CN111676394B - 铝箔及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属加工技术领域,公开了一种铝箔及其制备方法,该铝箔含有以下重量百分比的掺杂元素:硅0.08%~0.9%,铁0.28%~1.8%,金0.001%~0.005%,铂0.001%~0.006%。该铝箔的制备方法包括以下步骤:向铝中加入硅、铁、金及铂,进行混合熔炼,得到铝合金液;对所述铝合金液进行轧制,得到铝箔。本发明科学配比硅、铁、金及铂的质量比例,在这四种元素的相互协同作用下,改变铝箔的结构,经过混合熔炼及轧制,能够得到抗拉强度高且延展性好的铝箔,有利于铝箔的轧制加工,能够防止锂离子电池的铝箔在冷压过程中会出现断带现象的发生。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工技术领域,特别是涉及一种铝箔及其制备方法。
背景技术
锂离子电池的铝箔在冷压过程中会出现断带,为了防止这种现象的发生,一方面是提高铝箔的强度,另一方面是提高铝箔的延展性。有文献表明,铝箔中的成分对其结构及强度有较大的影响,Fe和Si固溶在铝中可以增加材料的硬度,也增加了材料的加工硬化,尤其是Si,其变形抗力也增加,但不利于轧制成超薄铝箔。有研究表明,铝箔中加入Cu可提高箔材强度,还可以通过加入Mn、Fe、Mg等第二相点,这些合金元素加入到铝中,有助于铝箔枝晶间距形成,铝箔中间金属化合物颗粒较小,成分偏析大,固溶体中溶质元素的过饱和程度大大提高,材料加工硬化提高,变形抗力大,强度高。
例如,在铝箔生产方面,专利CN200710142166.7公开了电解电容器电极用铝箔,其中铝合金的成分为Si:0.01%~0.30%,Fe:0.01%~0.30%,Ni:0.0021%~0.05%,Cu:0.01%~0.30%,其余为铝和不可避免的杂质。专利CN201710182733.5公开了一种锂离子动力电池用铝箔,由以下元素按质量百分含量组成:Al:99.85%~99.9%,Si:0.015%~0.10%,Fe:0.05%~0.15%,Cu:0.010%~0.035%。专利CN200910064592.2公开了一种3003牌号阴极铝箔的制造方法,铝箔合金成分为Si:0.1%~0.15%,Fe:0.45%~0.5%,Cu:0.1%~0.15%,Mn:1.1%~1.2%,Ti:0.02%~0.04%,其余为铝。专利CN201710909591.8公开了改善电池安全性能的铝箔及其制备方法和应用,其中铝箔中含有Si:0.09%~0.4%,Fe:0.39%~1.1%,Ti:0.0049%~0.025%,V:0.008%~0.014%,Cu:0%~0.004%,Mn:0%~0.005%,Mg:0%~0.003%,Zn:0%~0.01%。
上述专利公开的方案主要是通过增加铝箔的抗拉强度来防止锂离子电池的铝箔在冷压过程中会出现断带现象的发生,却在一定程度上降低了铝箔的延展性,不利于铝箔的轧制加工。因此,有必要对现有铝箔的配方及制备方法进行改进,在提高铝箔的抗拉强度的同时也提高铝箔的延展性。
发明内容
本发明的首要目的是克服现有技术中的不足之处,提供一种抗拉强度高且延展性好的铝箔。另一目的在于提供一种上述铝箔的制备方法。本发明的铝箔抗拉强度高且延展性好,有利于铝箔的轧制加工,能够防止锂离子电池的铝箔在冷压过程中会出现断带现象的发生。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种铝箔,含有以下重量百分比的元素:
硅0.08%~0.9%,铁0.28%~1.8%,金0.001%~0.005%,铂0.001%~0.006%。
所述铝箔中还含有不可避免的杂质。
在其中一种实施方式,所述铝箔含有以下重量百分比的掺杂元素:硅0.4%~0.6%,铁0.8%~1.2%,金0.002%~0.004%,铂0.002%~0.005%。
一种铝箔的制备方法,包括以下步骤:
向铝中加入硅、铁、金及铂,进行混合熔炼,得到铝合金液;其中,所述硅、所述铁、所述金及所述铂的质量比例为(0.08~0.9):(0.28~1.8):(0.001~0.005):(0.001~0.006);
对所述铝合金液进行轧制,得到铝箔。
在其中一种实施方式,所述向铝中加入硅、铁、金及铂,进行混合熔炼,得到铝合金液的操作具体为在惰性气氛保护下,将铝粉、硅粉、铁粉、金粉及铂粉混合熔炼,得到铝合金液。
在其中一种实施方式,所述向铝中加入硅、铁、金及铂,进行混合熔炼,得到铝合金液的操作具体为在惰性气氛保护下,对铝锭进行加热,以使所述铝锭融化,得到铝液;向所述铝液中加入硅粉、铁粉、金粉及铂粉,进行混合熔炼,得到所述铝合金液。
在其中一种实施方式,在向所述铝液中加入所述硅粉、所述铁粉、所述金粉及所述铂粉的操作之前,还将所述铝液经过孔径为0.1μm~0.3μm的滤网,进行过滤。
在其中一种实施方式,在对所述铝合金液进行所述轧制的操作之前,还对所述铝合金液进行静置消泡。
在其中一种实施方式,所述对所述铝合金液进行轧制,得到铝箔的操作具体为对所述铝合金液进行冷却,再进行第一次轧制,得到第一铝合金卷材;对所述第一铝合金卷材进行第二次轧制,得到第二铝合金卷材;对所述第二铝合金卷材进行两次退火,再进行第三次轧制,得到铝箔半成品;对所述铝箔半成品进行第四次轧制,得到所述铝箔。
在其中一种实施方式,所述第一铝合金卷材的厚度为5mm~8.5mm,所述第二铝合金卷材的厚度为3mm~7mm,所述铝箔的厚度为5μm~20μm。
在其中一种实施方式,所述两次退火包括第一次退火及第二次退火。所述第一次退火的温度为435℃~485℃,所述第一次退火的时间为4h~8h;所述第二次退火的温度为400℃~420℃,所述第二次退火的时间为4h~8h。
与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:
本发明科学配比硅、铁、金及铂的质量比例,在这四种元素的相互协同作用下,改变铝箔的结构,经过混合熔炼及轧制,能够得到抗拉强度高且延展性好的铝箔,有利于铝箔的轧制加工,能够防止锂离子电池的铝箔在冷压过程中会出现断带现象的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一实施方式的铝箔的制备方法的步骤流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一实施方式,一种铝箔,含有以下重量百分比的元素:硅0.08%~0.9%,铁0.28%~1.8%,金0.001%~0.005%,铂0.001%~0.006%。所述铝箔中还含有不可避免的杂质。
需要说明的是,一方面,通过向铝中加入一定量的硅和铁,有助于铝箔枝晶间距形成,铝箔中间金属化合物颗粒较小,成分偏析大,固溶体中溶质元素的过饱和程度大大提高,提高铝材料加工硬化,变形抗力大,提高抗拉强度。
一方面,金是延展性最高的金属,一克金可以打成一平方米薄片,或者说一盎司金可以打成300平方英尺。金叶甚至可以被打薄至半透明。因此向铝中加入一定量的金能够显著提高铝的延展性。另外,铝的密度为2.702g/cm3,而金的密度为19.32g/cm3,因此向铝中加入一定量的金能够显著提高铝的密度。铝是活泼金属,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约5nm的致密氧化膜,铝的粉末与空气混合则极易燃烧;而金的化学性质不活泼,是不活泼的金属元素,常温下不与氧气反应,只有加热和其他工序才能制造氧化金,只能溶于王水、硒酸、高氯酸等腐蚀性较强的物质中,具有优良的抗腐蚀。因此向铝中加入一定量的金能够降低铝与氧气反应的活泼性,提高铝的抗腐蚀性。铝材料的电阻率为2.85×10-8(Ω.m),而金材料的电阻率为2.05×10-8(Ω.m),因此向铝中加入一定量的金还能够降低铝的电阻率,提高铝的导电性能。
另一方面,铂是一种过渡金属,富延展性,可拉成很细的铂丝,轧成极薄的铂箔,因此向铝中加入一定量的铂能够显著提高铝的延展性。另外,铂的硬度为4~4.5,比铝的硬度要大,因此向铝中加入一定量的铂还会提高铝的硬度和强度。铂密度为21.45g/cm3,比铝的密度要高得多,因此向铝中加入一定量的铂能够显著提高铝的密度。铂的化学性质极稳定,不溶于强酸强碱,在空气中不氧化,只有王水能溶解铂,具有优良的抗腐蚀性。因此向铝中加入一定量的铂能够降低铝与氧气反应的活泼性,提高铝的抗腐蚀性。铂材料的电阻率为1.1×10-7(Ω.m),比铝材料的电阻率要大,因此向铝中加入一定量的铂反而会提高铝的电阻率,影响铝的导电性能。
可以理解的是,硅、铁、金及铂四种元素的配比是非常关键的,对形成的铝箔的结构会有很大影响,决定着铝箔的强度及延展性。例如,若硅和铁的总含量过高,则铝箔的强度过大,延展性过低;若硅和铁的总含量过低,则铝箔的强度过小,延展性过高。例如,若金和铂的总含量过高,则铝箔的强度过小,延展性过高;若金和铂的总含量过低,则铝箔的强度过大,延展性过低。例如,若金的含量过高,则铝箔的强度过小;若铂的含量过高,则铝箔的电阻率过大。因此,经过长期研究和大量实验,选取硅、铁、金及铂的质量比例为(0.08~0.9):(0.28~1.8):(0.001~0.005):(0.001~0.006),在硅、铁、金及铂四种元素的相互协同作用下,能够得到抗拉强度高、延展性好、密度大、抗腐蚀性高且导电性能优良的铝箔。
例如,所述铝箔含有以下重量百分比的掺杂元素:硅0.08%,铁0.28%,金0.001%,铂0.001%。如此能够得到抗拉强度高、延展性好、密度大、抗腐蚀性高且导电性能优良的铝箔。
例如,所述铝箔含有以下重量百分比的掺杂元素:硅0.09%,铁0.35%,金0.002%,铂0.002%。如此能够得到抗拉强度高、延展性好、密度大、抗腐蚀性高且导电性能优良的铝箔。
例如,所述铝箔含有以下重量百分比的掺杂元素:硅0.49%,铁1.04%,金0.003%,铂0.004%。如此能够得到抗拉强度高、延展性好、密度大、抗腐蚀性高且导电性能优良的铝箔。
例如,所述铝箔含有以下重量百分比的掺杂元素:硅0.45%,铁1.05%,金0.004%,铂0.003%。如此能够得到抗拉强度高、延展性好、密度大、抗腐蚀性高且导电性能优良的铝箔。
例如,所述铝箔含有以下重量百分比的掺杂元素:硅0.8%,铁1.7%,金0.004%,铂0.005%。如此能够得到抗拉强度高、延展性好、密度大、抗腐蚀性高且导电性能优良的铝箔。
例如,所述铝箔含有以下重量百分比的掺杂元素:硅0.9%,铁1.8%,金0.005%,铂0.006%。如此能够得到抗拉强度高、延展性好、密度大、抗腐蚀性高且导电性能优良的铝箔。
为了得到抗拉强度更大、延展性更好、密度更大、抗腐蚀性更高且导电性能更优良的铝箔,更优选地,所述铝箔含有以下重量百分比的掺杂元素:硅0.4%~0.6%,铁0.8%~1.2%,金0.002%~0.004%,铂0.002%~0.005%。如此能够得到抗拉强度更大、延展性更好、密度更大、抗腐蚀性更高且导电性能更优良的铝箔。
例如,所述铝箔含有以下重量百分比的掺杂元素:硅0.4%,铁0.8%,金0.002%,铂0.002%。如此能够得到抗拉强度更大、延展性更好、密度更大、抗腐蚀性更高且导电性能更优良的铝箔。
例如,所述铝箔含有以下重量百分比的掺杂元素:硅0.5%,铁0.9%,金0.003%,铂0.003%。如此能够得到抗拉强度更大、延展性更好、密度更大、抗腐蚀性更高且导电性能更优良的铝箔。
例如,所述铝箔含有以下重量百分比的掺杂元素:硅0.5%,铁1.0%,金0.003%,铂0.004%。如此能够得到抗拉强度更大、延展性更好、密度更大、抗腐蚀性更高且导电性能更优良的铝箔。
例如,所述铝箔含有以下重量百分比的掺杂元素:硅0.6%,铁1.2%,金0.004%,铂0.005%。如此能够得到抗拉强度更大、延展性更好、密度更大、抗腐蚀性更高且导电性能更优良的铝箔。
一实施方式,一种铝箔的制备方法,包括以下步骤:向铝中加入硅、铁、金及铂,进行混合熔炼,得到铝合金液;其中,所述硅、所述铁、所述金及所述铂的质量比例为(0.08~0.9):(0.28~1.8):(0.001~0.005):(0.001~0.006)。对所述铝合金液进行轧制,得到铝箔。如此能够得到抗拉强度高、延展性好、密度大、抗腐蚀性高且导电性能优良的铝箔。
又一种实施例,所述向铝中加入硅、铁、金及铂,进行混合熔炼,得到铝合金液的操作具体为在惰性气氛保护下,将铝粉、硅粉、铁粉、金粉及铂粉混合熔炼,得到铝合金液。需要说明的是,铝是活泼金属,铝粉与空气混合则极易燃烧,为了避免铝粉发生燃烧想象,降低操作危险性,通过惰性气氛来防止铝粉与空气反应,采用的惰性气氛为氮气、氩氢气氛等。
其中一种实施例,请参阅图1,一种铝箔的制备方法,包括以下步骤:
S110,在惰性气氛保护下,对铝锭进行加热,以使所述铝锭融化,得到铝液;将所述铝液经过孔径为0.1μm~0.3μm的滤网,进行过滤。
需要说明的是,一方面,为了避免铝粉发生燃烧现象,降低操作危险性,铝优选为铝锭,并通过惰性气氛来防止铝粉与空气反应,采用的惰性气氛为氮气、氩氢气氛等。另一方面,铝锭融化形成的铝液中可能会含有未完全融化的铝颗粒,经过0.1μm~0.3μm的滤网的过滤筛选,能够防止铝液中含有未完全融化的铝颗粒,使铝液完全熔融。例如,所述滤网的孔径为0.1μm。例如,所述滤网的孔径为0.3μm。例如,所述滤网的孔径为0.2μm。
由于硅、铁、金及铂中,铂的沸点较高为1768.3℃,为了使硅、铁、金及铂能够完全融化,铝液的温度应在1768.3℃以上。例如,所述加热温度为1800℃以上。一般来说,加热温度越高,硅、铁、金及铂的融化效果越高,但是加热温度越高,耗能越大,对滤网的耐高温性能越高,因此所述加热温度优选为1800℃~2000℃。例如,所述加热温度为1800℃。例如,所述加热温度为2000℃。例如,所述加热温度为1900℃。
在铝液过滤过程中,若采用普通滤网,普通滤网的耐高温性能不高,会与铝液发生反应导致铝液中含有的杂质含量增加。为了解决上述问题,又一种实施例,所述滤网为耐高温硅基滤网。耐高温硅基滤网的耐高温性能极佳,至少能够耐受2000℃,而且化学性质非常不活泼,不会在高温下与铝液反应,解决了普通滤网的耐高温性能不高,会与铝液发生反应导致铝液中含有的杂质含量增加的问题。
S120,向所述铝液中加入硅粉、铁粉、金粉及铂粉,进行混合熔炼,得到所述铝合金液;对所述铝合金液进行静置消泡。其中,所述硅、所述铁、所述金及所述铂的质量比例为(0.08~0.9):(0.28~1.8):(0.001~0.005):(0.001~0.006)。
需要说明的是,在1800℃~2000℃的温度下,通过混合熔炼使得硅粉、铁粉、金粉及铂粉完全融化与铝液混合均匀,再通过静置消泡,能够提高铝合金液的均匀性,避免在后续冷却凝固时会形成气泡,影响铝合金锭的品质。
又一种实施例,所述铝箔含有以下重量百分比的掺杂元素:硅0.49%,铁1.04%,金0.003%,铂0.004%。如此能够得到抗拉强度高、延展性好、密度大、抗腐蚀性高且导电性能优良的铝箔。
S130,对所述铝合金液进行冷却,再进行第一次轧制,得到第一铝合金卷材;对所述第一铝合金卷材进行第二次轧制,得到第二铝合金卷材;对所述第二铝合金卷材进行两次退火,再进行第三次轧制,得到铝箔半成品;对所述铝箔半成品进行第四次轧制,得到所述铝箔。
如此通过对铝合金液进行冷却、第一次轧制、第二次轧制、两次退火、第三次轧制及第四次轧制,能够提高铝箔的延展性,能够得到抗拉强度高、延展性好、密度大、抗腐蚀性高、导电性能优良且质地轻薄的铝箔。其中,两次退火能够降低第二铝合金卷材的硬度,提高二铝合金卷材的延伸率,提高二铝合金卷材的塑性性能,减少第二铝合金卷材的变形与裂纹倾向,能够有效防止锂离子电池的铝箔在冷压过程中会出现断带现象的发生。
为了使铝合金液冷却凝固成为铝合金锭,所述冷却温度应为800℃以下。同时为了使铝合金锭能够以良好的状态进行第一次轧制,所述冷却温度优选为500℃~700℃。例如,所述冷却温度为600℃。例如,所述冷却温度为650℃。
又一种实施例,所述第一次轧制为热轧、所述第二次轧制、所述第三次轧制及所述第四次轧制均为冷轧。又一种实施例,所述第一次轧制道次为25~30道次。例如,所述第一次轧制道次为25道次。例如,所述第一次轧制道次为30道次。例如,所述第一次轧制道次为28道次。又如,所述第二次轧制道次为6~12道次。例如,所述第二次轧制道次为6道次。例如,所述第二次轧制道次为12道次。例如,所述第二次轧制道次为8道次。又如,所述第三次轧制道次为4~8道次。例如,所述第三次轧制道次为4道次。例如,所述第三次轧制道次为8道次。例如,所述第三次轧制道次为6道次。又如,所述第四次轧制道次为8~14道次。例如,所述第四次轧制道次为8道次。例如,所述第四次轧制道次为14道次。例如,所述第四次轧制道次为12道次。
为了进一步提高两次退火的处理效果,又一种实施例,所述两次退火包括第一次退火及第二次退火,所述第一次退火的温度为435℃~485℃,所述第一次退火的时间为4h~8h;所述第二次退火的温度为400℃~420℃,所述第二次退火的时间为4h~8h。例如,所述第一次退火的温度为485℃,所述第一次退火的时间为4h。例如,所述第一次退火的温度为435℃,所述第一次退火的时间为8h。例如,所述第一次退火的温度为460℃,所述第一次退火的时间为6h。随第一次退火温度升高(435℃~485℃),析出相数量先增加而后减少且粗化,当第一次退火温度为450℃~470℃时,析出相数量多且均匀细小,故在450℃~470℃的第一次退火工艺最佳,其中以退火6h更佳。又如,所述第二次退火的温度为400℃,所述第二次退火的时间为8h。例如,所述第二次退火的温度为420℃,所述第二次退火的时间为4h。例如,所述第二次退火的温度为410℃,所述第二次退火的时间为6h。随第二次退火的温度升高(400℃~420℃),再结晶晶粒数量先增加而后减少且粗化,当第二次退火的温度为408℃~412℃时,再结晶晶粒数量多且均匀细小,故在408℃~412℃的第二次退火工艺最佳,其中以退火6h更佳。
又一种实施例,所述第一铝合金卷材的厚度为5mm~8.5mm,例如,所述第一铝合金卷材的厚度为5mm。例如,所述第一铝合金卷材的厚度为6.0mm。例如,所述第一铝合金卷材的厚度为6.8mm。例如,所述第一铝合金卷材的厚度为7.5mm。例如,所述第一铝合金卷材的厚度为8.5mm。又一种实施例,所述第二铝合金卷材的厚度为3mm~7mm,例如,所述第二铝合金卷材的厚度为3mm。例如,所述第二铝合金卷材的厚度为4mm。例如,所述第二铝合金卷材的厚度为5mm。例如,所述第二铝合金卷材的厚度为6mm。例如,所述第二铝合金卷材的厚度为7mm。又一种实施例,所述铝箔的厚度为5μm~20μm。例如,所述铝箔的厚度为5μm。例如,所述铝箔的厚度为7.5μm。例如,所述铝箔的厚度为10μm。例如,所述铝箔的厚度为15μm。例如,所述铝箔的厚度为20μm。由于降低铝箔的厚度可以提高锂离子电池的体积能量密度,故所述铝箔的厚度优选为5μm~10μm,相比于厚度为12μm的铝箔,能够提升锂离子电池的体积能量密度约有4%~8%。
与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:
本发明科学配比硅、铁、金及铂的质量比例,在这四种元素的相互协同作用下,改变铝箔的结构,经过混合熔炼及轧制,能够得到抗拉强度高、延展性好、密度大、抗腐蚀性高且导电性能优良的铝箔,有利于铝箔的轧制加工,能够防止锂离子电池的铝箔在冷压过程中会出现断带现象的发生,同时,本发明所述方法工艺简单,节能高效,适合于工业化生产。
上述任意一项实施例的铝箔均应用于锂离子电池,但是并不局限于电池行业,也可以应用于其他行业。
以下是具体实施例部分
实施例1
S111,在惰性气氛保护下,对铝锭进行加热,所述加热温度为1800℃,以使所述铝锭融化,得到铝液;将所述铝液经过孔径为0.1μm的耐高温硅基滤网,进行过滤。
S121,向所述铝液中加入0.08%硅粉、0.28%铁粉、0.001%金粉及0.001%铂粉,进行混合熔炼,得到所述铝合金液;对所述铝合金液进行静置消泡。
S131,对所述铝合金液进行冷却,所述冷却温度为500℃;再用轧制机进行第一次轧制,得到第一铝合金卷材;对所述第一铝合金卷材进行第二次轧制,得到第二铝合金卷材;对所述第二铝合金卷材进行两次退火,其中,第一次退火的温度为435℃,退火的时间8h;第二次退火的温度为400℃,退火的时间8h。再进行第三次轧制,得到铝箔半成品;对所述铝箔半成品进行第四次轧制,得到厚度为20μm的实施例1的铝箔。
实施例2
S112,在惰性气氛保护下,对铝锭进行加热,所述加热温度为2000℃,以使所述铝锭融化,得到铝液;将所述铝液经过孔径为0.3μm的耐高温硅基滤网,进行过滤。
S122,向所述铝液中加入0.9%硅粉、1.8%铁粉、0.005%金粉及0.006%铂粉,进行混合熔炼,得到所述铝合金液;对所述铝合金液进行静置消泡。
S132,对所述铝合金液进行冷却,所述冷却温度为700℃;再用轧制机进行第一次轧制,得到第一铝合金卷材;对所述第一铝合金卷材进行第二次轧制,得到第二铝合金卷材;对所述第二铝合金卷材进行两次退火,其中,第一次退火的温度为485℃,退火的时间4h;第二次退火的温度为420℃,退火的时间4h。再进行第三次轧制,得到铝箔半成品;对所述铝箔半成品进行第四次轧制,得到厚度为5μm的实施例2的铝箔。
实施例3
S113,在惰性气氛保护下,对铝锭进行加热,所述加热温度为1900℃,以使所述铝锭融化,得到铝液;将所述铝液经过孔径为0.2μm的耐高温硅基滤网,进行过滤。
S123,向所述铝液中加入0.4%硅粉、0.8%铁粉、0.002%金粉及0.002%铂粉,进行混合熔炼,得到所述铝合金液;对所述铝合金液进行静置消泡。
S133,对所述铝合金液进行冷却,所述冷却温度为600℃;再用轧制机进行第一次轧制,得到第一铝合金卷材;对所述第一铝合金卷材进行第二次轧制,得到第二铝合金卷材;对所述第二铝合金卷材进行两次退火,其中,第一次退火的温度为450℃,退火的时间6h;第二次退火的温度为408℃,退火的时间6h。再进行第三次轧制,得到铝箔半成品;对所述铝箔半成品进行第四次轧制,得到厚度为10μm的实施例2的铝箔。
实施例4
S114,在惰性气氛保护下,对铝锭进行加热,所述加热温度为1850℃,以使所述铝锭融化,得到铝液;将所述铝液经过孔径为0.25μm的耐高温硅基滤网,进行过滤。
S124,向所述铝液中加入0.6%硅粉、1.2%铁粉、0.004%金粉及0.005%铂粉,进行混合熔炼,得到所述铝合金液;对所述铝合金液进行静置消泡。
S134,对所述铝合金液进行冷却,所述冷却温度为650℃;再用轧制机进行第一次轧制,得到第一铝合金卷材;对所述第一铝合金卷材进行第二次轧制,得到第二铝合金卷材;对所述第二铝合金卷材进行两次退火,其中,第一次退火的温度为470℃,退火的时间6h;第二次退火的温度为412℃,退火的时间6h。再进行第三次轧制,得到铝箔半成品;对所述铝箔半成品进行第四次轧制,得到厚度为8μm的实施例2的铝箔。
实施例5
S115,在惰性气氛保护下,对铝锭进行加热,所述加热温度为1900℃,以使所述铝锭融化,得到铝液;将所述铝液经过孔径为0.2μm的耐高温硅基滤网,进行过滤。
S125,向所述铝液中加入0.49%硅粉、1.04%铁粉、0.003%金粉及0.004%铂粉,进行混合熔炼,得到所述铝合金液;对所述铝合金液进行静置消泡。
S135,对所述铝合金液进行冷却,所述冷却温度为600℃;再用轧制机进行第一次轧制,得到第一铝合金卷材;对所述第一铝合金卷材进行第二次轧制,得到第二铝合金卷材;对所述第二铝合金卷材进行两次退火,其中,第一次退火的温度为460℃,退火的时间6h;第二次退火的温度为410℃,退火的时间6h。再进行第三次轧制,得到铝箔半成品;对所述铝箔半成品进行第四次轧制,得到厚度为9μm的实施例3的铝箔。
对比例1
在惰性气氛保护下,对铝锭进行加热,所述加热温度为1900℃,以使所述铝锭融化,得到铝液;将所述铝液经过孔径为0.2μm的耐高温硅基滤网,进行过滤。
向所述铝液中加入0.49%硅粉及1.04%铁粉,进行混合熔炼,得到所述铝合金液;对所述铝合金液进行静置消泡。
对所述铝合金液进行冷却,所述冷却温度为600℃;再用轧制机进行第一次轧制,得到第一铝合金卷材;对所述第一铝合金卷材进行第二次轧制,得到第二铝合金卷材;对所述第二铝合金卷材进行两次退火,其中,第一次退火的温度为460℃,退火的时间6h;第二次退火的温度为410℃,退火的时间6h。再进行第三次轧制,得到铝箔半成品;对所述铝箔半成品进行第四次轧制,得到厚度为9μm的对比例1的铝箔。
对比例2
在惰性气氛保护下,对铝锭进行加热,所述加热温度为1900℃,以使所述铝锭融化,得到铝液;将所述铝液经过孔径为0.2μm的耐高温硅基滤网,进行过滤。
向所述铝液中加入0.49%硅粉、1.04%铁粉及0.007%金粉,进行混合熔炼,得到所述铝合金液;对所述铝合金液进行静置消泡。
对所述铝合金液进行冷却,所述冷却温度为600℃;再用轧制机进行第一次轧制,得到第一铝合金卷材;对所述第一铝合金卷材进行第二次轧制,得到第二铝合金卷材;对所述第二铝合金卷材进行两次退火,其中,第一次退火的温度为460℃,退火的时间6h;第二次退火的温度为410℃,退火的时间6h。再进行第三次轧制,得到铝箔半成品;对所述铝箔半成品进行第四次轧制,得到厚度为9μm的对比例2的铝箔。
对比例3
在惰性气氛保护下,对铝锭进行加热,所述加热温度为1900℃,以使所述铝锭融化,得到铝液;将所述铝液经过孔径为0.2μm的耐高温硅基滤网,进行过滤。
向所述铝液中加入0.49%硅粉、1.04%铁粉及0.007%铂粉,进行混合熔炼,得到所述铝合金液;对所述铝合金液进行静置消泡。
对所述铝合金液进行冷却,所述冷却温度为600℃;再用轧制机进行第一次轧制,得到第一铝合金卷材;对所述第一铝合金卷材进行第二次轧制,得到第二铝合金卷材;对所述第二铝合金卷材进行两次退火,其中,第一次退火的温度为460℃,退火的时间6h;第二次退火的温度为410℃,退火的时间6h。再进行第三次轧制,得到铝箔半成品;对所述铝箔半成品进行第四次轧制,得到厚度为9μm的对比例3的铝箔。
实验:选取实施例1~实施例5及对比例1~对比例3,分别按GB/T228-2002《金属材料室温拉伸实验方法》测定它们的抗拉强度和延伸率,测试结果见表1。
表1铝箔的性能参数
通过本发明实施例及对比例1的结果来看,对比例1只添加硅及铁,得到的铝箔抗拉强度过大,而延伸率却过低,非常不利于铝箔的轧制加工;而本发明实施例增添了金及铂,使硅、铁、金及铂这四种元素相互协同作用,在提高铝箔抗拉强度的同时,使铝箔具有优良的延伸率,有利于铝箔的轧制加工,并能够有效防止锂离子电池的铝箔在冷压过程中会出现断带现象的发生。
通过实施例5及对比例2~对比例3的结果来看,相比于单一的添加金(对比例2),或单一的添加铂(对比例3),本发明同时添加金及铂,通过它们之间相互协同作用,使得到的铝箔具有更高的抗拉强度及延伸率,更有利于铝箔的轧制加工,更能够有效防止锂离子电池的铝箔在冷压过程中会出现断带现象的发生。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种铝箔,其特征在于,由以下重量百分比的元素组成:硅0.08%~0.9%,铁1.04~1.8%,金0.001%~0.005%,铂0.002%~0.006%,剩余部分为Al和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的铝箔,其特征在于,由以下重量百分比的元素组成:硅0.4%~0.6%,铁1.04~1.2%,金0.002%~0.004%,铂0.002%~0.005%,剩余部分为Al和不可避免的杂质。
3.一种铝箔的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
向铝中加入硅、铁、金及铂,进行混合熔炼,得到铝合金液;其中,所述硅、所述铁、所述金及所述铂的质量比例为(0.08~0.9):(1.04~1.8%):(0.001~0.005):(0.002%~0.006%);
对所述铝合金液进行冷却凝固成为铝合金锭,再进行第一次轧制,得到第一铝合金卷材,其中,所述冷却温度为500℃~700℃;对所述第一铝合金卷材进行第二次轧制,得到第二铝合金卷材;对所述第二铝合金卷材进行两次退火,再进行第三次轧制,得到铝箔半成品;对所述铝箔半成品进行第四次轧制,得到铝箔。
4.根据权利要求3所述的铝箔的制备方法,其特征在于,所述向铝中加入硅、铁、金及铂,进行混合熔炼,得到铝合金液的操作具体为在惰性气氛保护下,将铝粉、硅粉、铁粉、金粉及铂粉混合熔炼,得到铝合金液。
5.根据权利要求3所述的铝箔的制备方法,其特征在于,所述向铝中加入硅、铁、金及铂,进行混合熔炼,得到铝合金液的操作具体为在惰性气氛保护下,对铝锭进行加热,以使所述铝锭融化,得到铝液;向所述铝液中加入硅粉、铁粉、金粉及铂粉,进行混合熔炼,得到所述铝合金液。
6.根据权利要求5所述的铝箔的制备方法,其特征在于,在向所述铝液中加入所述硅粉、所述铁粉、所述金粉及所述铂粉的操作之前,还将所述铝液经过孔径为0.1μm~0.3μm的滤网,进行过滤。
7.根据权利要求3所述的铝箔的制备方法,其特征在于,在对所述铝合金液进行所述轧制的操作之前,还对所述铝合金液进行静置消泡。
8.根据权利要求7所述的铝箔的制备方法,其特征在于,所述第一铝合金卷材的厚度为5mm~8.5mm,所述第二铝合金卷材的厚度为3mm~7mm。
9.根据权利要求7所述的铝箔的制备方法,其特征在于,所述两次退火包括第一次退火及第二次退火,所述第一次退火的温度为435℃~485℃,所述第二次退火的温度为400℃~420℃。
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