CN113881874A - 一种用于新能源电池的箔坯料及其制备方法 - Google Patents

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颜维俊
李高林
周林林
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Abstract

本发明提供了一种用于新能源电池的箔坯料及其制备方法，箔坯料的组成成分及质量百分比为Si≤0.1％，Fe＝0.1～0.25％，Cu＝0.03～0.05％，Mn≤0.05％，Zn≤0.05％，Ti≤0.05％，余量为Al；制备步骤包括(1)熔炼、(2)倒炉、(3)除气、(4)除渣、(5)铸轧、(6)板型控制、(7)质量检查，本发明生产的用于新能源电池的箔坯料，抗拉强度≥260MPa，延伸率＞3％，针孔数≤100个/m2，保证了坯料的力学性能的同时，针孔数少、断带率低、加工性能优异，可显著提升成品的质量，与传统的热轧料相比，生产流程短、成本低，因此本发明节约了资源和能源，提高了产品的加工效率。

Description

一种用于新能源电池的箔坯料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种铝箔坯料及其制备方法，更具体的是涉及一种用于新能源电池的箔坯料及其制备方法。
背景技术
铝箔用途广泛已经渗透到各行各业，从家用、医药、生活包装用纸到电子行业。近年来，随着电动汽车、电动工具等行业的迅猛发展，各类电池用材料的需求不断增加，电池箔也备受关注。电池箔是指应用于生产各种电池的铝箔产品，电池箔主要应用于电动汽车、电动自行车等领域，因后续加工对电池箔要求极高，因此电池用箔需具备高表面质量、高延伸、高抗拉等特点。
目前电池箔存在的缺陷如下：电池箔发货到下游客户，在动力电池的生产过程中，电池用铝箔的主要技术性问题是断带，这大大降低了新能源电池的加工效率；此外，电池用铝箔的针孔超标，也严重影响新能源电池的产品质量。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种新能源电池箔坯料及其制造方法，具体如下所示：
一种用于新能源电池的箔坯料，其合金组成成分及质量百分比为：Si≤0.1％，Fe0.1～0.25％，Cu0.03～0.05％，Mn≤0.05％，Zn≤0.05％，Ti≤0.05％，余量为Al。
一种用于新能源电池的箔坯料制备方法，包括以下步骤：
S1、熔炼：添加铝锭，添加的废料表面化平后进行搅拌、静置和扒渣；扒渣结束后，首先添加精炼剂进行精炼操作，其次添加中间合金控制熔炉中铝水的成分，成分合格后，经过两次喷粉精炼进入倒炉工序；
S2、倒炉：倒炉步骤开始前的2min使用高纯度惰性气体对保温炉进行过流精炼，熔炉中的铝水三次精炼结束后，熔体温度达到740～750℃后倒入保温炉，铝水进入保温炉后继续精炼，过滤掉铝水中的杂质；
S3、除气：精炼结束后，铝水进入除气箱，在除气箱通入高纯度的惰性气体进行除气，除气箱温度为710℃～730℃，惰性气体压力为0.15～0.25MPa；
S4、除渣：除气结束后，铝水进入过滤箱进行除渣，过滤箱的温度为705℃～725℃，为保证产品的质量，减少杂质对产品的影响，采用板式+管式过滤的方法进行过滤；
S5、铸轧：成分合格的铝水，流入前箱，经过冷的轧辊，冷却为板带材，轧制过程中，前箱温度为690℃～695℃，冷却水温温度为35～45℃；
S6、板型控制：合格的铝水经过冷的轧辊冷却为铸轧板，板厚为6.5～7.0mm，中凸度0.3％～0.8％，两边差≤0.03mm；
S7、质量检查：检查项目包括坯料板面清洁度、窜层、工艺裂边，酸洗晶粒度要求一级。
优选的，S1中所述的精炼操作具体包括精炼时温度为730～750℃，精炼气体为氩气，精炼剂为派洛特克，第一次精炼时精炼剂用量为每吨铝水添加0.3～0.5kg精炼剂，喷粉时间≥10min，静置5～10min进行扒渣，第二次精炼和第三次精炼时，精炼剂用量为每吨铝水添加1.0～1.2kg精炼剂，喷粉时间≥15min，静置15～20min后进行扒渣。
优选的，S2中，所述的精炼用高纯度惰性气体喷射精炼剂，精炼剂的用量为0.3～0.7kg/t铝。
优选的，S3中，所述的除气箱中通入高纯度惰性气体除氢，通入压力流量为20～25L/min，转子转速为530～570rpm。
优选的，S4中，所述的过滤箱采用的是板式加管式的过滤方式，管式过滤方式为派洛特克，板式过滤为二级过滤，二级过滤板为50目。
优选的，S5中，主机速度控制在800～1000mm/min，冷却水压0.5～1.0MPa；铸轧区长度45～55mm，上下辊辊缝5.3～5.5mm。
优选的，S6中，相邻两点厚度差≤0.02mm，纵向差≤0.1mm。
有益效果：
本发明提供的一种用于新能源电池的箔坯料及其制备方法，可生产0.008mm双面电池箔，断带率低、针孔数≤100个/m2，针孔数少可提高产品的质量、提高成品率，降低生产成本。同时本发明制备的坯料抗拉强度≥260Mpa、延伸率＞3％，保证了坯料的力学性能，与传统的热轧料相比，生产流程短、成本低，因此本发明节约了资源和能源，提高了产品的加工效率。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
一种用于新能源电池的箔坯料的制备方法，具体步骤如下：
1、熔炼：添加铝锭，待添加的铝锭化到2/3进行搅拌，化平后再进行搅拌，扒渣，每次搅拌时间10min；扒渣结束后，添加精炼剂精炼，精炼时温度控制在740℃，精炼气体为氩气，使用派洛特克精炼剂进行精炼。第一次精炼时精炼剂用量0.3～0.5kg/t铝，喷粉(精炼剂)时间10min，静置10min进行扒渣；随后添加中间合金，中间合金采用ω(Cu)＝50％，ω(Fe)＝75％，ω(Si)＝95％的速溶硅，配料后静置20min，再进行电磁搅拌，搅拌时间30min。随后进行第二次和第三次精炼，精炼时，精炼剂用量1.0kg/t铝，喷粉时间15min，静置20min后进行扒渣。
2、倒炉：倒炉前2min需用纯氮气对保温炉进行过流精炼。直至倒炉结束；倒炉时，控制熔体温度在750℃；倒炉后，保温炉中铝水要精炼两次，精炼时用纯氩气喷射精炼剂，精炼剂的用量为0.5kg/t铝。
3、除气：在除气箱通入高纯度的氩气进行除气，除气箱温度控制在720℃，氩气压力控制在0.2MPa，通入压力流量为22L/min，转子转速为550rpm。
4、除渣：除气结束后，铝水进入过滤箱进行除杂。过滤箱采用板式+管式过滤的方法进行过滤，两块陶瓷过滤板分别为60ppi和50ppi，管式过滤为派洛特克MCF-7，过滤箱的温度控制在710℃。
5、铸轧：成分合格的铝水，流入前箱，然后经过冷的轧辊，冷却为板带材。主机速度控制在850mm/min，冷却水压0.6MPa，铸轧区长度50mm，上下辊辊缝5.35mm。前箱温度693℃，冷却水温控制在40℃。
6、板型控制：合格的铝水经过冷的轧辊冷却为铸轧板，控制板厚6.7mm，中凸度0.4％，两边差≤0.03mm。
7、质量检查：坯料板面清洁、无腐蚀、无油污，窜层≤3mm，工艺裂边≤4mm，酸洗晶粒度为一级，严禁有中心层偏析、热带等影响产品质量的缺陷。
本发明提供的用于新能源电池的箔坯料及其制备方法，可生产0.008mm双面电池箔，断带率低、针孔数≤100个/m2，针孔数少可提高产品的质量、提高成品率，降低生产成本。同时本发明制备的坯料抗拉强度≥260Mpa、延伸率＞3％，保证了坯料的力学性能，与传统的热轧料相比，生产流程短、成本低，因此本发明节约了资源和能源，提高了产品的加工效率。
作为进一步改进，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种用于新能源电池的箔坯料，其特征在于，其合金组成成分及质量百分比为：Si≤0.1％，Fe＝0.1～0.25％，Cu＝0.03～0.05％，Mn≤0.05％，Zn≤0.05％，Ti≤0.05％，余量为Al。
2.一种用于新能源电池的箔坯料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、熔炼：添加铝锭，添加的废料表面化平后进行搅拌、静置和扒渣；扒渣结束后，首先添加精炼剂进行精炼操作，其次添加中间合金，成分合格后，经过两次喷粉精炼进入倒炉工序；
S2、倒炉：倒炉步骤开始前的2min使用高纯度惰性气体对保温炉进行过流精炼，熔炉中的铝水三次精炼结束后，熔体温度达到740～750℃后倒入保温炉，铝水进入保温炉后继续精炼；
S3、除气：精炼结束后，铝水进入除气箱，在除气箱通入高纯度的惰性气体进行除气，除气箱温度为710℃～730℃，惰性气体压力为0.15～0.25MPa；
S4、除渣：除气结束后，铝水进入过滤箱进行除渣，过滤箱的温度为705℃～725℃；
S5、铸轧：成分合格的铝水，流入前箱，经过冷的轧辊，冷却为板带材，轧制过程中，前箱温度为690℃～695℃，冷却水温温度为35～45℃；
S6、板型控制：合格的铝水经过冷的轧辊冷却为铸轧板，板厚为6.5～7.0mm，中凸度0.3％～0.8％，两边差≤0.03mm；
S7、质量检查：检查项目包括坯料板面清洁度、窜层、工艺裂边，酸洗晶粒度要求一级。
3.根据权利要求2所述的一种用于新能源电池的箔坯料制备方法，其特征在于，S1中所述的精炼操作具体包括精炼时温度为730～750℃，精炼气体为氩气，精炼剂为派洛特克，第一次精炼时精炼剂用量为每吨铝水添加0.3～0.5kg精炼剂，喷粉时间≥10min，静置5～10min进行扒渣，第二次精炼和第三次精炼时，精炼剂用量为每吨铝添加1.0～1.2kg精炼剂，喷粉时间≥15min，静置15～20min后进行扒渣。
4.根据权利要求2所述的一种用于新能源电池的箔坯料制备方法，其特征在于，S2中，所述的精炼用高纯度惰性气体喷射精炼剂，精炼剂的用量为每吨铝水添加0.3～0.7kg精炼剂。
5.根据权利要求2所述的一种用于新能源电池的箔坯料制备方法，其特征在于，S3中，所述的除气箱中通入高纯度惰性气体，通入压力流量为20～25L/min，转子转速为530～570rpm。
6.根据权利要求2所述的一种用于新能源电池的箔坯料制备方法，其特征在于，S4中，所述的过滤箱采用的是板式加管式的过滤方式，管式过滤方式为派洛特克，板式过滤为二级过滤，二级过滤板为50目。
7.根据权利要求2所述的一种用于新能源电池的箔坯料制备方法，其特征在于，S5中，主机速度控制在800～1000mm/min，冷却水压0.5～1.0MPa；铸轧区长度45～55mm，上下辊辊缝5.3～5.5mm。
8.根据权利要求2所述的一种用于新能源电池的箔坯料制备方法，其特征在于，S6中，板型控制为，中凸度控制在0.3～0.8％，相邻两点厚度差≤0.02mm，纵向差≤0.1mm。
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