一种1070高性能锂离子电池用铝箔及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种1070高性能锂离子电池用铝箔，属于锂离子电池用铝箔技术领域。铝箔包括以下质量百分比的成分：Si：0.01％‑0.2％、Fe：0.01％‑0.25％、Cu：0.02％‑0.05％、Mn：0.01％‑0.03％、Mg：0.001％‑0.03％、Zn：0.001％‑0.05％、V：0.001％‑0.05％、Ti：0.01％‑0.03％，其他单个杂质元素≤0.03％，余量的铝。1070高性能锂离子电池用铝箔的制备方法，包括：配料‑熔炼‑过滤‑铸轧‑冷轧‑箔轧‑分切‑包装。采用上述方法制备的1070高性能锂离子电池用铝箔的抗拉强度≥210MPa，延伸率≥2.5％。因此，采用本发明专利技术所述的1070高性能锂离子电池用铝箔及其制备方法，能够解决现有的1070铝合金强度和延伸率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种1070高性能锂离子电池用铝箔及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池用铝箔
，尤其涉及一种1070高性能锂离子电池用铝箔及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池由于工作电压高、质量轻、比能量大、循环寿命长、安全、无记忆效应和对环境无污染等方面的优势，近年来发展迅速，成为移动通讯、笔记本电脑、数码产品的理想电源。随着人们节能环保和绿色经济的呼声不断提高，尤其是新能源汽车的快速提升，锂离子电池也在汽车动力电池和大型储能电池方面扮演着越来越重要的角色。锂离子电池正向更高效、价廉、安全、环保的方向改进和发展。在锂离子电池中，一般正极采用的集流体为铝箔，即锂离子电池用铝箔。锂离子电池的特性决定了锂离子电池用铝箔产品需要具有导电性能高、强度高、延伸率高、表面质量好、板形好等指标，其要求远远高于其他铝箔产品。锂离子电池是日常使用的消费性电子产品，使用范围广、需求量大，而且随着国内外电子行业和以新能源汽车为主的动力电池箔的迅速发展，锂离子电池用铝箔的用量将逐年迅猛增加，预计在今后几年内，将以每年20％左右的速度增长(增长部分以动力电池为主)。在锂离子电池需求量不断提高的同时，其综合性能的要求也越来越高，越来越严格，除了正/负极材料、隔膜、电解液及电池设计等方面外，锂离子电池用铝箔的质量及各方面性能指标也逐步提高，未来发展两个趋势——减薄和高力学性能(高强度、高延伸率)将是锂离子电池用铝箔的
研究的主导方向。现有的1070铝合金的纯度过高，合金元素含量偏低，铝合金的晶粒粗大，铝合金的强度一般为150-180MPa，不能满足对铝箔高强度的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种1070高性能锂离子电池用铝箔，解决现有的1070铝合金强度和延伸率低的问题。本专利技术的另一个目的是提供一种1070高性能锂离子电池用铝箔的制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种1070高性能锂离子电池用铝箔，包括以下质量百分比的成分：Si：0.01％-0.2％、Fe：0.01％-0.25％、Cu：0.02％-0.05％、Mn：0.01％-0.03％、Mg：0.001％-0.03％、Zn：0.001％-0.05％、V：0.001％-0.05％、Ti：0.01％-0.03％，其他单个杂质元素≤0.03％，余量的铝；并且铝的质量百分比≥99.7％。优选的，所述Ti和B为Al-Ti中间合金和Al-Ti-B丝，Al-Ti-B丝中Ti的质量百分比为4.5％-5.5％，B的质量百分比为0.8％-1.2％。上述1070高性能锂离子电池用铝箔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、配料，根据成分设计称取相应的原料；S2、熔炼，将备好的原料放入熔炼炉中进行熔炼，待原料熔化完全后对铝合金液进行精炼；熔炼时将Al-Ti中间合金加入熔炼炉中；S3、过滤，采用管式过滤箱+陶瓷过滤片的方式进行双重过滤，过滤温度为710-730℃；S4、铸轧，过滤后的铝合金液经流槽注入铸轧机中进行连续铸轧得到7.0-8.0mm的铸轧板；S5、冷轧，将铸轧板进行冷轧，冷轧后成品厚度为0.26-0.36mm的冷轧板；在板材厚度为3.0-4.0mm时进行均匀化退火，均匀化退火的温度为500-580℃，保温时间为20-25h；S6、箔轧，将冷轧板经过粗轧、中轧和精轧后获得厚度为0.01-0.015mm的箔材；S7、分切，将箔材放入分切机进行分切，分切过程中铝箔经过针孔检测仪；S8、包装、入库。优选的，所述步骤S1中，原料中包括质量百分比不高于15％的该1070铝合金的废料，其余铝为纯铝锭。优选的，所述步骤S2中，熔炼时氢含量≤0.12ml/100Al，精炼温度≥730℃，精炼时间≥30min，精炼频次3-4h/次。优选的，所述步骤S3中，在除气、过滤之前将Al-Ti-B丝加入到铸轧机前的流槽内。优选的，所述步骤S4中，铸轧速度为900-1100mm/min，铸轧区长度为55-70mm，获得的铸轧板的同板差≤0.03mm，纵向板差≤0.12mm，中凸度0-0.03mm。优选的，所述步骤S5中，冷轧的压下道次分别为(7.0-8.0)mm-(3.0-4.0)mm-(2.0-2.5)mm-(1.0-1.3)mm-(0.5-0.8)mm-(0.26-0.36)mm；均匀化退火保温到时后，开1/2炉门冷却，待炉气温度降低到300±20℃工件出炉自然冷却，退火过程中及退火后工件均采用悬空放置。优选的，所述步骤S6中，箔轧的压下道次分别为(0.26-0.36)mm-(0.12-0.18)mm-(0.07-0.09)mm-(0.035-0.045)mm-(0.016-0.025)mm-(0.01-0.015)mm。优选的，所述步骤S7中，精切过程中对铝箔的表面进行电晕处理。本专利技术所述的一种1070高性能锂离子电池用铝箔及其制备方法的有益效果是：1、本专利技术在铝合金中添加了Cu和Mn元素，Cu元素主要以固溶状态存在，对铝合金的强度提高有贡献，对晶粒再结晶也有影响。Mn元素的存在可以与Fe形成化合相，从而降低Fe元素的有害作用，同时可以提高铝合金再结晶温度，对改善铝合金的强度和塑性能起到有效的作用。2、铸轧时，采用管式过滤箱+陶瓷过滤片的方式进行双重过滤，采用双重过滤可以提高铝液的纯净度，降低铸轧板中针孔、气道和夹渣等缺陷率。3、在冷轧过程中，板材厚度为3.0-4.0mm时进行均匀化退火，对铝合金板材进行均匀化退火可以消除铸轧坯料由于冷却速度快而形成的组织成分不均匀，以及改善化合物的形态，使铝合金组织和成分更加均匀，从而有效改善最终产品铝箔产品质量。4、熔炼时，在铝合金中加入Al-Ti中间合金；铸轧前，在流槽中加入Al-Ti-B丝，通过Ti和B对铝合金进行变质处理，可以有效的降低铝合金的晶粒度，获得晶粒细小均匀的铸轧板。下面通过实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。具体实施方式1070铝合金：指按照国家标准GB/T3190-2008中的要求，对应合金牌号为1070的铝合金品种，其中铝含量不小于99.70％。锂离子电池用铝箔：即适用于锂离子电池集流体用铝箔产品，主要应用于手机、平板、笔记本电脑等数码电子产品用电池、新能源汽车电瓶用动力电池，以及大型储能电池等领域。一种1070高性能锂离子电池用铝箔，包括以下质量百分比的成分：Si：0.01％-0.2％、Fe：0.01％-0.25％、Cu：0.02％-0.05％、Mn：0.01％-0.03％、Mg：0.001％-0.03％、Zn：0.001％-0.05％、V：0.001％-0.05％、Ti：0.01％-0.03％，其他单个杂质元素≤0.03％，余量的铝；并且铝的质量百分比≥99.7％。Ti和B为Al-Ti中间合金和Al-Ti-B丝，Al-Ti-B丝中Ti的质量百分比为4.5％-5.5％，B的质量百分比为0.8％-1.2％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种1070高性能锂离子电池用铝箔，其特征在于：包括以下质量百分比的成分：Si：0.01％-0.2％、Fe：0.01％-0.25％、Cu：0.02％-0.05％、Mn：0.01％-0.03％、Mg：0.001％-0.03％、Zn：0.001％-0.05％、V：0.001％-0.05％、Ti：0.01％-0.03％，其他单个杂质元素≤0.03％，余量的铝；并且铝的质量百分比≥99.7％。/n

【技术特征摘要】
1.一种1070高性能锂离子电池用铝箔，其特征在于：包括以下质量百分比的成分：Si：0.01％-0.2％、Fe：0.01％-0.25％、Cu：0.02％-0.05％、Mn：0.01％-0.03％、Mg：0.001％-0.03％、Zn：0.001％-0.05％、V：0.001％-0.05％、Ti：0.01％-0.03％，其他单个杂质元素≤0.03％，余量的铝；并且铝的质量百分比≥99.7％。


2.根据权利要求1所述的一种1070高性能锂离子电池用铝箔，其特征在于：所述Ti和B为Al-Ti中间合金和Al-Ti-B丝，Al-Ti-B丝中Ti的质量百分比为4.5％-5.5％，B的质量百分比为0.8％-1.2％。


3.根据权利要求1-2任一项所述的一种1070高性能锂离子电池用铝箔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、配料，根据成分设计称取相应的原料；
S2、熔炼，将备好的原料放入熔炼炉中进行熔炼，待原料熔化完全后对铝合金液进行精炼；熔炼时将Al-Ti中间合金加入熔炼炉中；
S3、过滤，采用管式过滤箱+陶瓷过滤片的方式进行双重过滤，过滤温度为710-730℃；
S4、铸轧，过滤后的铝合金液经流槽注入铸轧机中进行连续铸轧得到7.0-8.0mm的铸轧板；
S5、冷轧，将铸轧板进行冷轧，冷轧后成品厚度为0.26-0.36mm的冷轧板；在板材厚度为3.0-4.0mm时进行均匀化退火，均匀化退火的温度为500-580℃，保温时间为20-25h；
S6、箔轧，将冷轧板经过粗轧、中轧和精轧后获得厚度为0.01-0.015mm的箔材；
S7、分切，将箔材放入分切机进行分切，分切过程中铝箔经过针孔检测仪；
S8、包装、入库。


4.根据权利要求3所述的一种1070高性能锂离子电池用铝箔的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，原料...

【专利技术属性】
技术研发人员：温倩，曹建峰，张深阳，高景忠，佟颖，夏卫华，刘建星，李晋，王进卫，杨翠琢，孟庆伟，
申请(专利权)人：华北铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13