CN106929713A - 1070a合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔生产工艺,锂电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:≤0.2%;Si:≤0.1%;Cu:≤0.1%;Mn:≤0.05%;Mg:≤0.03%;Zn:≤0.03%;Ti:≤0.04%;Al:≥99.70,其制备方法包括如下步骤:(1)熔炼、铸轧;(2) 冷轧;(3)铝箔轧制,将铝箔卷分切,即可得成品锂电池用铝箔;本发明的有益效果为:采新改进后的1070A合金,合金配比为合理,高纯度电解铝液,采用新型管式过滤进行铸轧工序的生产,工艺科学,有利于提高产品的机械性能指标,抗拉强度和延伸率均高于国内同类产品,可以满足客户的使用要求。
Description
技术领域
本发明属于铝合金材料技术领域,特别涉及一种1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔生产工艺。
背景技术
随着新能源汽车及助力车的不断发展,对电池性能要求的不断提高,作为正极材料中的铝箔,铝纯度对锂离子电池的寿命、一致性和倍率放电性能等都有一定的影响;在保证铝纯度的前提下,提高抗拉强度及延伸率也能增加电池的倍率放电性能,目前国内1070A合金的电池铝箔抗拉强度普遍在170~220Mpa之间,延伸率在1.5~2.5%之间,抗拉强度和延伸率不高。
发明内容
本发明为解决现存问题提供了一种1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔生产工艺,其技术方案是:
1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔生产工艺,所述锂电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:≤0.2%;Si:≤0.1%;Cu:≤0.1%; Mn:≤0.05%;Mg:≤0.03%;Zn:≤0.03%;Ti:≤0.04%;Al: ≥99.70,余量为不可避免的杂质。
优选地,所述锂电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:0.11%;Si: 0.06%;Cu:0.04%;Mn:0.02%;Mg:0.01%;Zn:0.025%;Ti:0.022%;Al: ≥99.70,余量为不可避免的杂质。
优选地,所述锂电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:0.15%;Si:0.05%;Cu:0.03%;Mn:0.012%;Mg:0.01%;Zn:0.019%;Ti:0.018%;Al: ≥99.70,余量为不可避免的杂质。
如上述所述的1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔生产工艺,其特征在于,所述生产工艺包括如下步骤:
(1)熔炼、铸轧:将所述的成分及其质量百分比的原料及电解铝水加热熔炼成生产1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔的铝合金熔体;然后依次进行精炼、过滤处理;再将过滤后的铝合金熔体连续铸轧成6.8±0.2mm的坯料;
(2) 冷轧:将坯料进行轧制,坯料厚度由6.8mm轧制到坯料厚度为0.18mm;
(3)铝箔轧制:将冷轧厚度为0.18mm的铝箔精轧成厚度为0.012~0.02mm的铝箔卷,将铝箔卷分切,即可得成品锂电池用铝箔;
优选地,所述步骤(1)熔炼时,冷料与铝水加入比例为5:5,液体精炼处理的时间为15~25min,熔炼炉精炼温度740±10℃,保温炉精炼时间3~4h/次;过滤采用管式过滤箱过滤,过滤箱温度控制在715±10℃,过滤管等级为RAA,可以除去的颗粒大小为100um。
优选地,所述步骤(2)冷轧轧制时,工序为:第一道次由6.8mm压至3.6mm,第二道次由3.6mm压至2mm,第三道次由2mm压至1.2mm,进行中切,第四道次由1.2mm压至0.78mm;第五道次由0.78mm压至0.53mm,进行成品切边后,冷却12小时,第六道次由0.53mm压至0.35mm,第七道次由0.35mm压至0.23mm,第八道次由0.23mm压至0.18mm。
优选地,所述步骤(3)铝箔轧制时,工序为:
当生产0.02mm厚度的铝箔时,第一道次由0.18mm压至0.075mm,第二道次由0.075mm压至0.032mm,切边,第三道次由0.032mm压至0.02mm;
当生产0.015mm~<0.02mm厚度的铝箔时,第一道次由0.18mm压至0.075mm,第二道次由0.075mm压至0.032mm,第三道次由0.032mm压至0.02mm;切边,第四道次由0.02mm压至0.015mm~<0.02mm;
当生产0.012mm~<0.015mm厚度的铝箔时,第一道次由0.18mm压至0.075mm,第二道次由0.075mm压至0.032mm,第三道次由0.032mm压至0.017mm;切边,第四道次由0.017mm压至0.012mm~<0.015mm。
本发明的有益效果为:
1.采新改进后的1070A合金,合金配比为合理,有利于提高产品的机械性能指标。2.采用高纯度电解铝液进行生产,铝液纯度达到99.70%以上,提高了产品的内在质量。
3.采用新型管式过滤箱进行铸轧工序的生产,进一步提高产品熔体质量。
4.改进了高强度铝箔产品的轧制工艺,有效的提高了产品的生产效率。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔生产工艺,所述锂电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:0.11%;Si: 0.06%;Cu:0.04%;Mn:0.02%;Mg:0.01%;Zn:0.025%;Ti:0.022%;Al: ≥99.70,余量为不可避免的杂质。
如上述所述的1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔生产工艺,其特征在于,所述生产工艺包括如下步骤:
(1)熔炼、铸轧:将所述的成分及其质量百分比的原料及电解铝水加热熔炼成生产1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔的铝合金熔体;然后依次进行精炼、过滤处理;再将过滤后的铝合金熔体连续铸轧成6.8±0.2mm的坯料;
(2) 冷轧:将坯料进行轧制,坯料厚度由6.8mm轧制到坯料厚度为0.18mm;
(3)铝箔轧制:将冷轧厚度为0.18mm的铝箔精轧成厚度为0.012~0.02mm的铝箔卷,将铝箔卷分切,即可得成品锂电池用铝箔;
优选地,所述步骤(1)熔炼时,冷料与铝水加入比例为5:5,液体精炼处理的时间为15min,熔炼炉精炼温度740±10℃,保温炉精炼时间3.5h/次;过滤采用管式过滤箱过滤,过滤箱温度控制在715±10℃,过滤管等级为RAA,可以除去的颗粒大小为100um。
优选地,所述步骤(2)冷轧轧制时,工序为:第一道次由6.8mm压至3.6mm,第二道次由3.6mm压至2mm,第三道次由2mm压至1.2mm,进行中切,第四道次由1.2mm压至0.78mm;第五道次由0.78mm压至0.53mm,进行成品切边后,冷却12小时,第六道次由0.53mm压至0.35mm,第七道次由0.35mm压至0.23mm,第八道次由0.23mm压至0.18mm。
优选地,所述步骤(3)铝箔轧制时,工序为:
当生产0.02mm厚度的铝箔时,第一道次由0.18mm压至0.075mm,第二道次由0.075mm压至0.032mm,切边,第三道次由0.032mm压至0.02mm;
当生产0.015mm~<0.02mm厚度的铝箔时,第一道次由0.18mm压至0.075mm,第二道次由0.075mm压至0.032mm,第三道次由0.032mm压至0.02mm;切边,第四道次由0.02mm压至0.015mm~<0.02mm;
当生产0.012mm~<0.015mm厚度的铝箔时,第一道次由0.18mm压至0.075mm,第二道次由0.075mm压至0.032mm,第三道次由0.032mm压至0.017mm;切边,第四道次由0.017mm压至0.012mm~<0.015mm。
本实施例检测结果: 0.02mm厚度的铝箔,抗拉强度为238Mpa,比国内同类产品≥170好,延伸率为4.5%,比国内同类产品≥2.5好。
0.015mm~<0.02mm厚度的铝箔,抗拉强度为243Mpa,比国内同类产品≥180好,延伸率为3.8%,比国内同类产品≥2.0好。
0.012mm~<0.015mm厚度的铝箔,抗拉强度为266Mpa,比国内同类产品≥190好,延伸率为2.9%,比国内同类产品≥1.5好。
实施例2
1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔,所述锂电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:0.15%;Si:0.05%;Cu:0.03%;Mn:0.012%;Mg:0.01%;Zn:0.019%;Ti:0.018%;Al: ≥99.70,余量为不可避免的杂质。
如上述所述的1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔生产工艺,其特征在于,所述生产工艺包括如下步骤:
(1)熔炼、铸轧:将所述的成分及其质量百分比的原料及电解铝水加热熔炼成生产1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔的铝合金熔体;然后依次进行精炼、过滤处理;再将过滤后的铝合金熔体连续铸轧成6.8±0.2mm的坯料;
(2) 冷轧:将坯料进行轧制,坯料厚度由6.8mm轧制到坯料厚度为0.18mm;
(3)铝箔轧制:将冷轧厚度为0.18mm的铝箔精轧成厚度为0.012~0.02mm的铝箔卷,将铝箔卷分切,即可得成品锂电池用铝箔;
优选地,所述步骤(1)熔炼时,冷料与铝水加入比例为5:5,液体精炼处理的时间为25min,熔炼炉精炼温度740±10℃,保温炉精炼时间4h/次;过滤采用管式过滤箱过滤,过滤箱温度控制在715±10℃,过滤管等级为RAA,可以除去的颗粒大小为100um。
优选地,所述步骤(2)冷轧轧制时,工序为:第一道次由6.8mm压至3.6mm,第二道次由3.6mm压至2mm,第三道次由2mm压至1.2mm,进行中切,第四道次由1.2mm压至0.78mm;第五道次由0.78mm压至0.53mm,进行成品切边后,冷却12小时,第六道次由0.53mm压至0.35mm,第七道次由0.35mm压至0.23mm,第八道次由0.23mm压至0.18mm。
优选地,所述步骤(3)铝箔轧制时,工序为:
当生产0.02mm厚度的铝箔时,第一道次由0.18mm压至0.075mm,第二道次由0.075mm压至0.032mm,切边,第三道次由0.032mm压至0.02mm;
当生产0.015mm~<0.02mm厚度的铝箔时,第一道次由0.18mm压至0.075mm,第二道次由0.075mm压至0.032mm,第三道次由0.032mm压至0.02mm;切边,第四道次由0.02mm压至0.015mm~<0.02mm;
当生产0.012mm~<0.015mm厚度的铝箔时,第一道次由0.18mm压至0.075mm,第二道次由0.075mm压至0.032mm,第三道次由0.032mm压至0.017mm;切边,第四道次由0.017mm压至0.012mm~<0.015mm。
本实施例检测结果: 0.02mm厚度的铝箔,抗拉强度为241Mpa,比国内同类产品≥170好,延伸率为4.2%,比国内同类产品≥2.5好。
0.015mm~<0.02mm厚度的铝箔,抗拉强度为242Mpa,比国内同类产品≥180好,延伸率为3.6%,比国内同类产品≥2.0好。
0.012mm~<0.015mm厚度的铝箔,抗拉强度为259Mpa,比国内同类产品≥190好,延伸率为2.7%,比国内同类产品≥1.5好。
实施例3
1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔,所述锂电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:0.08%;Si: 0.18%;Cu:0.04%;Mn:0.01%;Mg:0.01%;Zn:0.02%;Ti:0.02%;Al: ≥99.70,余量为不可避免的杂质。
如上述所述的1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔生产工艺,其特征在于,所述生产工艺包括如下步骤:
(1)熔炼、铸轧:将所述的成分及其质量百分比的原料及电解铝水加热熔炼成生产1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔的铝合金熔体;然后依次进行精炼、过滤处理;再将过滤后的铝合金熔体连续铸轧成6.8±0.2mm的坯料;
(2) 冷轧:将坯料进行轧制,坯料厚度由6.8mm轧制到坯料厚度为0.18mm;
(3)铝箔轧制:将冷轧厚度为0.18mm的铝箔精轧成厚度为0.012~0.02mm的铝箔卷,将铝箔卷分切,即可得成品锂电池用铝箔;
优选地,所述步骤(1)熔炼时,冷料与铝水加入比例为5:5,液体精炼处理的时间为20min,熔炼炉精炼温度740±10℃,保温炉精炼时间3h/次;过滤采用管式过滤箱过滤,过滤箱温度控制在715±10℃,过滤管等级为RAA,可以除去的颗粒大小为100um。
优选地,所述步骤(2)冷轧轧制时,工序为:第一道次由6.8mm压至3.6mm,第二道次由3.6mm压至2mm,第三道次由2mm压至1.2mm,进行中切,第四道次由1.2mm压至0.78mm;第五道次由0.78mm压至0.53mm,进行成品切边后,冷却12小时,第六道次由0.53mm压至0.35mm,第七道次由0.35mm压至0.23mm,第八道次由0.23mm压至0.18mm。
优选地,所述步骤(3)铝箔轧制时,工序为:
当生产0.02mm厚度的铝箔时,第一道次由0.18mm压至0.075mm,第二道次由0.075mm压至0.032mm,切边,第三道次由0.032mm压至0.02mm;
当生产0.015mm~<0.02mm厚度的铝箔时,第一道次由0.18mm压至0.075mm,第二道次由0.075mm压至0.032mm,第三道次由0.032mm压至0.02mm;切边,第四道次由0.02mm压至0.015mm~<0.02mm;
当生产0.012mm~<0.015mm厚度的铝箔时,第一道次由0.18mm压至0.075mm,第二道次由0.075mm压至0.032mm,第三道次由0.032mm压至0.017mm;切边,第四道次由0.017mm压至0.012mm~<0.015mm。
本实施例检测结果:
0.02mm厚度的铝箔,抗拉强度为233Mpa,比国内同类产品≥170好,延伸率为4.6%,比国内同类产品≥2.5好。
0.015mm~<0.02mm厚度的铝箔,抗拉强度为247Mpa,比国内同类产品≥180好,延伸率为3.7%,比国内同类产品≥2.0好。
0.012mm~<0.015mm厚度的铝箔,抗拉强度为256Mpa,比国内同类产品≥190好,延伸率为2.8%,比国内同类产品≥1.5好。
综上所述,本制备方法生产的1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔,产品机械性性能达到国际先进水平,远远超过目前国内的同类产品,可以满足客户的使用要求。
以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化;凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔,所述锂离子电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:≤0.2%;Si:≤0.1%;Cu:≤0.1%; Mn:≤0.05%;Mg:≤0.03%;Zn:≤0.03%;Ti:≤0.04%;Al: ≥99.70,余量为不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的1070A合金超高强度及高延伸率的锂离子电池用铝箔,其特征在于,所述锂离子电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:0.11%;Si: 0.06%;Cu:0.04%;Mn:0.02%;Mg:0.01%;Zn:0.025%;Ti:0.022%;Al: ≥99.70,余量为不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的1070A合金超高强度及高延伸率的锂离子电池用铝箔,其特征在于,所述锂离子电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:0.15%;Si:0.05%;Cu:0.03%;Mn:0.012%;Mg:0.01%;Zn:0.019%;Ti:0.018%;Al: ≥99.70,余量为不可避免的杂质。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔生产工艺,其特征在于,所述生产工艺包括如下步骤:
(1)熔炼、铸轧:将所述的成分及其质量百分比的原料及电解铝水加热熔炼成生产1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔的铝合金熔体;然后依次进行精炼、过滤处理;再将过滤后的铝合金熔体连续铸轧成6.8±0.2mm的坯料;
(2) 冷轧:将坯料进行轧制,坯料厚度由6.8mm轧制到坯料厚度为0.18mm;
(3)铝箔轧制:将冷轧厚度为0.18mm的铝箔精轧成厚度为0.012~0.02mm的铝箔卷,将铝箔卷分切,即可得成品锂电池用铝箔。
5.根据权利要求4所述的1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔生产工艺,其特征在于,所述步骤(1)熔炼时,冷料与铝水加入比例为5:5,液体精炼处理的时间为15~25min,熔炼炉精炼温度740±10℃,保温炉精炼时间3~4h/次;过滤采用管式过滤箱过滤,过滤箱温度控制在715±10℃,过滤管等级为RAA,可以除去的颗粒大小为100um。
6.根据权利要求4所述的1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔生产工艺,其特征在于,所述步骤(2)冷轧轧制时,工序为:第一道次由6.8mm压至3.6mm,第二道次由3.6mm压至2mm,第三道次由2mm压至1.2mm,进行中切,第四道次由1.2mm压至0.78mm;第五道次由0.78mm压至0.53mm,进行成品切边后,冷却12小时,第六道次由0.53mm压至0.35mm,第七道次由0.35mm压至0.23mm,第八道次由0.23mm压至0.18mm。
7.根据权利要求4所述的1070A合金超高强度及高延伸率的锂电池用铝箔生产工艺,其特征在于,所述步骤(3)铝箔轧制时,工序为:
当生产0.02mm厚度的铝箔时,第一道次由0.18mm压至0.075mm,第二道次由0.075mm压至0.032mm,切边,第三道次由0.032mm压至0.02mm;
当生产0.015mm~<0.02mm厚度的铝箔时,第一道次由0.18mm压至0.075mm,第二道次由0.075mm压至0.032mm,第三道次由0.032mm压至0.02mm;切边,第四道次由0.02mm压至0.015mm~<0.02mm;
当生产0.012mm~<0.015mm厚度的铝箔时,第一道次由0.18mm压至0.075mm,第二道次由0.075mm压至0.032mm,第三道次由0.032mm压至0.017mm;切边,第四道次由0.017mm压至0.012mm~<0.015mm。
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