CN110592501B - 锂电池铝塑膜用铝箔及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铝合金材料技术领域，涉及一种锂电池铝塑膜用铝箔，其成分及其质量百分比为：Si：0.08％；Fe：1.35～1.45％；Cu：0.03％；Mn：0.03％；Mg：0.01％；Zn：0.03%；Cr：0.03%；Ti：0.01~0.03％；余量为Al及其他不可避免杂质元素。本发明还公开了所述锂电池铝塑膜用铝箔的制备方法，包括粗轧→中轧→合卷→精轧→分切→退火。本发明采用改进的8021合金，合金元素配比合理，本发明采用8021合金，在国标范围内对合金成分调整，铝箔轧制时采用四道次大压下量高速轧制；采用中高温度退火，保证产品冲深性能和刷水A级效果。产品延伸率高，具有良好的耐腐蚀性，透氧透湿率低，复合强度高，可以满足锂电池铝塑膜对铝箔的使用要求。
Description
技术领域
本发明属于铝合金材料技术领域，涉及一种锂电池铝塑膜用铝箔及其制备工艺。
背景技术
随着新能源汽车的快速普及发展，对其安全性、重量及容量要求越来越高，从而对锂电池的安全性提升要求越来越迫切。软包锂电池因具有安全性能好、重量轻、容量大、内阻小、设计灵活的优势，被广泛应用于消费电子、汽车、军事、医疗、电动工具等行业。软包锂电池的本质其实只是液态锂离子电池套上一层聚合物外壳，而它性能如此优异，最重要的当属聚合物外壳中的铝塑膜，其性能主要决定于铝塑膜用铝箔。
目前我国锂电池铝塑膜用铝箔产品的性能，只有极少数企业的几项技术指标可达到日本企业的水平，存在的主要问题是不耐电解液和冲深不过关，国内铝塑膜的冲深在5mm左右，国外的在8mm，甚至达15mm，总体与国外产品还有一定差距。锂电池铝塑膜用铝箔要求尺寸精度高，冲深性能和延伸率较高，铝箔表面色泽均匀、干净、无腐蚀痕﹑无色差﹑无擦划伤﹑无横纹等质量缺陷。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供了一种锂电池铝塑膜用铝箔。
技术方案
一种锂电池铝塑膜用铝箔，其成分及其质量百分比为：Si：0.08％；Fe：1.35～1.45％；Cu：0.03％；Mn：0.03％；Mg：0.01％；Zn：0.03%；Cr：0.03%；Ti：0.01～0.03％；余量为Al及其他不可避免杂质元素，坯料采用8021合金，抗拉强度为135～165MPa，延伸率大于3.5%。
本发明较优公开例中，所述锂电池铝塑膜用铝箔其成分及其质量百分比为：Si：0.08％；Fe：1.35％；Cu：0.03％；Mn：0.03％；Mg：0.01％；Zn：0.03%；Cr：0.03%；Ti：0.01％；余量为Al及其他不可避免杂质元素，坯料采用8021合金，抗拉强度为142MPa，延伸率为3.85%。
本发明较优公开例中，所述锂电池铝塑膜用铝箔其成分及其质量百分比为：Si：0.08％；Fe：1.40％；Cu：0.03％；Mn：0.03％；Mg：0.01％；Zn：0.03%；Cr：0.03%；Ti：0.02％；余量为Al及其他不可避免杂质元素，坯料采用8021合金，抗拉强度为156MPa，延伸率为3.62%。
本发明较优公开例中，所述锂电池铝塑膜用铝箔其成分及其质量百分比为：Si：0.08％；Fe：1.45％；Cu：0.03％；Mn：0.03％；Mg：0.01％；Zn：0.03%；Cr：0.03%；Ti：0.03％；余量为Al及其他不可避免杂质元素，坯料采用8021合金，抗拉强度为160MPa，延伸率为3.55%。
本发明的另外一个目的，还公开了上述锂电池铝塑膜用铝箔的制备工艺，包括如下步骤：
A．粗轧：粗轧分为两个道次，粗轧所用坯料厚度为260μm，粗轧结束后，产品厚度为120μm；
B．中轧：将粗轧所得120μm铝板进行一个道次的中轧，得到出口厚度为66μm的铝板；
C．双合：将厚度为66μm的铝箔进行双合；
D. 精轧：双合后的铝箔66×2μm进行一个道次精轧后，得到厚度为30μm的铝箔；
E.分切：所得铝箔按客户需要的宽度进行分切；
F．退火：将分切后的铝箔采用箱式铝箔退火炉进行退火处理。
本发明较优公开例中，步骤A粗轧时，粗轧第一道次轧制速度550～650m/min，轧制力为1100～1300KN，开卷张力≤45N/mm²，板形曲线16～17，油温40～50℃，工作辊粗糙度为0.4μm，工作辊凸度为20‰，粗轧第二道次轧制速度750～950m/min，轧制力为1300～1500KN，开卷张力≤45N/mm²，板形曲线16，油温40～50℃，工作辊粗糙度为0.4μm，工作辊凸度为20‰。
本发明较优公开例中，步骤B所述中轧时：轧制速度1050～1150m/min，轧制力为1800～2100KN，开卷张力≤65N/mm²，板形曲线15，油温40～50℃，工作辊粗糙度为0.16μm，工作辊凸度为20‰。
本发明较优公开例中，步骤D所述精轧时：轧制速度400～450m/min，轧制力为1600～1900KN，开卷张力≤25～45N/mm²，板形曲线18，油温40～50℃，工作辊粗糙度为0.11μm，工作辊凸度为70‰。
本发明较优公开例中，步骤F所述铝箔退火时：升温阶段，从室温升至260℃，升温时间12h，高温保温阶段，在260℃进行保温，保温时间50～80h，降温阶段，从260℃将至160℃，降温时间8h，将至160℃后，出炉并在30分钟内盖布保温，并冷却至室温。
有益效果
本发明采用8021合金，在国标范围内对合金成分调整，合金配比为合理；铝箔轧制时采用四道次大压下量高速轧制；采用中高温度退火，保证产品冲深性能和刷水A级效果。产品延伸率高，具有良好的耐腐蚀性，透氧透湿率低，复合强度高，工艺科学，可以满足锂电池铝塑膜对铝箔的使用要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
锂电池铝塑膜用铝箔其成分及其质量百分比为：Si：0.08％；Fe：1.35％；Cu：0.03％；Mn：0.03％；Mg：0.01％；Zn：0.03%；Cr：0.03%；Ti：0.01％；余量为Al及其他不可避免杂质元素，坯料采用8021合金，抗拉强度为142MPa，延伸率为3.85%。
上述锂电池铝塑膜用铝箔的制备工艺，包括如下步骤：
（1）．粗轧：粗轧分为两个道次，粗轧所用坯料厚度为260μm，粗轧结束后，产品厚度为120μm；
（2）．中轧：将粗轧所得120μm铝板进行一个道次的中轧，得到出口厚度为66μm的铝板；
（3）．双合：将厚度为66μm的铝箔进行双合；
（4）． 精轧：双合后的铝箔66×2μm进行一个道次精轧后，得到厚度为30μm的铝箔；
（5）.分切：将铝箔按客户需要的宽度进行分切；
（6）．退火：分切后的铝箔采用箱式铝箔退火炉进行退火处理。
步骤1粗轧时，粗轧第一道次轧制速度580m/min，轧制力为1182KN，开卷张力40N/mm²，板形曲线16，油温42℃，工作辊粗糙度为0.4μm，工作辊凸度为20‰，粗轧第二道次轧制速度792m/min，轧制力为1420KN，开卷张力38N/mm²，板形曲线16，油温43℃，工作辊粗糙度为0.4μm，工作辊凸度为20‰。
步骤2所述中轧时：轧制速度1080m/min，轧制力为1920KN，开卷张力45N/mm²，板形曲线15，油温45℃，工作辊粗糙度为0.16μm，工作辊凸度为20‰。
步骤4所述精轧时：轧制速度424m/min，轧制力为1820KN，开卷张力≤38N/mm²，板形曲线18，油温45℃，工作辊粗糙度为0.11μm，工作辊凸度为70‰。
步骤F所述铝箔退火时：升温阶段，从室温升至260℃，升温时间12h，高温保温阶段，在260℃进行保温，保温时间50h，降温阶段，从260℃将至160℃，降温时间8h，将至160℃后，出炉并在30分钟内盖布保温，并冷却24h至室温。
成品性能检测：铝箔厚度为0.030mm，抗拉强度72Mpa，延伸率为21%，比国内同类产品（≥10%）高出一倍，冲深达到10mm，达到国际先进水平。
实施例2
锂电池铝塑膜用铝箔其成分及其质量百分比为：Si：0.08％；Fe：1.40％；Cu：0.03％；Mn：0.03％；Mg：0.01％；Zn：0.03%；Cr：0.03%；Ti：0.02％；余量为Al及其他不可避免杂质元素，坯料采用8021合金，抗拉强度为156MPa，延伸率为3.62%。
上述锂电池铝塑膜用铝箔的制备工艺，包括如下步骤：
（1）．粗轧：粗轧分为两个道次，粗轧所用坯料厚度为260μm，粗轧结束后，产品厚度为120μm；
（2）．中轧：将粗轧所得120μm铝板进行一个道次的中轧，得到出口厚度为66μm的铝板；
（3）．双合：将厚度为66μm的铝箔进行双合；
（4）． 精轧：双合后的铝箔66×2μm进行一个道次精轧后，得到厚度为30μm的铝箔；
（5）.分切：所得铝箔按客户需要的宽度进行分切；
（6）．退火：将分切后的铝箔采用箱式铝箔退火炉进行退火处理。
步骤1粗轧时，粗轧第一道次轧制速度620m/min，轧制力为1208KN，开卷张力38N/mm²，板形曲线16，油温45℃，工作辊粗糙度为0.4μm，工作辊凸度为20‰，粗轧第二道次轧制速度825m/min，轧制力为1498KN，开卷张力40.5N/mm²，板形曲线16，油温45℃，工作辊粗糙度为0.4μm，工作辊凸度为20‰。
步骤2所述中轧时：轧制速度1120m/min，轧制力为2020KN，开卷张力43N/mm²，板形曲线15，油温45℃，工作辊粗糙度为0.16μm，工作辊凸度为20‰。
步骤4所述精轧时：轧制速度442m/min，轧制力为1780KN，开卷张力≤40N/mm²，板形曲线18，油温45℃，工作辊粗糙度为0.11μm，工作辊凸度为70‰。
步骤F所述铝箔退火时：升温阶段，从室温升至260℃，升温时间12h，高温保温阶段，在260℃进行保温，保温时间70h，降温阶段，从260℃将至160℃，降温时间8h，将至160℃后，出炉并在30分钟内盖布保温，并冷却至室温。
成品性能检测：铝箔厚度为0.030mm，抗拉强度76Mpa，延伸率为20.5%，比国内同类产品（≥10%）高出一倍，冲深达到11mm，达到国际先进水平。
实施例3
锂电池铝塑膜用铝箔其成分及其质量百分比为：Si：0.08％；Fe：1.45％；Cu：0.03％；Mn：0.03％；Mg：0.01％；Zn：0.03%；Cr：0.03%；Ti：0.03％；余量为Al及其他不可避免杂质元素。坯料采用8021合金，抗拉强度为160MPa，延伸率为3.55%。
上述锂电池铝塑膜用铝箔的制备工艺，包括如下步骤：
（1）．粗轧：粗轧分为两个道次，粗轧所用坯料厚度为260μm，粗轧结束后，产品厚度为120μm；
（2）．中轧：将粗轧所得120μm铝板进行一个道次的中轧，得到出口厚度为66μm的铝板；
（3）．双合：将厚度为66μm的铝箔进行双合；
（4）． 精轧：双合后的铝箔66×2μm进行一个道次精轧后，得到厚度为30μm的铝箔；
（5）.分切：所得铝箔按客户需要的宽度进行分切；
（6）．退火：将分切后的铝箔采用箱式铝箔退火炉进行退火处理。
步骤1粗轧时，粗轧第一道次轧制速度635m/min，轧制力为1180KN，开卷张力40N/mm²，板形曲线16，油温44℃，工作辊粗糙度为0.4μm，工作辊凸度为20‰，粗轧第二道次轧制速度905m/min，轧制力为1398KN，开卷张力40N/mm²，板形曲线16，油温43℃，工作辊粗糙度为0.4μm，工作辊凸度为20‰。
步骤2所述中轧时：轧制速度1140m/min，轧制力为2000KN，开卷张力42N/mm²，板形曲线15，油温47℃，工作辊粗糙度为0.16μm，工作辊凸度为20‰。
步骤4所述精轧时：轧制速度428m/min，轧制力为1880KN，开卷张力36N/mm²，板形曲线18，油温46℃，工作辊粗糙度为0.11μm，工作辊凸度为70‰。
步骤F所述铝箔退火时：升温阶段，从室温升至260℃，升温时间12h，高温保温阶段，在260℃进行保温，保温时间80h，降温阶段，从260℃将至160℃，降温时间8h，将至160℃后，出炉并在30分钟内盖布保温，并冷却24h至室温。
成品性能检测：铝箔厚度为0.030mm，抗拉强度74Mpa，延伸率为21%，比国内同类产品（≥10%）高出一倍，冲深达到11mm，达到国际先进水平。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种锂电池铝塑膜用铝箔的制备工艺，所述铝箔的成分及其质量百分比为：Si：0.08％；Fe：1.35～1.45％；Cu：0.03％；Mn：0.03％；Mg：0.01％；Zn：0.03%；Cr：0.03%；Ti：0.01～0.03％；余量为Al及其他不可避免杂质元素，坯料采用8021合金，其抗拉强度为135～165MPa、延伸率大于3.5%；其特征在于，包括如下步骤：
A．粗轧：粗轧分为两个道次，粗轧所用坯料厚度为260μm，粗轧结束后，产品厚度为120μm，其中，第一道次轧制速度550～650m/min，轧制力为1100～1300KN，开卷张力≤45N/mm²，板形曲线16～17，油温40～50℃，工作辊粗糙度为0.4μm，工作辊凸度为20‰，粗轧第二道次轧制速度750～950m/min，轧制力为1300～1500KN，开卷张力≤45N/mm²，板形曲线16，油温40～50℃，工作辊粗糙度为0.4μm，工作辊凸度为20‰；
B．中轧：将粗轧所得120μm铝板进行一个道次的中轧，得到出口厚度为66μm的铝板，其中，轧制速度1050～1150m/min，轧制力为1800～2100KN，开卷张力≤65N/mm²，板形曲线15，油温40～50℃，工作辊粗糙度为0.16μm，工作辊凸度为20‰；
C．双合：将厚度为66μm的铝箔进行双合；
D. 精轧：双合后的铝箔66×2μm进行一个道次精轧后，得到厚度为30μm的铝箔，其中，轧制速度400～450m/min，轧制力为1600～1900KN，开卷张力≤25～45N/mm²，板形曲线18，油温40～50℃，工作辊粗糙度为0.11μm，工作辊凸度为70‰；
E.分切：所得铝箔按客户需要的宽度进行分切；
F．退火：将分切后的铝箔采用箱式铝箔退火炉进行退火处理，其中升温阶段，从室温升至260℃，升温时间12h，高温保温阶段，在260℃进行保温，保温时间50～80h，降温阶段，从260℃将至160℃，降温时间8h，将至160℃后，出炉并在30分钟内盖布保温，并冷却至室温。
2.根据权利要求1所述锂电池铝塑膜用铝箔的制备工艺，其特征在于，其成分及其质量百分比为：Si：0.08％；Fe：1.35％；Cu：0.03％；Mn：0.03％；Mg：0.01％；Zn：0.03%；Cr：0.03%；Ti：0.01％；余量为Al及其他不可避免杂质元素，坯料采用8021合金，其抗拉强度为142MPa、延伸率为3.85%。
3.根据权利要求1所述锂电池铝塑膜用铝箔的制备工艺，其特征在于，其成分及其质量百分比为：所述锂电池铝塑膜用铝箔其成分及其质量百分比为：Si：0.08％；Fe：1.40％；Cu：0.03％；Mn：0.03％；Mg：0.01％；Zn：0.03%；Cr：0.03%；Ti：0.02％；余量为Al及其他不可避免杂质元素，坯料采用8021合金，其抗拉强度为156MPa、延伸率为3.62%。
4.根据权利要求1所述锂电池铝塑膜用铝箔的制备工艺，其特征在于，其成分及其质量百分比为：Si：0.08％；Fe：1.45％；Cu：0.03％；Mn：0.03％；Mg：0.01％；Zn：0.03%；Cr：0.03%；Ti：0.03％；余量为Al及其他不可避免杂质元素，坯料采用8021合金，其抗拉强度为160MPa、延伸率为3.55%。
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