CN112845589A - 一种高延伸率的表面毛化集流体箔材的轧制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高延伸率的表面毛化集流体箔材的轧制方法，首先将钢质轧辊架在数控车床上，使用激光毛化工艺在轧辊表面加工预定尺寸、形状和分布的凸起，将制作好的钢质轧辊和另一根表面柔性轧辊组装在轧机上，将箔材从辊缝间穿过，在轧制力的作用下使钢质轧辊的表面凸起将箔材压入表面柔性轧辊，从而制备表面毛化箔材。根据本发明轧制方法制备的箔材一面为单面凹坑，一面为映射凸起，凹坑面表面形貌由钢质轧辊的凸起向下挤压时的拉伸作用形成，局部减薄不明显，具有高表面粗糙度、高延伸率和与基箔相当的拉伸强度，既能提高涂层的粘附性能，又能保证极片的制备工艺要求，具有良好的综合性能。

Description

一种高延伸率的表面毛化集流体箔材的轧制方法
技术领域
本发明涉及电化学储能领域，尤其是涉及一种高延伸率的表面毛化集流体箔材的轧制方法。
背景技术
在电化学储能器件中，集流体箔材表面涂布活性材料制备成极片，箔材起到承载活性材料和传输电子的作用。活性层与集流体箔材之间的粘附性能影响到器件电阻、高倍率性能和循环寿命，因此需要对集流体进行表面改性处理。
为了提高电化学储能器件的能量密度，集流体箔材向超薄方向发展。需要研究一种集流体箔材的表面粗化方法，使之既能增大箔材的比表面积，提高活性层与箔材的粘附性能，又能保证箔材力学性能，满足极片制备工艺要求。现有的毛化轧制方法或者存在箔材双面凹坑重叠现象，或者辊面凸起形状不佳，造成箔材局部明显减薄，降低箔材的延伸率，需要加以改进。
发明内容
本文发明的目的是提供一种具备高延伸率的表面毛化集流体箔材的轧制方法，
具体地，本发明提供一种高延伸率的表面毛化集流体箔材的轧制方法，具体步骤如下：
步骤100，选择两根轧辊，其中一根为钢质轧辊，另一根为表面柔性轧辊，将钢质轧辊架在数控车床上，使用激光毛化工艺在钢质轧辊表面加工出预定尺寸、形状和分布的凸起；
步骤200，将制作好的钢质轧辊和表面柔性轧辊组装在轧机上形成轧辊对，将箔材从辊缝间穿过，在轧制力的作用下使钢质轧辊的表面凸起将箔材的对应位置压入表面柔性轧辊，从而在箔材的两面形成不穿透凹坑构成的表面毛化结构。
根据本发明轧制方法制备的箔材一面为单面凹坑，一面为映射凸起，凹坑面表面形貌由钢质轧辊的凸起向下挤压时的拉伸作用形成，局部减薄不明显，具有高表面粗糙度、高延伸率和与基箔相当的拉伸强度，既能提高涂层的粘附性能，又能保证极片的制备工艺要求，具有良好的综合性能。
附图说明
图1是本发明一个实施方式的轧制方法流程示意图；
图2是本发明一个实施方式的箔材轧制示意图；
图3是本发明一个实施方式中制备的箔材表面照片示意图；
图4是图3所示箔材另一个表面的照片示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例和附图对本方案的具体结构和实施过程进行详细说明。
如图1所示，在本发明的一个实施方式中公开一种高延伸率的表面毛化集流体箔材的轧制方法，包括如下步骤：
步骤100，选择两根轧辊，其中一根为钢质轧辊，另一根为表面柔性轧辊，将钢质轧辊架在数控车床上，使用激光毛化工艺在钢质轧辊表面加工出预定尺寸、形状和分布的凸起；
如图2所示，钢质轧辊1表面凸起1-1的高度为箔材3厚度t的1.5～3倍，凸起1-1的形状可以为单侧凸起和环形凸起，其中，单侧凸起为利用激光在钢质轧辊1的表面形成熔池后，再将熔池内的熔化钢水向从侧向挤出形成；环形凸起是利用激光在钢质轧辊1表面形成熔池后，再将熔池内熔化的钢水从中央挤出形成。
凸起1-1的分布可以为自由螺旋线、沿周向的一维随机分布和沿周向、轴向的二维随机分布，即各凸起1-1之间在圆周方向和轴向的间隔距离可以相等也可以不相等；凸起1-1平均分布为100×100μm～500×500μm。调整激光毛化参数可获得不同的凸起1-1尺寸和形状。此外，整个激光毛化过程可编制相应的控制程序，输入数控机床中，以根据轧辊1、2的尺寸和转速自动控制轧辊表面凸起的分布。
表面柔性轧辊2的材质为聚氨酯或其它高硬度高分子材料一类，具备高耐磨性和回弹特性，可重复使用的材料都可以应用。
步骤200，将制作好的钢质轧辊和表面柔性轧辊组装在轧机上形成轧辊对，将箔材从辊缝间穿过，在轧制力的作用下使钢质轧辊的表面凸起将箔材的对应位置压入表面柔性轧辊，从而在箔材的两面形成不穿透凹坑构成的表面毛化结构。
在该步骤中，金属轧辊1表面的凸起1-1将箔材3上的对应位置压入表面柔性轧辊2表面，而箔材3的其它部分被钢质轧辊1和表面柔性轧辊2挤压住，只有凸起1-1接触的部位形成向表面柔性轧辊2方向下陷的拉伸效果，并在箔材3表面制备出相应形貌，轧制的箔材3其中一面为凸起1-1直接压制形成的单面凹坑，而另一面为凹坑凸出后形成，两个表面的形貌相反，表面粗糙度相等，因此具有良好的力学性能和高表面粗糙度。
通过以上步骤，可以轧制表面毛化的集流体箔材。其中能够轧制的箔材材质为常用集流体材料，例如：铝、铜，厚度为6～30μm，表面粗糙度Ra为1.0～3.0μm，延伸率达到基箔的70-90％，拉伸强度与基箔相当。
本实施方式通过上述步骤获得的箔材，具有单面凹坑，表面形貌由钢质轧辊的凸起向下挤压时的拉伸作用形成，局部减薄不明显，具有高表面粗糙度、高延伸率和与基箔相当的拉伸强度，既能提高涂层的粘附性能，又能保证极片的制备工艺要求，具有良好的综合性能。
如图2所示，先选择好相应的钢质轧辊和符合条件的表面柔性轧辊，然后在数控车床上使用激光毛化工艺加工钢质轧辊1，在其表面形成凸起1-1，高度l为30μm，再将钢质轧辊1和表面柔性轧辊2在轧机上组装，将厚度为16μm的铝箔3穿过辊缝，施加压力开始轧制，轧辊1表面的凸起1-1将与箔材3上接触位置压入轧辊2的辊面，而箔材的其它部分被轧辊1和轧辊2压住，仅在凸起接触处形成局部的向下拉伸作用，从而在箔材3的一面形成凸起压制凹坑，另一面形成与凸起形状一致的映射凸起构成的毛化形貌。
如图3和图4给出的箔材3的两个表面照片所示，制备的表面毛化铝箔3的表面粗糙度Ra为3.0μm，延伸率为基箔的70％，拉伸强度与基箔相当。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种高延伸率的表面毛化集流体箔材的轧制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100，选择两根轧辊，其中一根为钢质轧辊，另一根为表面柔性轧辊，将钢质轧辊架在数控车床上，使用激光毛化工艺在钢质轧辊表面加工出预定尺寸、形状和分布的凸起；
步骤200，将制作好的钢质轧辊和表面柔性轧辊组装在轧机上形成轧辊对，将箔材从辊缝间穿过，在轧制力的作用下使钢质轧辊的表面凸起将箔材的对应位置压入表面柔性轧辊，从而在箔材的两面形成不穿透凹坑构成的表面毛化结构。
2.根据权利要求1所述的轧制方法，其特征在于，
所述钢质轧辊表面凸起的形状为单侧凸起或环形凸起。
3.根据权利要求2所述的轧制方法，其特征在于，
所述箔材的厚度为6～25μm；所述凸起的高度为所述箔材厚度的1.5～3倍。
4.根据权利要求2所述的轧制方法，其特征在于，
所述凸起平均分布为100×100μm～500×500μm。
5.根据权利要求1所述的轧制方法，其特征在于，
所述凸起在所述钢质轧辊表面为自由螺旋线分布、沿周向的一维随机分布或沿周向、轴向的二维随机分布。
6.根据权利要求1所述的轧制方法，其特征在于，
所述表面柔性轧辊的表面材质为聚氨酯。
7.根据权利要求1所述的轧制方法，其特征在于，
所述表面柔性轧辊的表面材质为高硬度高分子材料。
8.根据权利要求1所述的轧制方法，其特征在于，
轧制后的所述箔材其中一面为由所述凸起挤压后形成的凹坑面，另一面为凹坑凸出后形成的映射面，两个表面的形貌相反且表面粗糙度相等。
9.根据权利要求8所述的轧制方法，其特征在于，
所述这箔材的表面粗糙度Ra为1.0～3.0μm，延伸率为基箔的70-90％，拉伸强度与基箔相当。
10.根据权利要求8所述的轧制方法，其特征在于，
所述箔材的材质为集流体材料。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114220938A (zh) * 2021-11-17 2022-03-22 喆烯新材(北京)科技有限公司 一种高附着力石墨烯毛化集流体的制备方法及其制备设备
CN114243024A (zh) * 2021-11-17 2022-03-25 喆烯新材(北京)科技有限公司 一种石墨烯毛化集流体的制备方法及其制备设备
CN114300654A (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 四川启睿克科技有限公司 一种均匀分布的三维锂合金负极及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08195202A (ja) * 1995-01-17 1996-07-30 Sony Corp 電 池
JP2008130351A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水系二次電池用集電体の製造方法および非水系二次電池用電極板の製造方法
CN101554682A (zh) * 2009-05-19 2009-10-14 中国石油大学(华东) 冷轧辊表面螺旋形微凸体制造方法
CN101642778A (zh) * 2009-08-04 2010-02-10 苏州市博海激光科技有限公司 一种轧辊表面激光毛化处理方法
KR20200092804A (ko) * 2019-01-25 2020-08-04 한밭대학교 산학협력단 전기화학소자 집전체 또는 금속 전극용 금속 이중 압연 시스템 및 패턴화된 전기화학소자 집전체 또는 금속 전극의 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08195202A (ja) * 1995-01-17 1996-07-30 Sony Corp 電 池
JP2008130351A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水系二次電池用集電体の製造方法および非水系二次電池用電極板の製造方法
CN101554682A (zh) * 2009-05-19 2009-10-14 中国石油大学(华东) 冷轧辊表面螺旋形微凸体制造方法
CN101642778A (zh) * 2009-08-04 2010-02-10 苏州市博海激光科技有限公司 一种轧辊表面激光毛化处理方法
KR20200092804A (ko) * 2019-01-25 2020-08-04 한밭대학교 산학협력단 전기화학소자 집전체 또는 금속 전극용 금속 이중 압연 시스템 및 패턴화된 전기화학소자 집전체 또는 금속 전극의 제조방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114220938A (zh) * 2021-11-17 2022-03-22 喆烯新材(北京)科技有限公司 一种高附着力石墨烯毛化集流体的制备方法及其制备设备
CN114243024A (zh) * 2021-11-17 2022-03-25 喆烯新材(北京)科技有限公司 一种石墨烯毛化集流体的制备方法及其制备设备
CN114220938B (zh) * 2021-11-17 2023-09-05 荣烯新材(北京)科技有限公司 一种高附着力石墨烯毛化集流体的制备方法及其制备设备
CN114243024B (zh) * 2021-11-17 2023-09-05 荣烯新材(北京)科技有限公司 一种石墨烯毛化集流体的制备方法及其制备设备
CN114300654A (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 四川启睿克科技有限公司 一种均匀分布的三维锂合金负极及其制备方法
CN114300654B (zh) * 2021-12-31 2023-06-09 四川启睿克科技有限公司 一种均匀分布的三维锂合金负极及其制备方法

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