一种锂离子电池用高强度铝箔的制备方法技术

一种锂离子电池用高强度铝箔的制备方法，先将电解铝液和铝锭熔炼成铝熔体并直接铸轧成6.95mm厚铸轧卷，再通过冷轧→纵剪切边→低温中间退火→箔轧→成品分切→检查包装工艺制备出锂离子电池用高强度铝箔，将铝熔体直接制备铸轧卷，大大缩短了工艺流程，低温中间退火减少了退火炉的电耗，制备出的锂离子电池用高强度铝箔其抗拉强度≥175Mpa，表面润湿张力≥32达因值。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用高强度铝箔的制备方法
本专利技术属于铝箔加工
，尤其是一种锂离子电池用高强度铝箔的制备方法。
技术介绍
通常意义上把铝或铝合金带卷经轧制后形成的厚度小于或等于0.2mm的铝带材称之为铝箔。铝箔因其质量轻、密闭性好、包覆性好、环保等特点，广泛应用于包装、电器、散热器和建筑等国民经济各领域。锂离子电池用铝箔目前使用较多的是1060、1070等合金，常用厚度在12～25μm并以H18状态交货，以1070合金制备锂离子电池用铝箔为例其常规工艺流程是：熔炼→铸轧→冷轧→纵剪切边→高温中间退火→箔轧→成品分切→检查包装，该常规工艺制备的铝箔其抗拉强度只能达到160Mpa左右，由于其材料较软且在成品轧制力较小时其铝箔表面带油量较大，表面润湿张力一般只能保持在31达因值内。而客户对锂离子电池用铝箔的要求不仅是具有高的导电率，还要求有很高的机械性能，尤其是对抗拉强度的要求很高，通常抗拉强度要求≥175Mpa且以≥200Mpa为最佳，表面润湿张力≥32达因值，因此改变1070合金中的某些组分并改变常规工艺是提高锂离子电池用铝箔的重要研究课题。1070合金生产锂离子电池用铝箔的常规工艺中各工序简述如下：一、熔炼：将含量99.7％以上的铝锭放入熔炼炉内进行熔炼，熔炼炉温控制在750±5℃范围内，氢含量控制在0.13ml/100g·Al以下，采用旋转吹气法进行在线除气并经三级过虑以保证熔体质量，熔体的化学成分经检测应符合国标GB/T3190-2008中1070合金之要求。1070合金的化学成分构成见下表：二、铸轧：铸轧时采用旋转吹气法进行在线除气，过滤采用30PPi+50PPi双级过滤，变质剂采用Al-5Ti-0.2B丝并严格控制变质剂加入量。铸轧厚度控制在7.0±0.1mm，为后续轧制工序分配合理的轧制道次及安排适当的退火厚度做准备。三、冷轧：经多道次冷轧将7.0±0.1mm轧制到1.0～2.0mm厚度之间，然后高温退火，冷却后继续冷轧到切边厚度时转纵剪切边。四、纵剪切边：纵剪切边时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊，确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤，端面不允许有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，中间切边错层必须小于2mm，塔形小于5mm。五、高温中间退火：高温中间退火的工艺是：在560～580℃条件下保温20～25小时。六、箔轧：经过数个道次轧制到精轧道次，铝箔表面不允许有残留油污；表面不允许有通长或间断性擦伤、划伤、周期行印痕、亮条及亮带、隐条、白条等任何影响使用的表面缺陷。七、成品分切：分切时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊；确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤。分切的铝卷放在地板必须垫上一块大纸板，不允许直接落地。分切时不允许有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，分切错层必须小于0.5mm。分切后的小卷端面必须干净、整洁；分切好的小卷批号和规格必须用记号笔写在铝卷的表面。八、检查和包装；成品检查时主要检查铝箔厚度、宽度不得超过公差范围，端面不得有毛刺、翻边，撞伤，错层不得超过0.5mm。套筒规格、材质必须符合客户要求，套筒两边伸出铝箔端面各为5mm。要求做到抗拉强度达到160Mpa左右，表面润湿张力达尽量保持在31达因值内，合格后按照锂离子电池用铝箔的包装要求包装。1070合金制备锂离子电池用铝箔因其对材料的化学成分、表面及板型质量，以及材料的内部晶粒组织都有着较为严格的要求，故其生产难度较大，成品率极低。再加上国内传统铝箔加工企业更多的注重量的突破，所生产的产品也多数以家庭用铝箔、电缆包覆用铝箔等低附加值产品诸位，而对部分高端技术产品的研发缺乏投入，因此，近两年以来，有关锂电池用铝箔的研发工作几乎处于停滞状态，锂电池用铝箔的产能也未见明显增长。综上，有关锂离子电池用铝箔的制备研发过程几乎处于停滞状态，也未见到相关报道。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种锂离子电池用高强度铝箔的制备方法，先将电解铝液和铝锭熔炼成铝熔体并直接铸轧成6.95mm厚铸轧卷，再通过冷轧、低温中间退火以及箔轧等技术参数的合理设置，从而实现铝熔体直接制备出铸轧卷，大大缩短了工艺流程，减少了退火炉的电耗，制备出的锂离子电池用高强度铝箔其抗拉强度≥175Mpa，表面润湿张力≥32达因值。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种锂离子电池用高强度铝箔的制备方法，该制备方法先将电解铝液和铝锭熔炼成铝熔体并直接铸轧成6.95mm厚铸轧卷，然后经过冷轧→纵剪切边→低温中间退火→箔轧→成品分切→检查包装工艺制备出锂离子电池用高强度铝箔，其中纵剪切边、成品分切和检查包装按常规工艺进行，其特征是：1)将电解铝液和铝锭熔炼成铝熔体并直接铸轧成6.95mm厚铸轧卷：将50％重量份的电解铝液和50％重量份且铝含量≥99.7％的铝锭一同放入熔炼炉中进行熔炼制备出铝熔体，熔炼炉温控制在750±5℃范围内，熔炼时铝熔体的化学成分经检测应符合下表要求，并要求进行除气、除渣干净且充分搅拌均匀以保证铝熔体的质量。将熔炼炉熔炼出的铝熔体直接进行铸轧，铝熔体的铸轧温度控制在680～710℃，通过铸轧机将铝熔体铸轧成6.95mm厚铸轧卷，铸轧速度控制在690～710mm/min，铸轧时要求铸轧卷端面不得有错层、缺铝、冷边现象，铸轧机导路中的导辊不能有伤而造成铸轧卷表面划伤、擦伤，铸轧后的铸轧卷必须放在托盘上面，不允许直接放在地面上；2)冷轧：将6.95mm厚铸轧卷冷轧成0.38～0.45mm厚冷轧卷，0.38～0.45mm厚冷轧卷的各冷轧道次轧制过程是：6.95mm→3.5～4.0mm→1.9～2.2mm→1.2～1.5mm→冷却24h→0.6～0.9mm→0.38～0.45mm，要求冷轧开坯时必须更换工作辊并清擦导路中的每一个辊子，各道次冷轧时铝卷表面不允许有亮条、亮带及色差，表面吹扫一定要干净，不允许有残留油污，冷轧速度按常规技术要求执行；3)低温中间退火：将0.38～0.45mm厚冷轧卷进行低温中间退火，低温中间退火在240～280℃条件下保温4～6小时，退火时要求用耐高温铝箔胶带对0.38～0.45mm厚冷轧卷封口，以确保其不能松层后方可上料架装炉退火，退火出炉后不能下料架且完全冷透后才能进行箔轧；4)箔轧：将经过低温中间退火的0.38～0.45mm厚冷轧卷箔轧成0.012～0.016mm厚铝箔卷，0.012～0.016mm厚铝箔卷的各箔轧道次轧制过程是：0.38～0.45mm→0.18～0.21mm→0.09～0.12mm→0.048～0.062mm→0.022～0.031mm→0.012～0.016mm，要求箔轧时必须更换工作辊并清擦导路中的每一个辊子，轧制油必须干净，至0.015mm厚铝箔卷时须对其表面吹扫干净且不允许有残留油污，箔轧速度按常规技术要求执行；经箔轧后的0.012～0.016mm厚铝箔，经检测其抗拉强度≥175Mpa，表面润湿张力≥32达因值。由于采用如上所述技术方案，本专利技术产生如下积极效果：1、本专利技术熔炼时采用50％重量份的电解铝液和50％重量份且铝含量≥99.7％的铝锭一同放入熔炼炉中进行熔炼，利用高温电解铝液的成分特点为铝熔体的化学成分提供调整空间，同时通过高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池用高强度铝箔的制备方法，该制备方法先将电解铝液和铝锭熔炼成铝熔体并直接铸轧成6.95mm厚铸轧卷，然后经过冷轧→纵剪切边→低温中间退火→箔轧→成品分切→检查包装工艺制备出锂离子电池用高强度铝箔，其中纵剪切边、成品分切和检查包装按常规工艺进行，其特征是：1)将电解铝液和铝锭熔炼成铝熔体并直接铸轧成6.95mm厚铸轧卷：将50％重量份的电解铝液和50％重量份且铝含量≥99.7％的铝锭一同放入熔炼炉中进行熔炼制备出铝熔体，熔炼炉温控制在750±5℃范围内，熔炼时铝熔体的化学成分经检测应符合下表要求，并要求进行除气、除渣干净且充分搅拌均匀以保证铝熔体的质量。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用高强度铝箔的制备方法，该制备方法先将电解铝液和铝锭熔炼成铝熔体并直接铸轧成6.95mm厚铸轧卷，然后经过冷轧→纵剪切边→低温中间退火→箔轧→成品分切→检查包装工艺制备出锂离子电池用高强度铝箔，其中纵剪切边、成品分切和检查包装按常规工艺进行，其特征是：1)将电解铝液和铝锭熔炼成铝熔体并直接铸轧成6.95mm厚铸轧卷：将50％重量份的电解铝液和50％重量份且铝含量≥99.7％的铝锭一同放入熔炼炉中进行熔炼制备出铝熔体，熔炼炉温控制在750±5℃范围内，熔炼时铝熔体的化学成分经检测应符合下表要求，并要求进行除气、除渣干净且充分搅拌均匀以保证铝熔体的质量。将熔炼炉熔炼出的铝熔体直接进行铸轧，铝熔体的铸轧温度控制在680～710℃，通过铸轧机将铝熔体铸轧成6.95mm厚铸轧卷，铸轧速度控制在690～710mm/min，铸轧时要求铸轧卷端面不得有错层、缺铝、冷边现象，铸轧机导路中的导辊不能有伤而造成铸轧卷表面划伤、擦伤，铸轧后的铸轧卷必须放在托盘上面，不允许直接放在地面上；2)冷轧：将6.95mm厚铸轧卷冷轧成0.38～0.45mm厚冷轧卷，0.38～0.45mm厚冷轧卷的各冷轧道次轧制过程是：6.95mm→3.5～4.0mm→1.9～2.2mm→1.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩成艺，张安乐，程远鹏，
申请(专利权)人：洛阳龙鼎铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41