一种锂电池用8021软包铝箔及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种锂电池用8021软包铝箔及其生产方法，本发明专利技术将含有Si，Fe，Cu，Mn，Mg，Cr，Zn，Ti，余量Al化学组分的铝合金进行熔炼、铸锭，然后对铸锭进行铣面、均热化处理，热轧，冷轧及退火，箔轧，合卷，合卷退火，分卷，即得到锂电池软包铝箔。本发明专利技术通过较好的工艺过程制备的锂电池用8021软包铝箔材料为O状态的成品，延伸率达到18～20％、杯凸值≥7mm，有效提高了软包铝箔的耐折、耐冲压等性能；材料完全不存在孔洞、针孔，使其制备的锂电池软包具有较好的密封性、无液漏、使用安全；具有较好的社会经济效益及广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铝合金
，具体涉及一种锂电池用8021软包铝箔及其生产方法。技术背景铝箔具有材质轻、高阻隔性、遮光、抗紫外线、防潮、防腐蚀、绝热、保质期长、干净卫生等特性，在深加工利用上具有易折曲、粘合性与热合性能优良以及优异的表面印刷性能和装饰效果。因此，铝箔是一种优秀的包装材料，在包装行业具有广泛的而应用前景。而且铝箔一次性消耗产生，市场需求量大。据统计，欧洲有70％以上的铝箔应用于各类包装制品。在美国作为包装制品的利用率高达75％；在日本包装用铝箔消费占70％，其中仅食品包装就占铝箔消费的30％。目前，我国包装企业已超过1万家，包装用铝箔消费量约为11万吨/年，市场前景十分广阔。铝箔作为优秀的包装材料，广泛用于卷烟、食品、饮料、医药、电子、日用化工等行业。电池8021软包铝箔主要用于锂电池的外包装材料，现在市场上主要是采用日本进口铝箔材料，合金有8021、8079，厚度范围在0.03～0.06mm之间。目前锂电池软包铝箔主要用于手机、平板等电池外包装，采用8021铝合金材质经过O状态退火后具有色泽光亮、塑性好耐折叠、强度适中、易回收等诸多优点。但是因材料制造难度大、产品质量稳定性差，目前国内主要使用日本生产的8021锂电池软包产品，国产材料存在强度高、延伸率低、表面条纹、针孔超标、杯凸值低等缺陷导致了锂电池液泄漏等质量问题。通过本专利技术技术方案能够得到中等抗拉强度及良好延伸率，材料偏析倾向性小，表面均匀，无色差、条纹等表面缺陷，能够完全避免材料的针孔缺陷。
技术实现思路
为了达到上述目的，本专利技术提供了一种锂电池用8021软包铝箔及其生产方法，该方法经过熔炼、铸造、铣面、均匀化热处理，热轧，冷轧，中间退火，冷轧，铝轧，双合、成品退火等制备了无孔洞、无针孔，具有较高的延伸率及杯凸值的软包铝箔。本专利技术技术方案是通过以下技术方案实现的一种锂电池用8021软包铝箔，所述铝箔中各元素的质量百分比如下：Si＜0.10％，Fe＝1.4～1.5％，Cu＜0.05％，Mn＜0.05％，Mg＜0.05％，Cr＜0.05％，Zn＜0.05％，Ti＝0.02～0.03％，其余为Al。一种锂电池用8021软包铝箔的生产方法，包括以下步骤：(1)熔炼、铸造工艺：a.按照上述比例在熔炼炉中加入铝锭以及含Fe质量含量为75％的添加剂，在720～760℃条件下进行熔炼，熔炼4.5～5.5小时之后进行精炼，精炼完成后继续熔炼0.5～1小时，完成熔炼炉内的熔炼；b.将步骤a熔炼完成之后的铝液送入静置炉中进行精炼，精炼完成后除去浮渣，静置20～40min即完成静置炉内的熔炼；静置炉内熔炼过程中炉内的温度为720～750℃；c.对步骤b经过静置炉熔炼之后的铝液进行铸造：所述的铸造包括以下步骤：铝液经静置炉导炉进入一级过滤装置，一级过滤完成后经一级过滤导入在线除气装置，在线除气后导入二级过滤及三级过滤，过滤除去的铝渣直径≤0.005mm；(2)铣面：对步骤(1)得到的铸锭进行铣面：大面单侧铣面量≥20mm，小面单侧铣面量≥10mm，铸锭两边厚度差≤3mm；(3)均热化处理：对步骤(2)铣面之后的铸锭进行均热化处理；(4)热轧：对经过步骤(3)均热化处理之后的铝合金铸锭进行热轧，并使用乳化液进行润滑和冷却得到铝合金卷材；(5)冷轧：对步骤(4)热轧之后的铝合金卷材进行冷轧开坯，冷轧至1.0～1.2mm时进行中间退火，退火后继续进行冷轧轧至厚度为0.2～0.4mm，完成冷轧；(6)箔轧：将步骤(5)冷轧完成后的铝合金卷材转至箔轧工序，通过箔轧得到厚度为0.05～0.07mm的单层铝合金卷材；(7)合卷：将步骤(6)得到的单层卷材进行分卷(即在一个大卷中间断开，将一个大卷分为两个小卷)，分卷之后进行合卷作业(对两个小卷进行双合轧制)，由合卷机进行在线喷油合卷，合卷完毕后双层卷材的厚度为0.10～0.14mm；(8)将步骤(7)得到的厚度为0.10～0.14mm的双层卷材经铝箔轧机1个道次轧制至厚度为0.06～0.10mm的双层铝箔卷材，然后进行完全退火至O状态；(9)将步骤(8)退火之后的双层卷材由分切机分成单层，然后按照所需要求的大小进行切割。所述的锂电池用8021软包铝箔的生产方法，步骤(1)a所述熔炼炉内的精炼及步骤(1)b所述静置炉内的精炼，均是采用氮氯混合气体进行精炼作业。所述的锂电池用8021软包铝箔的生产方法，步骤(1)a所述熔炼炉内的精炼为采用氮氯混合气体进行精炼作业、精炼时间为25～35min；步骤(1)b所述静置炉内的精炼为采用氮氯混合气体进行精炼作业、精炼时间为30～50min。所述的锂电池用8021软包铝箔的生产方法，步骤(1)c所述铸造过程中的温度为690～720℃、总时间为1.5～2.0小时；其中一级过滤装置的过滤板精度为50PPi；一级过滤之后采用高纯氩气对铝液进行在线除气，在线除气石墨转子的转速≥450r/min，在线除气之后氢含量≤0.11ml/100g(Al)；在线除气之后导入二级过滤及三级过滤，所述二级过滤的过滤板精度为60PPi，所述三级过滤采用的装置为22管管式过滤装置。所述的锂电池用8021软包铝箔的生产方法，步骤(3)所述的均热化处理为加热炉内温度在12～14小时内升温至600～630℃，将铸锭金属温度控制为565～575℃、并在该温度下保温8～12小时，保温完成后在2～4小时内将铸锭金属温度降至490～510℃，在该温度下出炉。所述的锂电池用8021软包铝箔的生产方法，步骤(4)所述热轧采用1+1热连轧机进行热粗轧和热精轧，所述的热粗轧在490～510℃条件下开坯，粗轧11～13个道次可逆式轧制，每个道次轧制厚度为25-40mm，粗轧终轧厚度在23-25mm之间；然后进行热精轧，经过3个道次轧制，将铸锭轧制厚度为2～4mm；热精轧之后的终轧温度为320-350℃；所述的热粗轧及热精轧所用乳液的压力均为0.35-0.45Mpa，热粗轧时乳液温度为60-65℃、质量浓度为4.0-5.0％；热精轧时乳液温度为62-67℃、质量浓度为4.5-5.5％。所述的锂电池用8021软包铝箔的生产方法，步骤(5)所述的冷轧为采用2个道次进行轧制至卷材的厚度为1.0～1.2mm；然后采用氮气保护炉进行中间退火，退火时炉膛温度为460～500℃，金属温度达到300～340℃时保温4小时直接出炉空冷；退火完成后继续冷轧3个道次将卷材轧至厚度为0.2～0.4mm，完成冷轧。所述的锂电池用8021软包铝箔的生产方法，步骤(6)所述的箔轧为将冷轧之后的卷材转至箔轧，进行3个道次的轧制，得到厚度为0.05～0.07mm的单层卷材。所述的锂电池用8021软包铝箔的生产方法，步骤(7)所述喷油合卷所使用的喷油为粘度≤1.5％的双合油。所述的锂电池用8021软包铝箔的生产方法，步骤(8)所述的完全退火条件为采用氮气为保护气进行完全退火，退火条件为炉气温度为460～500℃，金属温度达到300～340℃时保温4小时，然后出炉空冷。与现有技术相比，本专利技术具有以下积极有益效果：(1)本专利技术所述的熔铸过程中采用高效、便捷的除气除渣方法，才铸造过程中同时进行除气及三级过滤，有效降低了铝液中氢的含量、完全除去了氧化渣且控制铝内杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池用8021软包铝箔，其特征在于，所述铝箔中各元素的质量百分比如下：Si＜0.10％，Fe＝1.4～1.5％，Cu＜0.05％，Mn＜0.05％，Mg＜0.05％，Cr＜0.05％，Zn＜0.05％，Ti＝0.02～0.03％，其余为Al。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池用8021软包铝箔，其特征在于，所述铝箔中各元素的质量百分比如下：Si＜0.10％，Fe＝1.4～1.5％，Cu＜0.05％，Mn＜0.05％，Mg＜0.05％，Cr＜0.05％，Zn＜0.05％，Ti＝0.02～0.03％，其余为Al。2.一种权利要求1所述锂电池用8021软包铝箔的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)熔炼、铸造工艺：a.按照上述比例在熔炼炉中加入铝锭以及含Fe质量含量为75％的添加剂，在720～760℃条件下进行熔炼，熔炼4.5～5.5小时之后进行精炼，精炼完成后继续熔炼0.5～1小时，完成熔炼炉内的熔炼；b.将步骤a熔炼完成之后的铝液送入静置炉中进行精炼，精炼完成后除去浮渣，静置20～40min即完成静置炉内的熔炼；静置炉内熔炼过程中炉内的温度为720～750℃；c.对步骤b经过静置炉熔炼之后的铝液进行铸造：所述的铸造包括以下步骤：铝液经静置炉导炉进入一级过滤装置，一级过滤完成后经一级过滤导入在线除气装置，在线除气后导入二级过滤及三级过滤，过滤除去的铝渣直径≤0.005mm；(2)铣面：对步骤(1)得到的铸锭进行铣面：大面单侧铣面量≥20mm，小面单侧铣面量≥10mm，铸锭两边厚度差≤3mm；(3)均热化处理：对步骤(2)铣面之后的铸锭进行均热化处理；(4)热轧：对经过步骤(3)均热化处理之后的铝合金铸锭进行热轧，并使用乳化液进行润滑和冷却得到铝合金卷材；(5)冷轧：对步骤(4)热轧之后的铝合金卷材进行冷轧开坯，冷轧至1.0～1.2mm时进行中间退火，退火后继续进行冷轧轧至厚度为0.2～0.4mm，完成冷轧；(6)箔轧：将步骤(5)冷轧完成后的铝合金卷材转至箔轧工序，通过箔轧得到厚度为0.05～0.07mm的单层铝合金卷材；(7)合卷：将步骤(6)得到的单层卷材进行分卷(即在一个大卷中间断开，将一个大卷分为两个小卷)，分卷之后进行合卷作业(对两个小卷进行双合轧制)，由合卷机进行在线喷油合卷，合卷完毕后双层卷材的厚度为0.10～0.14mm；(8)将步骤(7)得到的厚度为0.10～0.14mm的双层卷材经铝箔轧机1个道次轧制至厚度为0.06～0.10mm的双层铝箔卷材，然后进行完全退火至O状态；(9)将步骤(8)退火之后的双层卷材由分切机分成单层，然后按照所需要求的大小进行切割。3.根据权利要求2所述的锂电池用8021软包铝箔的生产方法，其特征在于，步骤(1)a所述熔炼炉内的精炼为采用氮氯混合气体进行精炼作业、精炼时间为25～35min；步骤(1)b所述静置炉内的精炼为采用氮氯混合气体进行精炼作业、精...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国锋，何延武，李发辉，
申请(专利权)人：河南明泰铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41