CN113652579B - 一种动力电池用铝箔的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够提高铝箔抗拉强度，和延伸率，并且能够避免铝箔出现毛边、荷叶边的动力电池用铝箔的生产工艺。该动力电池用铝箔的生产工艺，包括步骤：1)按重量百分比称取各个原料并混合，先经过熔炼得到熔体，熔体再经过铸轧形成铸轧坯料；2)对铸轧形成的铸轧坯料进行均匀化退火；3)将上述铸轧坯料进行冷轧，得到冷轧坯料；4)对冷轧坯料进行中间退火；5)将退火后的铝合金带材轧制成成品厚度；6)将步骤5)得到的铝箔进行分切。采用该动力电池用铝箔的生产工艺，能够使得抗拉强度可达285Mpa；延伸率大于2.0％；能够提高铝箔成品的品质。

Description

一种动力电池用铝箔的生产工艺
技术领域
本发明涉及电池用铝箔的生产，尤其是一种动力电池用铝箔的生产工艺。
背景技术
众所周知的：随着电动汽车的发展，作为电动汽车的最主要零部件就是电池，电池中铝箔的需求出现了爆发式的增长。箔作为负极以及承载物等作用，满足整个电池的需要。
大部分的电池厂家使用的铝箔，在厚度为0.012毫米时其抗拉强度要求在200-250Mpa，延伸率要求在2.5-3.5％，而国内某电池厂根据自身动力电池的性能工艺要求，对铝箔的性能要求提出抗拉强度270-300Mpa，延伸率大于2.0％。
现有技术中的如中国专利ZL202011601832.0公开的一种动力电池用铝箔及其制备
工艺，该铝箔中各原料的重量百分比如下：Si0.05～0.2％，Fe0.2～0.7％，Cu0.2％，Mn0.05％，Mg0.05％，Zn0.05％，Ti0.01～0.06％，余量为Al；该铝箔的制备工艺包括熔铸、首次冷轧、退火、二次冷轧、箔轧、分切六个步骤。本发明制得的铝箔表面张力系数大，无需经过后续除油处理，铝箔表面张力即可达到31达因以上，满足用户的使用需求，简化工艺流程，降低生产成本，且表面美观、细腻，制备工艺简单，路线成熟，具有广泛的工业应用前景。
但是，上述工艺无法制备抗拉强度270-300Mpa，延伸率大于2.0％的铝箔。同时在铝箔的生产过程中，需要对铝箔进行分切，对电池箔的分切质量要求也非常高，具体的质量要求有：不能有毛边，不得有波浪、荷叶边，不能有铝粉等等。
现有技术中，铝箔的分切由于分切时，前后张力不易控制，因此容易出现毛边和荷叶边。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高铝箔抗拉强度，和延伸率，并且能够避免铝箔出现毛边、荷叶边的动力电池用铝箔的生产工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种动力电池用铝箔的生产工艺，其特征在于：所述动力电池用铝箔包括：Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ti、AL；Cu的含量为0.17％-0.20％，Si的含量小于0.07％；
并包括以下步骤：
1)按重量百分比称取各个原料并混合，先经过熔炼得到熔体，熔体再经过铸轧形成铸轧坯料；
2)对铸轧形成的铸轧坯料进行均匀化退火；
3)将上述铸轧坯料进行冷轧，得到冷轧坯料；
4)对冷轧坯料进行中间退火；
5)将退火后的铝合金带材轧制成成品厚度；
6)将步骤5)得到的铝箔进行分切，分切速度为200-300m/min；
步骤2)具体为：将铝合金带材采用580℃保温4.5小时，550℃保温20小时的均匀化退火，且均匀化退火时的所述铝合金带材的厚度为3.5mm；
步骤4)具体为：将铝合金带材采用250℃保温3.5小时，195℃保温4小时的中间退火，且中间退火时的所述铝合金带材的厚度为0.9mm；
步骤5)具体为：41)将中间退火后的铝合金带材轧制成厚度为0.4mm；
42)将0.4mm的铝合金带材轧制成品厚度；
第一道次由0.4mm压至0.18mm，第二道次由0.18mm压至0.042mm，第三道次由0.042mm压至0.019mm，第四道次由0.019mm压至0.012mm。
进一步的，在步骤6)中采用铝箔切分装置将步骤得到的铝箔进行分切；
所述铝箔切分装置包括底座；所述底座1的一端设置有送料装置；
所述送料装置包括设置在底座一端两侧的支撑板；所述支撑板之间设置有送料转轴；两个支撑板中其中一个支撑板上设置有驱动送料转轴转动的驱动装置；
所述送料装置的一侧设置有分切平台；所述分切平台一端的两侧均设置有导向板；两块导向板之间设置有压辊；所述分切平台的中间位置设置有分切槽；
所述分切槽的正上方设置有刀架；所述刀架上设置有第一伸缩装置；所述第一伸缩装置具有伸缩轴；
所述伸缩轴中间位置设置有横向压板；所述伸缩轴下端设置有分切刀安装架；所述分切刀安装架上设置有切刀；所述切刀位于分切槽的正上方；
所述横向压板的两端分布延伸到分切槽的两侧，所述分切槽的两侧均设置有压板；所述压板上设置有导向杆；所述导向杆穿过横向压板；所述压板与横向压板之间设置有弹簧；所述弹簧套装在导向杆上；所述导向杆上端设置有限位螺母；
所述分切平台的一侧设置有横向滑槽；所述横向滑槽内设置有滑块；所述滑块的上表面与分切平台上表面平齐；
所述滑块一端设置有挡板；所述挡板上设置有安装板；所述安装板下方设置有第二压板；所述安装板上设置有驱动第二压板上下移动的第二伸缩装置；
所述横向滑槽底部设置有驱动滑块左右移动的丝杆；所述横向滑槽的一端设置有丝杆的丝杆驱动装置。
具体的包括以下步骤：
S61、根据加工产品的规格对切刀的位置和角度进行调整；通过丝杆驱动装置驱动丝杆调节滑块的位置，从而调节切割铝箔的长度；
S62、将铝箔卷安装到送料转轴上，通过驱动装置驱动送料转轴转动，从而使得铝箔卷送料，使得铝箔输送到分切平台上；通过导向板以及压辊实现对铝箔的导向输送；
S63、当铝箔末端移动到滑块一端的挡板时，通过启动第二伸缩装置使得第二压板压紧铝箔末端；同时启动第一伸缩装置，使得伸缩轴带动横向压板向下移动，此时横向压板带动压板压紧铝箔，然后伸缩轴下端的切刀，分切铝箔实现分切；
S64、然后升起伸缩轴8，使得压板脱离铝箔；取下分切得到的铝箔，然后进行第二次分切。
进一步的，所述横向滑槽两侧均设置有限位挡板。
进一步的，所述第一伸缩装置以及第二伸缩装置均采用电动伸缩杆。
进一步的，所述驱动装置以及丝杆驱动装置均采用电机。
本发明的有益效果是：本发明所述的动力电池用铝箔的生产工艺，由于Cu的含量为0.17％-0.20％，Si的含量小于0.07％；并且结合均匀化退火和中间退火的热工艺处理，从而能够使得抗拉强度可达285Mpa；延伸率大于2.0％。
其次，动力电池用铝箔的生产工艺中通过对均匀化退火和中间退火的调整；选取合适的热处理厚度及合适的温度，以实现材料的加工硬化程度，从而最终提高产品质量，提高抗拉强度和延伸率。
最后，由于采用的切分装置在分切槽的两侧均设置有压板，因此能够在分切时压住分切槽两侧的铝箔，从而便于控制前后两侧的张力，避免形成毛边和荷叶边；能够保证成品的品质；由于在分切平台一端设置有滑槽，在滑槽内设置有滑块，通过滑块实现对铝箔末端的位置限制，从而实现对分切尺寸的调节；便于操作。
附图说明
图1为本发明实施例中动力电池用铝箔的分切装置的立体图；
图2为本发明实施例中动力电池用铝箔的分切装置的俯视图；
图3为本发明实施例中动力电池用铝箔的分切装置的侧视图；
图4本发明实施例中动力电池用铝箔的生分切装置的剖视图；
图中标示：1-底座，2-送料转轴，3-驱动装置，4-分切平台，5-压辊，6-刀架，7-第一伸缩装置，8-伸缩轴，9-横向压板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1至图4所示，本发明所述的动力电池用铝箔的生产工艺，所述动力电池用铝箔包括：Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ti、AL；Cu的含量为0.17％-0.20％，Si的含量小于0.07％；
并包括以下步骤：
1)按重量百分比称取各个原料并混合，先经过熔炼得到熔体，熔体再经过铸轧形成铸轧坯料；
2)对铸轧形成的铸轧坯料进行均匀化退火；将铝合金带材采用580℃保温4.5小时，550℃保温20小时的均匀化退火，且均匀化退火时的所述铝合金带材的厚度为3.5mm；
3)将上述铸轧坯料进行冷轧，得到冷轧坯料；
4)对冷轧坯料进行中间退火；将铝合金带材采用250℃保温3.5小时，195℃保温4小时的中间退火，且中间退火时的所述铝合金带材的厚度为0.9mm；
5)将退火后的铝合金带材轧制成成品厚度；具体为：
51)将中间退火后的铝合金带材轧制成厚度为0.4mm；
52)将0.4mm的铝合金带材轧制成品厚度；
第一道次由0.4mm压至0.18mm，第二道次由0.18mm压至0.042mm，第三道次由0.042mm压至0.019mm，第四道次由0.019mm压至0.012mm。
6)将步骤5)得到的铝箔进行分切，分切速度为200-300m/min。
在应用过程中，由于Cu的含量为0.17％-0.20％，Si的含量小于0.07％；并且结合均匀化退火和中间退火的热工艺处理，从而能够使得抗拉强度可达285Mpa；延伸率大于2.0％。
其次，动在步骤2和步骤4中通过对均匀化退火和中间退火的调整；选取合适的热处理厚度及合适的温度，以实现材料的加工硬化程度，从而最终提高产品质量，提高抗拉强度和延伸率。
为了便于操作，便于对分切刀两侧张力的调整，进一步的，
在步骤6)中采用铝箔切分装置将步骤5得到的铝箔进行分切；
所述铝箔切分装置包括底座1；所述底座1的一端设置有送料装置；
所述送料装置包括设置在底座1一端两侧的支撑板201；所述支撑板201之间设置有送料转轴2；两个支撑板201中其中一个支撑板201上设置有驱动送料转轴2转动的驱动装置3；
所述送料装置的一侧设置有分切平台4；所述分切平台4一端的两侧均设置有导向板42；两块导向板42之间设置有压辊5；所述分切平台4的中间位置设置有分切槽41；
所述分切槽41的正上方设置有刀架6；所述刀架6上设置有第一伸缩装置7；所述第一伸缩装置7具有伸缩轴8；
所述伸缩轴8中间位置设置有横向压板9；所述伸缩轴8下端设置有分切刀安装架；所述分切刀安装架上设置有切刀14；所述切刀14位于分切槽41的正上方；
所述横向压板9的两端分布延伸到分切槽41的两侧，所述分切槽41的两侧均设置有压板10；所述压板10上设置有导向杆11；所述导向杆11穿过横向压板9；所述压板10与横向压板9之间设置有弹簧13；所述弹簧13套装在导向杆11上；所述导向杆11上端设置有限位螺母12；
所述分切平台4的一侧设置有横向滑槽15；所述横向滑槽15内设置有滑块17；所述滑块17的上表面与分切平台4上表面平齐；
所述滑块17一端设置有挡板18；所述挡板18上设置有安装板；所述安装板下方设置有第二压板20；所述安装板上设置有驱动第二压板20上下移动的第二伸缩装置19；
所述横向滑槽15底部设置有驱动滑块17左右移动的丝杆22；所述横向滑槽15的一端设置有丝杆22的丝杆驱动装置21。
具体的包括以下步骤：
S61、根据加工产品的规格对切刀14的位置和角度进行调整；通过丝杆驱动装置21驱动丝杆22调节滑块17的位置，从而调节切割铝箔的长度；
S62、将铝箔卷安装到送料转轴2上，通过驱动装置3驱动送料转轴2转动，从而使得铝箔卷送料，使得铝箔输送到分切平台4上；通过导向板42以及压辊5实现对铝箔的导向输送；
S63、当铝箔末端移动到滑块17一端的挡板18时，通过启动第二伸缩装置19使得第二压板20压紧铝箔末端；同时启动第一伸缩装置7，使得伸缩轴8带动横向压板9向下移动，此时横向压板9带动压板10压紧铝箔，然后伸缩轴8下端的切刀，分切铝箔实现分切；
S64、然后升起伸缩轴8，使得压板10脱离铝箔；取下分切得到的铝箔，然后进行第二次分切。
在应用的过程中，由于在分切槽的两侧均设置有压板，因此能够在分切时压住分切槽两侧的铝箔，从而便于控制前后两侧的张力，避免形成毛边和荷叶边；
其次由于在分切平台一端设置有滑槽，在滑槽内设置有滑块，通过滑块实现对铝箔末端的位置限制，从而实现对分切尺寸的调节。
为了便于实现对铝箔的导向，进一步的，所述横向滑槽15两侧均设置有限位挡板16。
为了便于控制，简化结构，进一步的，所述第一伸缩装置7以及第二伸缩装置19均采用电动伸缩杆。所述驱动装置3以及丝杆驱动装置21均采用电机。

Claims (4)

1.一种动力电池用铝箔的生产工艺，其特征在于：所述动力电池用铝箔包括：Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ti、AL；Cu的含量为0.17％-0.20％，Si的含量小于0.07％；
并包括以下步骤：
1)按重量百分比称取各个原料并混合，先经过熔炼得到熔体，熔体再经过铸轧形成铸轧坯料；
2)对铸轧形成的铸轧坯料进行均匀化退火；
3)将上述铸轧坯料进行冷轧，得到冷轧坯料；
4)对冷轧坯料进行中间退火；
5)将退火后的铝合金带材轧制成成品厚度；
6)将步骤5)得到的铝箔进行分切，分切速度为200-300m/min；
步骤2)具体为：将铝合金带材采用580℃保温4.5小时，550℃保温20小时的均匀化退火，且均匀化退火时的所述铝合金带材的厚度为3.5mm；
步骤4)具体为：将铝合金带材采用250℃保温3.5小时，195℃保温4小时的中间退火，且中间退火时的所述铝合金带材的厚度为0.9mm；
步骤5)具体为：41)将中间退火后的铝合金带材轧制成厚度为0.4mm；
42)将0.4mm的铝合金带材轧制成品厚度；
第一道次由0.4mm压至0.18mm，第二道次由0.18mm压至0.042mm，第三道次由0.042mm压至0.019mm，第四道次由0.019mm压至0.012mm；
在步骤6)中采用铝箔切分装置将步骤(5)得到的铝箔进行分切；
所述铝箔切分装置包括底座(1)；所述底座(1)的一端设置有送料装置；
所述送料装置包括设置在底座(1)一端两侧的支撑板(201)；所述支撑板(201)之间设置有送料转轴(2)；两个支撑板(201)中其中一个支撑板(201)上设置有驱动送料转轴(2)转动的驱动装置(3)；
所述送料装置的一侧设置有分切平台(4)；所述分切平台(4)一端的两侧均设置有导向板(42)；两块导向板(42)之间设置有压辊(5)；所述分切平台(4)的中间位置设置有分切槽(41)；
所述分切槽(41)的正上方设置有刀架(6)；所述刀架(6)上设置有第一伸缩装置(7)；所述第一伸缩装置(7)具有伸缩轴(8)；
所述伸缩轴(8)中间位置设置有横向压板(9)；所述伸缩轴(8)下端设置有分切刀安装架；所述分切刀安装架上设置有切刀(14)；所述切刀(14)位于分切槽(41)的正上方；
所述横向压板(9)的两端分布延伸到分切槽(41)的两侧，所述分切槽(41)的两侧均设置有压板(10)；所述压板(10)上设置有导向杆(11)；所述导向杆(11)穿过横向压板(9)；所述压板(10)与横向压板(9)之间设置有弹簧(13)；所述弹簧(13)套装在导向杆(11)上；所述导向杆(11)上端设置有限位螺母(12)；
所述分切平台(4)的一侧设置有横向滑槽(15)；所述横向滑槽(15)内设置有滑块(17)；所述滑块(17)的上表面与分切平台(4)上表面平齐；
所述滑块(17)一端设置有挡板(18)；所述挡板(18)上设置有安装板；所述安装板下方设置有第二压板(20)；所述安装板上设置有驱动第二压板(20)上下移动的第二伸缩装置(19)；
所述横向滑槽(15)底部设置有驱动滑块(17)左右移动的丝杆(22)；所述横向滑槽(15)的一端设置有丝杆(22)的丝杆驱动装置(21)；
具体的包括以下步骤：
S61、根据加工产品的规格对切刀(14)的位置和角度进行调整；通过丝杆驱动装置(21)驱动丝杆(22)调节滑块(17)的位置，从而调节切割铝箔的长度；
S62、将铝箔卷安装到送料转轴(2)上，通过驱动装置(3)驱动送料转轴(2)转动，从而使得铝箔卷送料，使得铝箔输送到分切平台(4)上；通过导向板(42)以及压辊(5)实现对铝箔的导向输送；
S63、当铝箔末端移动到滑块(17)一端的挡板(18)时，通过启动第二伸缩装置(19)使得第二压板(20)压紧铝箔末端；同时启动第一伸缩装置(7)，使得伸缩轴(8)带动横向压板(9)向下移动，此时横向压板(9)带动压板(10)压紧铝箔，然后伸缩轴(8)下端的切刀，分切铝箔实现分切；
S64、然后升起伸缩轴(8)，使得压板(10)脱离铝箔；取下分切得到的铝箔，然后进行第二次分切。
2.如权利要求1所述的动力电池用铝箔的生产工艺，其特征在于：所述横向滑槽(15)两侧均设置有限位挡板(16)。
3.如权利要求2所述的动力电池用铝箔的生产工艺，其特征在于：所述第一伸缩装置(7)以及第二伸缩装置(19)均采用电动伸缩杆。
4.如权利要求3所述的动力电池用铝箔的生产工艺，其特征在于：所述驱动装置(3)以及丝杆驱动装置(21)均采用电机。
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