一种高质量电子铝箔的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高质量电子铝箔的制备方法，包括如下步骤：（1）电解法制备微纳石墨烯片；（2）利用高压气体将微纳石墨烯片吹入铝液底部，同时利用磁力搅拌使铝液翻滚、微纳石墨烯片均匀化；（3）将铝液真空静置，再浇注成铝锭，然后通过线切割去除表层富含杂质部分；（4）将铝锭铣面、铣边，退火后开坯热轧、精轧成带材；（5）将带材进行退火后多道次冷轧，再箔轧成铝箔；（6）用金属镜面加工装备对铝箔镜面抛光，精切成电子铝箔。本发明专利技术方法制备流程短、成品率高、产品性能优异，装置简单，能够获得高强高导高延性高表面涂覆能力的电子铝箔，适合大规模生产。模生产。模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种高质量电子铝箔的制备方法


[0001]本专利技术属于铝熔炼加工以及电子铝箔制备
，具体涉及一种高质量电子铝箔的制备方法。

技术介绍

[0002]电子铝箔被大量应用于锂离子电池、电容器等导电领域。随着锂离子电池的快速发展，正极集流体铝箔需求量快速增长。但是近期锂离子电池在生产或使用过程中常发生爆炸、自燃等事故，对锂离子电池用铝箔要求也不断提高。
[0003]目前，电子铝箔用原材料一般为1070、1060、1235等工业纯铝，原材料中Fe、Si等杂质含量偏高，破坏了铝的延展性、表面致密Al2O3膜的连续性，并导致原电池的电极电位差较大使抗蚀性下降，以及提高了电阻和热阻从而降低铝的导电性和导热性。在削弱或消除Fe、Si等杂质对铝有害作用方面做了大量研究工作。傅高升等研究利用熔融活性溶剂过滤方法净化工业纯铝，但当活性溶剂和铝开始熔化时，很难控制铝熔滴的尺寸，当铝滴以大尺寸通过熔融溶剂层时，会使熔融活性溶剂层失去过滤铝熔体作用(福州大学学报，2002，01：73
‑
77)。周鸣等提出用装在致密陶瓷管内的涂层陶瓷颗粒过滤铝熔体，活性涂层可以有效捕获铝熔体中夹杂物，但是涂层对陶瓷颗粒粘结作用并不好，流动的铝熔体容易冲刷掉陶瓷颗粒上的涂层而产生新的夹杂物(航空材料学报，2003，02：39
‑
44)。疏达等利用施加高频磁场方式，去除铝熔体中夹杂物，具有高效、稳定、洁净优点，但操作工艺复杂，影响去夹杂物效果(中国材料研讨会论文集，2000：539
‑
542)。陈冲等研究使用电渣精炼方法，能有效去除工业纯铝中铁杂质，但缺少对其他元素成分控制(上海交通大学，2012)。石潇等利用正常偏析和比重偏析对铝液提纯，但效率太低(CN202110840517.1)。总之目前对于降低铝液中Fe、Si等杂质含量尚无完全有效的方法。本专利技术利用微纳石墨烯片的缺陷及高表面活性，以及Fe、Si与C结合物布斯自由能低的特点进行降低铝液游离杂质，而残存的微纳石墨烯片能均匀细化晶粒，改变杂质的分布和状态，进而提高导电性、强度和表面涂覆性能，从而制备出一种洁净度高、板形好，机械强度大、厚度薄、表面涂覆优越的高质量电子铝箔。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高质量电子铝箔制备方法。本专利技术通过熔炼吹入与游离杂质亲和性高的微纳石墨烯片提纯铝液，利用残存的微纳石墨烯片均匀细化晶粒，改善杂质分布和状态，从而获得高强高导高延性高表面涂覆能力的电子铝箔。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
[0006]一种高质量电子铝箔的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)电解法制备微纳石墨烯片；
[0008](2)利用高压气体将步骤(1)制备的微纳石墨烯片吹入铝液底部，同时利用磁力搅拌使铝液翻滚、微纳石墨烯片均匀化；
[0009](3)将步骤(2)的铝液真空静置，再浇注成铝锭，然后通过线切割去除表层富含杂质部分；
[0010](4)将步骤(3)铝锭铣面、铣边，退火后开坯热轧、精轧成带材；
[0011](5)将步骤(4)带材进行退火后多道次冷轧，再箔轧成铝箔；
[0012](6)用金属镜面加工装备对步骤(5)铝箔镜面抛光，精切成电子铝箔。
[0013]优选的，所述步骤(1)电解法制备微纳石墨烯片的具体步骤是：以3mm
×
20mm
×
100mm石墨箔作为阴阳电极，电极平行相对间距15
‑
20mm，pH值为8
‑
10的1mol/L四丁基硫酸氢铵为电解液，在0
‑
5℃恒温条件下，用10
‑
15V的直流电压电解180s后，利用继电器循环交换阴阳电极电解8
‑
10次，电解结束后离心分离，得到尺寸为3
‑
5μm厚度为1
‑
5层的微纳石墨烯片。
[0014]优选的，步骤(2)中铝液是将1070铝锭放入真空磁力搅拌熔炼炉中于720
‑
740℃加热熔化制得。工业纯铝1070化学成分重量百分比为：硅～0.20、铁～0.25、铜～0.04、锰～0.03、镁～0.03、锌～0.04、钛～0.03、钒～0.05、其他为铝。
[0015]优选的，步骤(2)中先将干燥微纳石墨烯片放入离心回旋装置中，利用高压Ar气体将微纳石墨烯片吹拂充分展开后再吹入铝液底部。所述离心回旋装置为带空腔的柱体状，所述装置上设有气体出口1、高压气入口3、微纳石墨烯片入口4、气压调节阀5和离心回旋腔6，所述干燥的微纳石墨烯粉体由微纳石墨烯片入口送入后，关闭阀门4，打开气压调节阀5，粉体由高压气入口3的高压Ar气吹拂带入离心回旋装置不停地运动，利用高压Ar气吹拂和离心力作用下将微纳石墨烯片充分舒展开后，最终从气体出口1飘出，增加表面积从而提升表面活性。
[0016]优选的，步骤(2)中将混入微纳石墨烯片的高压Ar气流吹入熔炼炉底部5
‑
10min，磁力搅拌的速度为300
‑
500r/min。利用磁力搅拌和气流作用使铝液剧烈翻滚，从而让微纳石墨烯片与铝液充分接触达到吸附游离杂质的作用。吸附杂质的微纳石墨烯片与铝液润湿性差，可夹带杂质漂浮至表面，辅以气体带出夹杂物，实现杂质分离。
[0017]优选的，步骤(3)中将铝液在1
‑
10Pa真空中静置10
‑
15min，通过线切割去除表层1
‑
3cm富含杂质部分。
[0018]优选的，步骤(4)中是在氩气保护下加热至380
‑
420℃保温30min开坯热轧，热精轧4
‑
6次直至厚度1cm以下，剪切头尾得带材。
[0019]优选的，步骤(5)中是在420
‑
450℃保温1
‑
2h退火，带材冷轧3
‑
5次，箔轧至8
‑
18μm。
[0020]优选的，步骤(6)中镜面抛光至表面粗糙度为0.022
‑
0.026。
[0021]另外，本专利技术还要求保护由所述制备方法制备得到的高质量电子铝箔。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：
[0023](1)本专利技术电解法制备的微纳石墨烯片呈粉末状，通过离心回旋装置吹拂舒展，增加与铝液接触表面积提高表面活性；
[0024](2)本专利技术微纳石墨烯片吸附性能优异，通过缺陷位置络合作用、静电作用、π
‑
π键堆叠等方式，对金属杂质有十分显著吸附效果；
[0025](3)本专利技术利用磁力搅拌和高压Ar气体翻滚铝液，使微纳石墨烯片与游离杂质充分接触吸附，同时通过气体将杂质充分带出，加速铝液提纯；
[0026](4)本专利技术残留微纳石墨烯片可以提高电子铝箔的导电性能(由61％IACS提升本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高质量电子铝箔的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)电解法制备微纳石墨烯片；(2)利用高压气体将步骤(1)制备的微纳石墨烯片吹入铝液底部，同时利用磁力搅拌使铝液翻滚、微纳石墨烯片均匀化；(3)将步骤(2)的铝液真空静置，再浇注成铝锭，然后通过线切割去除表层富含杂质部分；(4)将步骤(3)铝锭铣面、铣边，退火后开坯热轧、精轧成带材；(5)将步骤(4)带材进行退火后多道次冷轧，再箔轧成铝箔；(6)用金属镜面加工装备对步骤(5)铝箔镜面抛光，精切成电子铝箔。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)电解法制备微纳石墨烯片的具体步骤是：以3mm
×
20mm
×
100mm石墨箔作为阴阳电极，pH值为8
‑
10的1mol/L四丁基硫酸氢铵为电解液，在0
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5℃恒温条件下，用10
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15V的直流电压电解180s后，利用继电器循环交换阴阳电极电解8
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10次，电解结束后离心分离，得到尺寸为3
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5μm厚度为1
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5层的微纳石墨烯片。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中铝液是将1070铝锭放入真空磁力搅拌熔炼炉中于720
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740℃加热熔化制得。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺显聪，宗雨楠，郑庚辰，陈泽研，郑丽敏，胡丹，褚美迪，王章忠，尹康，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：