1070A合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔生產工藝的製作方法
2023-05-14 21:30:16 3
本發明屬於鋁合金材料技術領域,特別涉及一種1070a合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔生產工藝。
背景技術:
隨著新能源汽車及助力車的不斷發展,對電池性能要求的不斷提高,作為正極材料中的鋁箔,鋁純度對鋰離子電池的壽命、一致性和倍率放電性能等都有一定的影響;在保證鋁純度的前提下,提高抗拉強度及延伸率也能增加電池的倍率放電性能,目前國內1070a合金的電池鋁箔抗拉強度普遍在170~220mpa之間,延伸率在1.5~2.5%之間,抗拉強度和延伸率不高。
技術實現要素:
本發明為解決現存問題提供了一種1070a合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔生產工藝,其技術方案是:
1070a合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔生產工藝,所述鋰電池用鋁箔的成分及其質量百分比為:fe:≤0.2%;si:≤0.1%;cu:≤0.1%;mn:≤0.05%;mg:≤0.03%;zn:≤0.03%;ti:≤0.04%;al:≥99.70,餘量為不可避免的雜質。
優選地,所述鋰電池用鋁箔的成分及其質量百分比為:fe:0.11%;si:0.06%;cu:0.04%;mn:0.02%;mg:0.01%;zn:0.025%;ti:0.022%;al:≥99.70,餘量為不可避免的雜質。
優選地,所述鋰電池用鋁箔的成分及其質量百分比為:fe:0.15%;si:0.05%;cu:0.03%;mn:0.012%;mg:0.01%;zn:0.019%;ti:0.018%;al:≥99.70,餘量為不可避免的雜質。
如上述所述的1070a合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔生產工藝,其特徵在於,所述生產工藝包括如下步驟:
(1)熔煉、鑄軋:將所述的成分及其質量百分比的原料及電解鋁水加熱熔煉成生產1070a合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔的鋁合金熔體;然後依次進行精煉、過濾處理;再將過濾後的鋁合金熔體連續鑄軋成6.8±0.2mm的坯料;
(2)冷軋:將坯料進行軋制,坯料厚度由6.8mm軋制到坯料厚度為0.18mm;
(3)鋁箔軋制:將冷軋厚度為0.18mm的鋁箔精軋成厚度為0.012~0.02mm的鋁箔卷,將鋁箔卷分切,即可得成品鋰電池用鋁箔;
優選地,所述步驟(1)熔煉時,冷料與鋁水加入比例為5:5,液體精煉處理的時間為15~25min,熔煉爐精煉溫度740±10℃,保溫爐精煉時間3~4h/次;過濾採用管式過濾箱過濾,過濾箱溫度控制在715±10℃,過濾管等級為raa,可以除去的顆粒大小為100um。
優選地,所述步驟(2)冷軋軋制時,工序為:第一道次由6.8mm壓至3.6mm,第二道次由3.6mm壓至2mm,第三道次由2mm壓至1.2mm,進行中切,第四道次由1.2mm壓至0.78mm;第五道次由0.78mm壓至0.53mm,進行成品切邊後,冷卻12小時,第六道次由0.53mm壓至0.35mm,第七道次由0.35mm壓至0.23mm,第八道次由0.23mm壓至0.18mm。
優選地,所述步驟(3)鋁箔軋制時,工序為:
當生產0.02mm厚度的鋁箔時,第一道次由0.18mm壓至0.075mm,第二道次由0.075mm壓至0.032mm,切邊,第三道次由0.032mm壓至0.02mm;
當生產0.015mm~<0.02mm厚度的鋁箔時,第一道次由0.18mm壓至0.075mm,第二道次由0.075mm壓至0.032mm,第三道次由0.032mm壓至0.02mm;切邊,第四道次由0.02mm壓至0.015mm~<0.02mm;
當生產0.012mm~<0.015mm厚度的鋁箔時,第一道次由0.18mm壓至0.075mm,第二道次由0.075mm壓至0.032mm,第三道次由0.032mm壓至0.017mm;切邊,第四道次由0.017mm壓至0.012mm~<0.015mm。
本發明的有益效果為:
1.採新改進後的1070a合金,合金配比為合理,有利於提高產品的機械性能指標。2.採用高純度電解鋁液進行生產,鋁液純度達到99.70%以上,提高了產品的內在質量。
3.採用新型管式過濾箱進行鑄軋工序的生產,進一步提高產品熔體質量。
4.改進了高強度鋁箔產品的軋制工藝,有效的提高了產品的生產效率。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白,下面結合具體實施例對本發明作進一步描述。
實施例1
1070a合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔生產工藝,所述鋰電池用鋁箔的成分及其質量百分比為:fe:0.11%;si:0.06%;cu:0.04%;mn:0.02%;mg:0.01%;zn:0.025%;ti:0.022%;al:≥99.70,餘量為不可避免的雜質。
如上述所述的1070a合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔生產工藝,其特徵在於,所述生產工藝包括如下步驟:
(1)熔煉、鑄軋:將所述的成分及其質量百分比的原料及電解鋁水加熱熔煉成生產1070a合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔的鋁合金熔體;然後依次進行精煉、過濾處理;再將過濾後的鋁合金熔體連續鑄軋成6.8±0.2mm的坯料;
(2)冷軋:將坯料進行軋制,坯料厚度由6.8mm軋制到坯料厚度為0.18mm;
(3)鋁箔軋制:將冷軋厚度為0.18mm的鋁箔精軋成厚度為0.012~0.02mm的鋁箔卷,將鋁箔卷分切,即可得成品鋰電池用鋁箔;
優選地,所述步驟(1)熔煉時,冷料與鋁水加入比例為5:5,液體精煉處理的時間為15min,熔煉爐精煉溫度740±10℃,保溫爐精煉時間3.5h/次;過濾採用管式過濾箱過濾,過濾箱溫度控制在715±10℃,過濾管等級為raa,可以除去的顆粒大小為100um。
優選地,所述步驟(2)冷軋軋制時,工序為:第一道次由6.8mm壓至3.6mm,第二道次由3.6mm壓至2mm,第三道次由2mm壓至1.2mm,進行中切,第四道次由1.2mm壓至0.78mm;第五道次由0.78mm壓至0.53mm,進行成品切邊後,冷卻12小時,第六道次由0.53mm壓至0.35mm,第七道次由0.35mm壓至0.23mm,第八道次由0.23mm壓至0.18mm。
優選地,所述步驟(3)鋁箔軋制時,工序為:
當生產0.02mm厚度的鋁箔時,第一道次由0.18mm壓至0.075mm,第二道次由0.075mm壓至0.032mm,切邊,第三道次由0.032mm壓至0.02mm;
當生產0.015mm~<0.02mm厚度的鋁箔時,第一道次由0.18mm壓至0.075mm,第二道次由0.075mm壓至0.032mm,第三道次由0.032mm壓至0.02mm;切邊,第四道次由0.02mm壓至0.015mm~<0.02mm;
當生產0.012mm~<0.015mm厚度的鋁箔時,第一道次由0.18mm壓至0.075mm,第二道次由0.075mm壓至0.032mm,第三道次由0.032mm壓至0.017mm;切邊,第四道次由0.017mm壓至0.012mm~<0.015mm。
本實施例檢測結果:0.02mm厚度的鋁箔,抗拉強度為238mpa,比國內同類產品≥170好,延伸率為4.5%,比國內同類產品≥2.5好。
0.015mm~<0.02mm厚度的鋁箔,抗拉強度為243mpa,比國內同類產品≥180好,延伸率為3.8%,比國內同類產品≥2.0好。
0.012mm~<0.015mm厚度的鋁箔,抗拉強度為266mpa,比國內同類產品≥190好,延伸率為2.9%,比國內同類產品≥1.5好。
實施例2
1070a合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔,所述鋰電池用鋁箔的成分及其質量百分比為:fe:0.15%;si:0.05%;cu:0.03%;mn:0.012%;mg:0.01%;zn:0.019%;ti:0.018%;al:≥99.70,餘量為不可避免的雜質。
如上述所述的1070a合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔生產工藝,其特徵在於,所述生產工藝包括如下步驟:
(1)熔煉、鑄軋:將所述的成分及其質量百分比的原料及電解鋁水加熱熔煉成生產1070a合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔的鋁合金熔體;然後依次進行精煉、過濾處理;再將過濾後的鋁合金熔體連續鑄軋成6.8±0.2mm的坯料;
(2)冷軋:將坯料進行軋制,坯料厚度由6.8mm軋制到坯料厚度為0.18mm;
(3)鋁箔軋制:將冷軋厚度為0.18mm的鋁箔精軋成厚度為0.012~0.02mm的鋁箔卷,將鋁箔卷分切,即可得成品鋰電池用鋁箔;
優選地,所述步驟(1)熔煉時,冷料與鋁水加入比例為5:5,液體精煉處理的時間為25min,熔煉爐精煉溫度740±10℃,保溫爐精煉時間4h/次;過濾採用管式過濾箱過濾,過濾箱溫度控制在715±10℃,過濾管等級為raa,可以除去的顆粒大小為100um。
優選地,所述步驟(2)冷軋軋制時,工序為:第一道次由6.8mm壓至3.6mm,第二道次由3.6mm壓至2mm,第三道次由2mm壓至1.2mm,進行中切,第四道次由1.2mm壓至0.78mm;第五道次由0.78mm壓至0.53mm,進行成品切邊後,冷卻12小時,第六道次由0.53mm壓至0.35mm,第七道次由0.35mm壓至0.23mm,第八道次由0.23mm壓至0.18mm。
優選地,所述步驟(3)鋁箔軋制時,工序為:
當生產0.02mm厚度的鋁箔時,第一道次由0.18mm壓至0.075mm,第二道次由0.075mm壓至0.032mm,切邊,第三道次由0.032mm壓至0.02mm;
當生產0.015mm~<0.02mm厚度的鋁箔時,第一道次由0.18mm壓至0.075mm,第二道次由0.075mm壓至0.032mm,第三道次由0.032mm壓至0.02mm;切邊,第四道次由0.02mm壓至0.015mm~<0.02mm;
當生產0.012mm~<0.015mm厚度的鋁箔時,第一道次由0.18mm壓至0.075mm,第二道次由0.075mm壓至0.032mm,第三道次由0.032mm壓至0.017mm;切邊,第四道次由0.017mm壓至0.012mm~<0.015mm。
本實施例檢測結果:0.02mm厚度的鋁箔,抗拉強度為241mpa,比國內同類產品≥170好,延伸率為4.2%,比國內同類產品≥2.5好。
0.015mm~<0.02mm厚度的鋁箔,抗拉強度為242mpa,比國內同類產品≥180好,延伸率為3.6%,比國內同類產品≥2.0好。
0.012mm~<0.015mm厚度的鋁箔,抗拉強度為259mpa,比國內同類產品≥190好,延伸率為2.7%,比國內同類產品≥1.5好。
實施例3
1070a合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔,所述鋰電池用鋁箔的成分及其質量百分比為:fe:0.08%;si:0.18%;cu:0.04%;mn:0.01%;mg:0.01%;zn:0.02%;ti:0.02%;al:≥99.70,餘量為不可避免的雜質。
如上述所述的1070a合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔生產工藝,其特徵在於,所述生產工藝包括如下步驟:
(1)熔煉、鑄軋:將所述的成分及其質量百分比的原料及電解鋁水加熱熔煉成生產1070a合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔的鋁合金熔體;然後依次進行精煉、過濾處理;再將過濾後的鋁合金熔體連續鑄軋成6.8±0.2mm的坯料;
(2)冷軋:將坯料進行軋制,坯料厚度由6.8mm軋制到坯料厚度為0.18mm;
(3)鋁箔軋制:將冷軋厚度為0.18mm的鋁箔精軋成厚度為0.012~0.02mm的鋁箔卷,將鋁箔卷分切,即可得成品鋰電池用鋁箔;
優選地,所述步驟(1)熔煉時,冷料與鋁水加入比例為5:5,液體精煉處理的時間為20min,熔煉爐精煉溫度740±10℃,保溫爐精煉時間3h/次;過濾採用管式過濾箱過濾,過濾箱溫度控制在715±10℃,過濾管等級為raa,可以除去的顆粒大小為100um。
優選地,所述步驟(2)冷軋軋制時,工序為:第一道次由6.8mm壓至3.6mm,第二道次由3.6mm壓至2mm,第三道次由2mm壓至1.2mm,進行中切,第四道次由1.2mm壓至0.78mm;第五道次由0.78mm壓至0.53mm,進行成品切邊後,冷卻12小時,第六道次由0.53mm壓至0.35mm,第七道次由0.35mm壓至0.23mm,第八道次由0.23mm壓至0.18mm。
優選地,所述步驟(3)鋁箔軋制時,工序為:
當生產0.02mm厚度的鋁箔時,第一道次由0.18mm壓至0.075mm,第二道次由0.075mm壓至0.032mm,切邊,第三道次由0.032mm壓至0.02mm;
當生產0.015mm~<0.02mm厚度的鋁箔時,第一道次由0.18mm壓至0.075mm,第二道次由0.075mm壓至0.032mm,第三道次由0.032mm壓至0.02mm;切邊,第四道次由0.02mm壓至0.015mm~<0.02mm;
當生產0.012mm~<0.015mm厚度的鋁箔時,第一道次由0.18mm壓至0.075mm,第二道次由0.075mm壓至0.032mm,第三道次由0.032mm壓至0.017mm;切邊,第四道次由0.017mm壓至0.012mm~<0.015mm。
本實施例檢測結果:
0.02mm厚度的鋁箔,抗拉強度為233mpa,比國內同類產品≥170好,延伸率為4.6%,比國內同類產品≥2.5好。
0.015mm~<0.02mm厚度的鋁箔,抗拉強度為247mpa,比國內同類產品≥180好,延伸率為3.7%,比國內同類產品≥2.0好。
0.012mm~<0.015mm厚度的鋁箔,抗拉強度為256mpa,比國內同類產品≥190好,延伸率為2.8%,比國內同類產品≥1.5好。
綜上所述,本製備方法生產的1070a合金超高強度及高延伸率的鋰電池用鋁箔,產品機械性性能達到國際先進水平,遠遠超過目前國內的同類產品,可以滿足客戶的使用要求。
以上所述僅為本發明的具體實施方式而已,並不用於限制本發明,對於本領域的技術人員來說,本發明可以有各種更改和變化;凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護範圍之內。