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 1
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。