CN109402456B - 双面暗电池箔及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双面暗电池箔及其制备方法，所述双面暗电池箔包含以下组分原料：Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Ti、Al；所述双面暗电池箔的制备方法，包括以下步骤：（1）将原料加入到熔炼炉中熔炼，得到熔融液；（2）将熔融液输入到铸轧机中，铸轧成坯料；（3）将铸轧坯料经冷轧机冷轧，进行均匀化退火处理；（4）经均匀化退火后的铝卷冷却到室温后，分道次冷轧；（5）重卷切边；（6）进行中间退火处理；（7）将中间退火处理的铝卷进行冷轧；（8）将冷轧后的铝卷进行重卷，接着进行箔轧，制得双面暗电池箔。本发明生产出的双面暗电池箔暗面铝粉得到了有效控制，无荷叶边，其成品使用性能和表面质量较高，能够适用于大部分电池。

Description

双面暗电池箔及其制备方法
技术领域
本发明属于电池箔制备技术领域，具体涉及一种双面暗电池箔及其制备方法。
背景技术
近年来我国新能源汽车产业发展迅速，而锂电池是新能源汽车发展的关键。随着电池技术的发展，特别是新能源汽车领域对锂电池提出了更高的要求，电池行业也对电池用铝箔也提出了新的要求。这种铝箔要求尺寸精度高、表面干净、均匀、无擦划伤等缺陷，板型平衡，厚度极薄，且具有高抗拉强度和延伸率。随着锂电池用铝箔逐渐减薄的趋势，其对抗拉强度、延伸率和表面质量需要也随之提高。而现有锂电池用铝箔在满足铝含量99%的同时其抗拉强度和延伸率不能满足变薄的需求，因此目前较多产品采取添加合金元素的方式提高其机械性能。但是，电池用铝箔产品由于其性能要求的特殊性，对抗拉强度和延伸率有较高要求。
如中国专利申请文献“一种锂电池用铝箔”（公开号：CN105018799A）公开了一种锂电池用铝箔，所述锂电池用铝箔的成分及其质量百分比为：Fe：0.38-0.45%；Si：0.1-0.15；Cu：0.03-0.06%；Ti：0.015-0.02%；Mn：≤0.03%；Mg：≤0.03%；Zn：≤0.03%；余量为Al及不可避免的杂质。可通过如下步骤制得：熔炼、铸轧工艺：将锂电池用铝箔原料加热熔炼成铝合金熔体；依次进行精炼扒渣、晶粒细化、除气除渣、过滤处理；再将过滤后的铝合金熔体连续铸轧成坯料；冷轧工艺：将坯料先冷轧，再进行第一次退火处理、粗轧、二次退火处理；箔压处理：将退火处理后的铝箔精轧，最后分切即可得成品锂电池用铝箔成品。但该工艺生的电池用铝箔，存在以下问题：（1）抗拉强度不足，偏低，无法满足电池用铝箔产品的性能要求；（2）在板型情况上，2张叠轧的板型不够好；（3）在一次生产铝箔张数上，仅能生产2张，存在生产效率低下的问题，不利于产量的提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种双面暗电池箔及其制备方法，以解决现有生产工艺生产的电池用铝箔存在抗拉强度低、板型差，生产效率不高的实际技术问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种双面暗电池箔，包含以下质量百分比组分原料：Si：0.105-0.127%、Fe：0.416-0.536%、Cu：0.0333-0.0570%、Mn：0.0053-0.0213%、Mg：≤0.005%、Ti：0.0206-0.0267%、Al：99.21-99.36%。
本发明还提供一种双面暗电池箔的制备方法，包括以下步骤：
（1）将双面暗电池箔各成分原料加入到熔炼炉中，在熔炼温度为730-760℃下进行熔炼，得到铝合金熔融液；
（2）将铝合金熔融液输入到铸轧机中，铸轧成厚度为7.0-7.5mm的坯料，并冷却至室温；
（3）将铸轧坯料经冷轧机冷轧至厚度为1.8-4.0mm时，进行均匀化退火处理；
（4）经均匀化退火后的铝卷冷却到室温后，分道次冷轧至0.9-1.9mm；
（5）经步骤（4）的铝卷分道次冷轧后进行重卷切边；
（6）将重卷切边的铝卷冷轧至厚度为0.45-0.95mm，接着进行中间退火处理；
（7）将中间退火处理的铝卷进行冷轧至厚度为0.24mm；
（8）将步骤（7）冷轧后的铝卷进行重卷，接着进行箔轧，所述箔轧道次：先粗轧，接着精轧，接着三或四合轧，接着成品精轧，最后分切，制得双面暗电池箔，其中，成品精轧时铝箔轧制速度为240-520m/min，载荷为350-663KN，开卷张力为16-33N/mm2，卷取张力为6-25N/mm2，轧制油温为35-40℃，轧制油喷射压力为0.5-0.6Mpa，轧制油流量为40-45Lpm，轧制油透光率≥95%。
进一步地，步骤（3）中，均匀化退火处理的条件为：退火温度为550℃，保温时间为25h。
进一步地，步骤（6）中，中间退火处理的条件为：先在520℃的温度下保温；然后使温度从520℃降温至400℃，最后在400℃的温度下保温。
进一步地，在520℃的温度下保温8h。
进一步地，用1h使温度从520℃降温至400℃。
进一步地，在400℃的温度下保温7h。
进一步地，步骤（8）中所述粗轧轧至厚度为0.036-0.049mm。
进一步地，步骤（8）中所述精轧轧至厚度为0.0218-0.029mm。
进一步地，步骤（8）中所述成品精轧成4张厚度为0.012-0.016mm的铝箔，中间两张为双面暗电池箔。
本发明具有以下有益效果：
（1）由实施例1-3和对比例2的数据可见，实施例1-3制得的电池箔在延伸率、端面质量、箔面带油、箔面质量、暗面亮点上基本相当；而在抗拉强度上，实施例1-3制得的电池箔的抗拉强度比对比例2的抗拉强度高至少19.63%；在板型情况上，实施例1-3与对比例2制得的板型虽然都是二肋微松，但实施例1-3工艺上采用四张张叠轧比对比例2两张叠轧的板型好很多；在一次生产铝箔张数上，实施例1-3的工艺一次性可以生产铝箔为4张，而对比例2仅能生产2张，可见实施例1-3制得的铝箔不仅质量上更优，而且生产的数量更多，大大提高了生产效率。另外由实施例1-3的数据可见，实施例2为最优实施例。
（2）通过实施例2与对比例1可知，提高第二次（中间退火）退火温度和延长退火时间，可以提高抗拉强度和延伸率，这是提高退火温度和延长退火时间可以较好的改善铸轧得到坯料的组织，获得均匀细小的晶粒，同时有利于消除冷轧过程中的加工硬化，提高金属的塑性，进而提高铝箔的抗拉强度和延伸率。
（3）本发明生产出的成品双面暗电池箔厚度公差在±3%之内、宽度公差在±1mm之内，达因值≥32，暗面铝粉得到了有效控制，无荷叶边，其成品使用性能和表面质量较高，能够适用于大部分电池。
（4）本发明通过调整铝合金的成分，添加Cu、Mn、Mg、Ti元素并调整适当的用量，通过改变元素之间的协同作用，经过大量的试轧，多次调整生产工艺及生产参数及轧辊粗糙度和凸度等，最终选择轧辊粗糙度Ra为0.06μm，轧辊凸度为0.045mm，有效提高了铝箔的性能，可满足制备电池铝箔的要求。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述双面暗电池箔，包含以下质量百分比组分原料：Si：0.105-0.127%、Fe：0.416- 0.536%、Cu：0.0333-0.0570%、Mn：0.0053-0.0213%、Mg：≤0.005%、Ti：0.0206-0.0267%、Al：99.21-99.36%。
所述双面暗电池箔的制备方法，包括以下步骤：
（1）将双面暗电池箔各成分原料加入到熔炼炉中进行熔炼，熔炼制备条件为：熔炼温度为730-760℃，得到铝合金熔融液；
（2）将铝合金熔融液输入到铸轧机中，铸轧成厚度为7.0-7.5mm的坯料，并冷却至室温；
（3）将铸轧坯料经冷轧机冷轧至厚度为1.8-4.0mm时，进行均匀化退火处理：退火温度为550℃，保温时间为25h；
（4）经均匀化退火后的铝卷冷却到室温后，分道次冷轧至0.9-1.9mm；
（5）经步骤（4）的铝卷分道次冷轧后进行重卷切边；
（6）将重卷切边的铝卷冷轧至厚度为0.45-0.95mm，接着进行中间退火处理：先在520℃的温度下保温8h；然后用1h使温度从520℃降温至400℃，最后在400℃的温度下保温7h；
（7）将中间退火处理的铝卷进行冷轧至厚度为0.24mm；
（8）将步骤（7）冷轧后的铝卷进行重卷，接着进行箔轧，所述箔轧道次：先粗轧至厚度为0.036-0.049mm，接着精轧至厚度为0.0218-0.029mm，接着三或四合轧，接着成品精轧成4张厚度为0.012-0.016mm的电池箔，最后分切，制得双面暗电池箔，中间两张为双面暗电池箔，其中，成品精轧时铝箔轧制速度为240-520m/min，载荷为350-663KN，开卷张力为16-33N/mm2，卷取张力为6-25N/mm2，轧制油温为35-40℃，轧制油喷射压力为0.5-0.6Mpa，轧制油流量为40-45Lpm，轧制油透光率≥95%。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
一种双面暗电池箔，包含以下质量百分比组分原料：Si：0.105%、Fe：0.416%、Cu：0.0333%、Mn：0.0213%、Mg：0.005%、Ti：0.0206%、Al：99.36%。
所述双面暗电池箔的制备方法，包括以下步骤：
（1）将双面暗电池箔各成分原料加入到熔炼炉中进行熔炼，熔炼制备条件为：熔炼温度为750℃，得到铝合金熔融液；
（2）将铝合金熔融液输入到铸轧机中，铸轧成厚度为7.0mm的坯料，并冷却至室温；
（3）将铸轧坯料经冷轧机分道次依次冷轧至厚度为3.3mm、1.8mm，进行均匀化退火处理：退火温度为550℃，保温时间为25h；
（4）经均匀化退火后的铝卷冷却到室温后，分道次冷轧至0.9mm；
（5）经步骤（4）的铝卷分道次冷轧后进行重卷切边；
（6）将重卷切边的铝卷冷轧至厚度为0.45mm，接着进行中间退火处理：先在520℃的温度下保温8h；然后用1h使温度从520℃降温至400℃，最后在400℃的温度下保温7h；
（7）将中间退火处理的铝卷进行冷轧至厚度为0.24mm；
（8）将步骤（7）冷轧后的铝卷进行重卷，接着进行箔轧，所述箔轧道次：先粗轧，具体为分道次依次冷轧至厚度为0.12mm、0.06mm、0.036mm，接着精轧至厚度为0.0218mm，接着四合轧，接着成品精轧成4张厚度为0.012mm的电池箔，最后分切，制得双面暗电池箔，中间两张为双面暗电池箔，其中，成品精轧时铝箔轧制速度为240m/min，载荷为635KN，开卷张力为16N/mm2，卷取张力为6N/mm2，轧制油温为36℃，轧制油喷射压力为0.5Mpa，轧制油流量为40Lpm，轧制油透光率为95%。
实施例2
一种双面暗电池箔，包含以下质量百分比组分原料：Si：0.127%、Fe：0.419%、Cu：0.0343%、Mn：0.0214%、Mg：0.005%、Ti：0.0267%、Al：99.33%。
所述双面暗电池箔的制备方法，包括以下步骤：
（1）将双面暗电池箔各成分原料加入到熔炼炉中进行熔炼，熔炼制备条件为：熔炼温度为750℃，得到铝合金熔融液；
（2）将铝合金熔融液输入到铸轧机中，铸轧成厚度为7.5mm的坯料，并冷却至室温；
（3）将铸轧坯料经冷轧机分道次依次冷轧至厚度为4.0mm，进行均匀化退火处理：退火温度为550℃，保温时间为25h；
（4）经均匀化退火后的铝卷冷却到室温后，分道次冷轧至1.9mm；
（5）经步骤（4）的铝卷分道次冷轧后进行重卷切边；
（6）将重卷切边的铝卷冷轧至厚度为0.95mm，接着进行中间退火处理：先在520℃的温度下保温8h；然后用1h使温度从520℃降温至400℃，最后在400℃的温度下保温7h；
（7）将中间退火处理的铝卷进行分道次依次冷轧至厚度为0.45mm、0.24mm；
（8）将步骤（7）冷轧后的铝卷进行重卷，接着进行箔轧，所述箔轧道次：先粗轧，具体为分道次依次冷轧至厚度为0.12mm、0.065mm、0.039mm，接着精轧至厚度为0.0235mm，接着四合轧，接着成品精轧成4张厚度为0.014mm的电池箔，最后分切，制得双面暗电池箔，中间两张为双面暗电池箔，其中，成品精轧时铝箔轧制速度为520m/min，载荷为380KN，开卷张力为29N/mm2，卷取张力为16N/mm2，轧制油温为38℃，轧制油喷射压力为0.6Mpa，轧制油流量为43Lpm，轧制油透光率为95.3%。
实施例3
一种双面暗电池箔，包含以下质量百分比组分原料：Si：0.127%、Fe：0.511%、Cu：0.0592%、Mn：0.005%、Mg：0.005%、Ti：0.0251%、Al：99.23%。
所述双面暗电池箔的制备方法，包括以下步骤：
（1）将双面暗电池箔各成分原料加入到熔炼炉中进行熔炼，熔炼制备条件为：熔炼温度为750℃，得到铝合金熔融液；
（2）将铝合金熔融液输入到铸轧机中，铸轧成厚度为7.3mm的坯料，并冷却至室温；
（3）将铸轧坯料经冷轧机分道次依次冷轧至厚度为3.3mm、1.8mm，进行均匀化退火处理：退火温度为550℃，保温时间为25h；
（4）经均匀化退火后的铝卷冷却到室温后，分道次冷轧至0.9mm；
（5）经步骤（4）的铝卷分道次冷轧后进行重卷切边；
（6）将重卷切边的铝卷冷轧至厚度为0.45mm，接着进行中间退火处理：先在520℃的温度下保温8h；然后用1h使温度从520℃降温至400℃，最后在400℃的温度下保温7h；
（7）将中间退火处理的铝卷进行冷轧至厚度为0.24mm；
（8）将步骤（7）冷轧后的铝卷进行重卷，接着进行箔轧，所述箔轧道次：先粗轧，具体为分道次依次冷轧至厚度为0.105mm、0.049mm，接着精轧至厚度为0.029mm，接着四合轧，接着成品精轧成4张厚度为0.012-0.016mm的电池箔，最后分切，制得双面暗电池箔，中间两张为双面暗电池箔，其中，成品精轧时铝箔轧制速度为480m/min，载荷为350KN，开卷张力为33N/mm2，卷取张力为25N/mm2，轧制油温为40℃，轧制油喷射压力为0.6Mpa，轧制油流量为45Lpm，轧制油透光率为95%。
对比例1
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是：1）步骤（3）均匀化退火处理：退火温度为590℃，保温时间为16h；2））步骤（6）中间退火处理：先在210℃的温度下保温9h；然后用1h使温度从210℃降温至200℃，最后在200℃的温度下保温7h。
对比例2
采用中国专利申请文献“一种锂电池用铝箔”（公开号：CN105018799A）效果实施例1-5的工艺制备电池箔。
对实施例1-3和对比例1-2制得的电池箔进行抗拉强度和延伸率的性能测试，并测试端面质量、箔面带油、箔面质量、暗面亮点、板型、一次生产铝箔张数情况，结果如下表所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
由上表可知：（1）由实施例1-3和对比例2的数据可见，实施例1-3制得的电池箔在延伸率、端面质量、箔面带油、箔面质量、暗面亮点上基本相当；而在抗拉强度上，实施例1-3制得的电池箔的抗拉强度比对比例2的抗拉强度高至少19.63%；在板型情况上，实施例1-3与对比例2制得的板型虽然都是二肋微松，但实施例1-3工艺上采用四张张叠轧比对比例2两张叠轧的板型好很多；在一次生产铝箔张数上，实施例1-3的工艺一次性可以生产铝箔为4张，而对比例2仅能生产2张，可见实施例1-3制得的铝箔不仅质量上更优，而且生产的数量更多，大大提高了生产效率。另外由实施例1-3的数据可见，实施例2为最优实施例。
（2）通过实施例2与对比例1可知，提高第二次（中间退火）退火温度和延长退火时间，可以提高抗拉强度和延伸率，这是提高退火温度和延长退火时间可以较好的改善铸轧得到坯料的组织，获得均匀细小的晶粒，同时有利于消除冷轧过程中的加工硬化，提高金属的塑性，进而提高铝箔的抗拉强度和延伸率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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 (10)

1.一种双面暗电池箔，其特征在于：包含以下质量百分比组分原料：Si：0.105-0.127%、Fe：0.416- 0.536%、Cu：0.0333-0.0570%、Mn：0.0053-0.0213%、Mg：≤0.005%、Ti：0.0206-0.0267%、Al：99.21-99.36%；
所述的双面暗电池箔的制备方法，包括以下步骤：
（1）将双面暗电池箔各成分原料加入到熔炼炉中进行熔炼，得到铝合金熔融液；
（2）将铝合金熔融液输入到铸轧机中，铸轧成厚度为7.0-7.5mm的坯料，并冷却至室温；
（3）将铸轧坯料经冷轧机冷轧至厚度为1.8-4.0mm时，进行均匀化退火处理；
（4）经均匀化退火后的铝卷冷却到室温后，分道次冷轧至0.9-1.9mm；
（5）经步骤（4）的铝卷分道次冷轧后进行重卷切边；
（6）将重卷切边的铝卷冷轧至厚度为0.45-0.95mm，接着进行中间退火处理；
（7）将中间退火处理的铝卷进行冷轧至厚度为0.24mm；
（8）将步骤（7）冷轧后的铝卷进行重卷，接着进行箔轧，所述箔轧道次：先粗轧，接着精轧，接着三或四合轧，接着成品精轧，最后分切，制得双面暗电池箔；其中，成品精轧时铝箔轧制速度为240-520m/min，载荷为350-663KN，开卷张力为16-33N/mm2，卷取张力为6-25N/mm2，轧制油温为35-40℃，轧制油喷射压力为0.5-0.6Mpa，轧制油流量为40-45Lpm，轧制油透光率≥95%。
2.根据权利要求1所述的双面暗电池箔，其特征在于：所述双面暗电池箔厚度为0.012-0.016mm，抗拉强度为215.34-230.16MPa，延伸率为2.3-2.5%。
3.一种如权利要求1或2所述的双面暗电池箔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将双面暗电池箔各成分原料加入到熔炼炉中进行熔炼，得到铝合金熔融液；
（2）将铝合金熔融液输入到铸轧机中，铸轧成厚度为7.0-7.5mm的坯料，并冷却至室温；
（3）将铸轧坯料经冷轧机冷轧至厚度为1.8-4.0mm时，进行均匀化退火处理；
（4）经均匀化退火后的铝卷冷却到室温后，分道次冷轧至0.9-1.9mm；
（5）经步骤（4）的铝卷分道次冷轧后进行重卷切边；
（6）将重卷切边的铝卷冷轧至厚度为0.45-0.95mm，接着进行中间退火处理；
（7）将中间退火处理的铝卷进行冷轧至厚度为0.24mm；
（8）将步骤（7）冷轧后的铝卷进行重卷，接着进行箔轧，所述箔轧道次：先粗轧，接着精轧，接着三或四合轧，接着成品精轧，最后分切，制得双面暗电池箔；其中，成品精轧时铝箔轧制速度为240-520m/min，载荷为350-663KN，开卷张力为16-33N/mm2，卷取张力为6-25N/mm2，轧制油温为35-40℃，轧制油喷射压力为0.5-0.6Mpa，轧制油流量为40-45Lpm，轧制油透光率≥95%。
4.根据权利要求3所述的双面暗电池箔的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，熔炼制备条件为：熔炼温度为730-760℃。
5.根据权利要求3所述的双面暗电池箔的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，均匀化退火处理的条件为：退火温度为550℃，保温时间为25h。
6.根据权利要求3所述的双面暗电池箔的制备方法，其特征在于，步骤（6）中，中间退火处理的条件为：先在520℃的温度下保温8h；然后使温度从520℃降温至400℃，最后在400℃的温度下保温7h。
7.根据权利要求6所述的双面暗电池箔的制备方法，其特征在于，用1h使温度从520℃降温至400℃。
8.根据权利要求3所述的双面暗电池箔的制备方法，其特征在于，步骤（8）中所述粗轧轧至厚度为0.036-0.049mm。
9.根据权利要求3所述的双面暗电池箔的制备方法，其特征在于，步骤（8）中所述精轧轧至厚度为0.0218-0.029mm。
10.根据权利要求3所述的双面暗电池箔的制备方法，其特征在于，步骤（8）中所述成品精轧成4张厚度为0.012-0.016mm的铝箔，中间两张为双面暗电池箔。
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