CN109338131B - 一种新能源动力电池极耳用铝带材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新能源动力电池极耳用铝带材料的制备方法，包括如下步骤：铸轧卷制备；均匀化处理；精整和精轧；拉矫清洗；成品退火。相对于现有热轧‑铣面‑冷轧技术，本发明采用铸轧‑冷轧工艺流程，生产流程降低，极大地降低了生产成本。通过工艺管控，可以得到力学性能和折弯性能优异等高品质的极耳铝带。
Description
技术领域
本发明涉及一种新能源动力电池极耳用铝带材料的制备方法。
背景技术
极耳，是锂离子电池产品的一种原材料，电池是分正负极的，极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体。目前电池的正极使用铝(Al)材料，电池厂商客户出于对新能源电池使用安全角度的考虑，要求极耳铝带具有优异的力学性能、360度折弯次数高等。目前国内极耳厂家的铝带主要从日韩国家进口，价格成本极高，日韩国家极耳材料采用熔炼-铣面-均匀化处理-热轧-冷轧流程，工序繁多，生产成本高。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种新能源动力电池极耳用铝带材料的制备方法，解决了极耳材料国产化进程，避免国内极耳生产厂家过渡依赖从日韩国家进口昂贵的极耳铝带，极大地降低了极耳铝带的生产成本。本发明采用铸轧-冷轧工艺流程，代替常规的热轧-冷轧工艺流程，省去了热轧铣面和多次热轧等工序，减少生产流程，提高成品率和降低了能耗，极大地降低了生产成本。并通过工艺管控，可以得到力学性能和折弯性能优异等高品质的极耳铝带，具有良好的应用前景。
为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：一种新能源动力电池极耳用铝带材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 铸轧卷制备：将0.14-0.25%的Fe、含量大于O且不大于0.12%的Si、0.01-0.025%的Ti与重熔铝锭，加入熔炼炉中，在温度720-740℃进行熔炼，经在线搅拌和通入打渣剂和精炼剂处理熔体得到合格的熔体质量；再经过在线钛丝加入装置以增加熔体的异质形核数量，进入通氩气除气装置消除熔体中存在的氢，在铸轧区控制铸轧初始厚度在50-60mm、铸轧速度控制在800-1000mm/min，得到板面酸洗晶粒为1级、其板厚在6.0-7.5mm的铸轧卷；百分比为重量百分比，Fe、Si、Ti、重熔铝锭的重量百分比之和为100%；
（2）均匀化处理；
（3）精整和精轧；
（4）拉矫清洗；
（5）成品退火。
步骤（2）均匀化处理具体为：将步骤（1）得到的铸轧卷在冷轧机开坯轧制至2.0-5.0mm厚度，外圈焊接，板面打紧钢带；在高温退火炉中进行均匀化退火，2-4h内升温到目标加热温度400-580℃，达到目标加热温度后保温18-28h，出炉后风冷，得到铝卷的半成品。
步骤（3）精整和精轧具体为：将铝卷的半成品轧制成0.5-1.0mm厚度，由纵剪机进行切边精整工序，精整过程中检查板面质量；精整完成后，料转至成品轧机进行精轧，工作辊粗糙度Ra0.18-0.3μm，轧制速度300-450m/min。
步骤（4）拉矫清洗具体为：通过步骤（3）轧制成品后，料卷经过拉矫、脱脂剂清洗，保证达因值＞50，使铝卷宽度方向上达因值均匀；拉矫后，板形平整，板面整洁。
步骤（5）成品退火具体为：上分切机，按要求宽度，分切成成品规格，上架退火：在低温退火炉中进行成品退火：2-4h升温到目标加热温度240-300℃，达到目标加热温度后保温12-20h，出炉冷却，得到极耳铝带成品。
最终得到的新能源动力电池极耳用铝带材料的成品抗拉强度70-90MPa，延伸率＞30%，360度折弯无裂纹次数＞7次。
相对于现有热轧-冷轧技术，本发明采用铸轧-冷轧工艺流程，省去了热轧铣面和多次热轧等工序，减少生产流程，提高成品率和降低了能耗，极大地降低了生产成本。通过工艺管控，可以得到力学性能优异等高品质的极耳铝带。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
一种极耳铝带的生产制备工艺，该生产工艺包括如下步骤，
实施例1：
1、按照合金配比Fe：0.14-0.25，Si≤0.12，Ti：0.01-0.025（重量百分比）与重熔铝锭，加入熔炼炉中，在温度720-740℃进行熔炼，经在线搅拌和通入打渣剂和精炼剂处理熔体得到合格的熔体质量，再经过在线钛丝加入装置，增加熔体的异质形核数量和通氩气除气装置消除熔体存在氢，在铸轧区长度控制在58mm，铸轧速度控制在960-970mm/min的铸轧工艺下，得到板面酸洗晶粒为1级、其板厚在6.5-6.6mm的铸轧卷；
2、将得到的铸轧卷开坯轧制2.8mm，外圈焊接良好，板面打紧钢带，在高温退火炉中进行均匀化退火，4h升温到500℃，保温26h，出炉后风冷，得到铝卷的半成品。
3、将近退火处理的铝卷继续轧制0.7mm，在纵剪机进行切边精整工序。精整完成后，料转至成品轧机进行精轧，工作辊粗糙度0.2μm，轧制速度330m/min，得到成品0.2mm的铝卷。
4、将0.2mm厚度的料卷过拉矫脱脂剂清洗，达因值为52，铝卷宽度方向上达因值均匀。将料卷转至分切机，分切成0.2*245mm宽度，外径1000-1100mm的铝卷。
5、上架退火，在低温退火炉中进行成品退火。按照4h升到285℃，保温13h，出炉冷却，得到极耳铝带成品。得到成品抗拉强度75-77MPa，延伸率35-37%，360度折弯8次。
实施例2：
1、按照合金配比Fe：0.14-0.25，Si≤0.12，Ti：0.01-0.025（重量百分比）与重熔铝锭，加入熔炼炉中，在温度720-740℃进行熔炼，经在线搅拌和通入打渣剂和精炼剂处理熔体得到合格的熔体质量，再经过在线钛丝加入装置，增加熔体的异质形核数量和通氩气除气装置消除熔体存在氢，在铸轧区长度控制在53mm，铸轧速度控制在850-860mm/min的铸轧工艺下，得到板面酸洗晶粒为1级、其板厚在6.7-6.8mm的铸轧卷，；
2、将得到的铸轧卷开坯轧制4.0mm，外圈焊接良好，板面打紧钢带，在高温退火炉中进行均匀化退火，4h升温到560℃，保温22h，出炉后风冷，得到铝卷的半成品。
3、将近退火处理的铝卷继续轧制0.7mm，在纵剪机进行切边精整工序。精整完成后，料转至成品轧机进行精轧，工作辊粗糙度0.25μm，轧制速度410m/min，得到成品0.2mm的铝卷。
4、将0.2mm厚度的料卷过拉矫脱脂剂清洗，达因值为52，铝卷宽度方向上达因值均匀。将料卷转至分切机，分切成0.2*245mm宽度，外径1000-1100mm的铝卷。
5、上架退火，在低温退火炉中进行成品退火。按照3h升到260℃，保温20h，出炉冷却，得到极耳铝带成品。得到成品抗拉强度80-83MPa，延伸率37-39%，360度折弯9次。
折弯检测方法如图1所示：
具体检验方法：如图a，找一个固定装置（固定端1）夹持住铝箔2，按照图b所示，先向上折90度，然后在返回水平方向（图c），再向下折90度（图d），再返回水平位置，这一流程记为折弯次数为1次。如果铝箔在折弯次数达到客户要求次数，检查折弯处表面无裂纹，判定折弯性能合格。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种新能源动力电池极耳用铝带材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 铸轧卷制备：将0.14-0.25%的Fe、含量大于0且不大于0.15%的Si、0.01-0.025%的Ti与重熔铝锭，加入熔炼炉中，在温度720-740℃进行熔炼，经在线搅拌和通入打渣剂和精炼剂处理熔体得到合格的熔体质量；再经过在线钛丝加入装置以增加熔体的异质形核数量，进入通氩气除气装置消除熔体中存在的氢，在铸轧区长度控制在50-60mm、铸轧速度控制在800-1000mm/min，得到板面酸洗晶粒为1级、其板厚在6.0-7.5mm的铸轧卷；百分比为重量百分比，Fe、Si、Ti、重熔铝锭的重量百分比之和为100%；
（2）均匀化处理；
（3）精整和精轧；
（4）拉矫清洗；
（5）成品退火。
2.根据权利要求1所述的一种新能源动力电池极耳用铝带材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）均匀化处理具体为：将步骤（1）得到的铸轧卷在冷轧机开坯轧制至2.0-5.0mm厚度，外圈焊接，板面打紧钢带；在高温退火炉中进行均匀化退火，2-4h内升温到目标加热温度400-580℃，达到目标加热温度后保温18-28h，出炉后风冷，得到铝卷的半成品。
3.根据权利要求1所述的一种新能源动力电池极耳用铝带材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）精整和精轧具体为：将铝卷的半成品轧制成0.5-1.0mm厚度，由纵剪机进行切边精整工序，精整过程中检查板面质量；精整完成后，料转至成品轧机进行精轧，工作辊粗糙度Ra0.18-0.3μm，轧制速度300-450m/min。
4.根据权利要求1所述的一种新能源动力电池极耳用铝带材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）拉矫清洗具体为：通过步骤（3）轧制成品后，料卷经过拉矫、脱脂剂清洗，保证达因值＞50，使铝卷宽度方向上达因值均匀；拉矫后，板形平整，板面整洁。
5.根据权利要求1所述的一种新能源动力电池极耳用铝带材料的制备方法，其特征在于，步骤（5）成品退火具体为：上分切机，按要求宽度，分切成成品规格，上架退火：在低温退火炉中进行成品退火,2-4h升温到目标加热温度240-300℃，达到目标加热温度后保温12-20h，出炉冷却，得到极耳铝带成品。
6.根据权利要求1所述的一种新能源动力电池极耳用铝带材料的制备方法，其特征在于，新能源动力电池极耳用铝带材料的成品抗拉强度70-90MPa，延伸率＞30%，360度折弯无裂纹次数＞7次。
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