃倒入静置炉静置保温；然后进行铸轧，通过除气、过滤箱处理进入前箱；铸轧成6.5±0.3mm铸轧铝卷，铸轧铝卷冷轧至2.0～4.0mm进行中间退火；再经冷轧轧制到0.4～0.6mm进行切边；再进行粗轧、合卷、精轧；然后进行粗切、精切至成品。该发明产品具有高强度、高延伸、高达因值，版型及表面端面质量佳的特点，满足新能源电池铝箔的要求。

Description

一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法，涉及有色金属熔炼、铸轧和压延制造技术领域。
背景技术
当前，在国家有序出台的新能源政策扶持下和“碳达峰、碳中和”政策推力下，使得新能源电池行业进入高速发展的快车道。电池铝箔用于新能源电池正极集流体，可分为动力电池铝箔、消费类电池铝箔、储能电池铝箔。铝箔用作新能源电池正极集流体具备如下优点：①铝的密度不及铜的1/3，使用铝箔集流体可提高电池的能量密度；②与铜相比，铝的价格更为低廉；③在电池充/放电过程中，铝箔集流体表面会形成一层致密的钝化薄膜，提高了铝箔的抗腐蚀能力；④可在铝箔表面涂覆纳米导电石墨和碳包覆颗粒等活性物质改变铝箔表面形态，增大铝箔与正极活性物质的接触面积，从而提高导电性。
发明内容
本发明提供一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法可满足新能源电池铝箔对异物质、润湿性、板形、力学性能、厚度、切边质量、表面质量、合金等指标的要求，发明产品具有高强度、高延伸、高达因值，版型及表面端面质量佳的特点，填补了新能源电池行业高速发展对高端电池铝箔大量需求的空白。本发明提供了一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法，其特征在于：其组成成分及质量百分比为：Si≤0.10％，Fe0.30～0.50％，Cu0.05～0.10％，Mn≤0.01％，Mg≤0.01％，Zn≤0.03％，Ti≤0.05％，余量为Al。
本发明基于合金成分技术方案，还提供了一种本发明合金成分体系下的压延控制方法，其步骤如下：
(1)熔炼：熔炼时原料充分搅拌均匀，熔炼温度为735～755℃，倒炉温度为735～755℃，要求Fe/Si≧3；
(2)铸轧：铸轧生产前箱温度为690～700℃，铸轧铝卷成品厚度为6.5±0.3mm；
(3)冷轧及中间退火：将铸轧成品卷粗轧轧至2.0～4.0mm进行中间退火；
(4)二次冷轧并切边：中间退火后再冷轧到0.4～0.6mm进行切边，纵剪切边后继续轧至厚度0.2～0.3mm；
(5)粗轧：二次冷轧并切边后进行粗轧到0.02～0.04mm；
(6)合卷：粗轧后进行合卷；
(7)精轧：合卷后进行精轧到成品厚度0.01～0.02mm；
(6)粗切：成品厚度料卷分切至成品宽度+10～20mm小卷；
(7)精切：将粗切后小卷倒卷并精切至成品宽度±0.5mm小卷。
在本发明技术方案得到一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔产品抗拉强度≧200Mpa，延伸率≧2％，达因值≧30，成品端面整齐，无明显毛刺、翘边及波浪边现象，表面无胶辊印、麻点、凸凹痕、起鼓等缺陷，暗面无明显亮点，打底长度≤1m，无起皱、软杠的产生，满足新能源电池铝箔对异物质、润湿性、板形、力学性能、厚度、切边质量、表面质量、合金等指标的要求。
具体实施方式
为了更好的表述本发明，现已具体实施方式为案例进行详细介绍，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
本发明涉及一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法，首先控制其组成成分及质量百分比为：Si0.08％，Fe0.31％，Cu0.06％，Mn0.006％，Mg0.03％，Zn0.01％，Ti0.03％，余量为Al，Fe/Si＝3.875。
按照上述成分控制，进行进一步获得新能源电池用铝箔材料，其具体制备步骤如下：
(1)熔炼：熔炼时原料充分搅拌均匀，熔炼温度为745℃，在熔炼炉采用专用精炼剂745℃精炼两次、20min/次，成分调整符合本发明控制要求后进行倒炉，倒炉温度为755℃；
(2)铸轧：铸轧生产时，除气箱箱温度控制730℃，气流量控制30L/min，转子速度控制550rpm，过滤箱温度控制720℃，使用40+60目过滤板进行双级过滤，前箱温度为700℃，铸轧区控制65mm，铸嘴开口度控制10.5mm，铸轧线速度控制880mm/min，铸轧铝卷成品规格为厚6.6mm，宽1360mm；
(3)冷轧及中间退火：将铸轧坯料首先冷轧轧制(道次安排：6.6-4.1-2.1)至2.1mm进行530℃温度5h中间退火，轧制过程中开启“质量流”；
(4)二次冷轧并切边：将中间退火后进行二次冷轧轧制(道次安排：2.1-1.0-0.55)至0.55mm进行纵剪切边，切边量25mm*2，切边后继续进行冷轧轧制(道次安排：0.55-0.26)至铝箔毛料0.26mm，轧制过程中开启“质量流”；
(5)粗轧：对铝箔毛料进行粗轧轧制(道次安排：0.26-0.135-0.065-0.03)至0.03mm；
(6)合卷：对粗轧后0.03mm材料进行合卷；
(7)精轧：合卷后进行精轧轧制(道次安排：2*0.03-2*0.015)至2*0.015mm；
(8)粗切：精轧后在立式分切上进行粗切至2*643mm，通过表面及孔洞检测***；
(9)精切：精轧后在立式分切上进行粗切至2*643mm，通过电晕设备。
对上述本发明新能源电池用铝箔成品性能测试显示抗拉强度216Mpa，延伸率3.3％，暗面达因值≧32.5、亮面达因值≧31.6。板型平整、端面整齐，无明显毛刺、翘边及波浪边现象，表面无胶辊印、麻点、凸凹痕、起鼓等缺陷，暗面无明显亮点，无起皱、软杠。
实施例2
本发明涉及一种高性能空调箔及其制造方法，首先控制其组成成分及质量百分比为：Si0.095％，Fe0.49％，Cu0.09％，Mn0.006％，Mg0.03％，Zn0.01％，Ti0.03％，余量为Al，Fe/Si＝5.158。
按照上述成分控制，进行进一步获得新能源电池用铝箔材料，其具体制备步骤如下：
(1)熔炼：熔炼时原料充分搅拌均匀，熔炼温度为745℃，在熔炼炉采用专用精炼剂745℃精炼两次、20min/次，成分调整符合本发明控制要求后进行倒炉，倒炉温度为755℃；
(2)铸轧：铸轧生产时，除气箱箱温度控制730℃，气流量控制30L/min，转子速度控制550rpm，过滤箱温度控制720℃，使用40+60目过滤板进行双级过滤，前箱温度为700℃，铸轧区控制65mm，铸嘴开口度控制10.5mm，铸轧线速度控制880mm/min，铸轧铝卷成品规格为厚6.7mm，宽1360mm；
(3)冷轧及中间退火：将铸轧坯料首先冷轧轧制(道次安排：6.7-4.2-2.1)至2.1mm进行530℃温度5h中间退火，轧制过程中开启“质量流”；
(4)二次冷轧并切边：将中间退火后进行二次冷轧轧制(道次安排：2.1-1.0-0.55)至0.55mm进行纵剪切边，切边量25mm*2，切边后继续进行冷轧轧制(道次安排：0.55-0.26)至铝箔毛料0.26mm，轧制过程中开启“质量流”；
(5)粗轧：对铝箔毛料进行粗轧轧制(道次安排：0.26-0.135-0.065-0.03)至0.03mm；
(6)合卷：对粗轧后0.03mm材料进行合卷；
(7)精轧：合卷后进行精轧轧制(道次安排：2*0.03-2*0.015)至2*0.015mm；
(8)粗切：精轧后在立式分切上进行粗切至2*643mm，通过表面及孔洞检测***；
(9)精切：精轧后在立式分切上进行粗切至2*643mm，通过电晕设备。
对上述本发明新能源电池用铝箔成品性能测试显示抗拉强度224Mpa，延伸率3.6％，暗面达因值≧33.1、亮面达因值≧31.2。板型平整、端面整齐，无明显毛刺、翘边及波浪边现象，表面无胶辊印、麻点、凸凹痕、起鼓等缺陷，暗面无明显亮点，无起皱、软杠。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在本发明技术原理的前提下，还可以做出适当改进和优化，这些改进和优化也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法。其特征在于其组成成分及质量百分比为：Si≤0.10％，Fe 0.30～0.50％，Cu 0.05～0.10％，Mn≤0.01％，Mg≤0.01％，Zn≤0.03％，Ti≤0.05％，余量为Al。
2.根据权利要求1中所述的一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法，其特征在于该方法的步骤如下：
(1)熔炼：熔炼时原料充分搅拌均匀，熔炼温度为735～755℃，倒炉温度为735～755℃，要求Fe/Si≧3；
(2)铸轧：铸轧生产前箱温度为690～700℃，铸轧铝卷成品厚度为6.5±0.3mm；
(3)冷轧及中间退火：将铸轧成品卷粗轧轧至2.0～4.0mm进行中间退火；
(4)二次冷轧并切边：中间退火后再冷轧到0.4～0.6mm进行切边，纵剪切边后继续轧至厚度0.2～0.3mm；
(5)粗轧：二次冷轧并切边后进行粗轧到0.02～0.04mm；
(6)合卷：粗轧后进行合卷；
(7)精轧：合卷后进行精轧到成品厚度0.01～0.02mm；
(6)粗切：成品厚度料卷分切至成品宽度+10～20mm小卷；
(7)精切：将粗切后小卷倒卷并精切至成品宽度±0.5mm小卷。
3.根据权利要求2所述的一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法，其特征在于步骤(1)中熔炼采用纯铝锭(铝含量≥99.70％)，不允许添加废料。
4.根据权利要求2所述的一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法，其特征在于步骤(1)中保温炉精炼6h±0.5h/次，熔体氢含量要求≤0.12ml/100g*Al。
5.根据权利要求2所述的一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法，其特征在于步骤(2)中过滤箱温度控制在680～720℃，采用板式双级过滤，一级过滤板≧40目、二级过滤板≧60目。
6.根据权利要求2所述的一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法，其特征在于步骤(3)、(4)轧制过程中要求开启“质量流”，厚度0.2～0.3mm要求厚差≤±2％，整卷厚差完好率≧97％。
7.根据权利要求2所述的一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法，其特征在于步骤(3)中中间退火工艺为0.8℃/min～3.0℃/min升温到520～530℃，保温时间180～300min，出炉冷却。
8.根据权利要求2所述的一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法，其特征在于步骤(4)中纵剪切边时采用一种带电机驱动的圆盘刀，进刀量控制在铝卷厚度*60％～70％mm、侧间隙控制在铝卷厚度*8％～10％mm。
9.根据权利要求2所述的一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法，其特征在于步骤(5)中粗轧时工作辊粗糙度控制在Ra：0.25～0.35μm，凸度控制在Cr：0.04～0.05mm。
10.根据权利要求2所述的一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法，其特征在于步骤(6)中合卷时双合油流量控制在7～8L/h。
11.根据权利要求2所述的一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法，其特征在于步骤(7)中精轧时工作辊粗糙度控制在Ra：0.10～0.15μm，凸度控制在Cr：0.04～0.06mm。
12.根据权利要求2所述的一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法，其特征在于步骤(8)中粗切时通过表面及孔洞检测***。
13.根据权利要求2所述的一种高强度、高延伸新能源电池用铝箔及其制造方法，其特征在于步骤(9)中精切采用一种带伺服电机驱动和自润滑的特制蝶形刀，进刀量控制在0.4±0.2mm，通过电晕设备。
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