CN116706080A - 铝箔及其制备方法、电极极片、二次电池 - Google Patents

铝箔及其制备方法、电极极片、二次电池 Download PDF

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CN116706080A CN202210187317.5A CN202210187317A CN116706080A CN 116706080 A CN116706080 A CN 116706080A CN 202210187317 A CN202210187317 A CN 202210187317A CN 116706080 A CN116706080 A CN 116706080A
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Abstract

本申请提供了一种铝箔及其制备方法、电极极片、二次电池，该铝箔包含平均晶粒粒径小于等于650nm的铝合金材料，可选地，该铝箔包含平均晶粒粒径小于等于500nm的铝合金材料，更可选地，该铝箔包含平均晶粒粒径为300nm～450nm的铝合金材料。

Description

铝箔及其制备方法、电极极片、二次电池
技术领域
本申请涉及二次电池技术领域，尤其涉及一种铝箔及其制备方法、电极极片、二次电池。
背景技术
近年来，随着二次电池的应用范围越来越广泛，对其能量密度提出了更高的要求。其中，减小电极集流体的厚度是提高二次电池能量密度的重要手段。
但是，随着电极集流体厚度的减小，其抗拉强度也会受到影响，甚至在极片冷压时，出现断带、打皱等现象。因此，现有的电极集流体仍有待改进。
发明内容
本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种具有高抗拉强度的用于电极集流体的铝箔。
为了达到上述目的，本申请提供了一种铝箔及其制备方法、电极极片、二次电池。
本申请的第一方面提供了一种用于电极集流体的铝箔。该铝箔包含平均晶粒粒径小于等于650nm的铝合金材料，可选地，该铝箔包含平均晶粒粒径小于等于500nm的铝合金材料，更可选地，该铝箔包含平均晶粒粒径为300nm～450nm的铝合金材料。
由此，铝箔中包含平均晶粒粒径在上述范围内的铝合金材料，能够具有较高的抗拉强度和导电性能。如此，本申请的铝箔用作电极集流体，能够在具有较小的厚度的前提下，具有较高的强度和导电性能，从而能够提高电极极片的能量密度、机械性能和电子传输性能，进而提高二次电池的能量密度、产能和循环性能。
在本申请第一方面的任意实施方式中，铝箔的厚度为8μm～50μm，可选为8μm～20μm，更可选为8μm～13μm。在厚度满足上述条件时，本申请的铝箔仍然能够具有较高的抗拉强度和良好的导电性能，该铝箔用作电极集流体，能够提高二次电池的产能以及能量密度。
在本申请第一方面的任意实施方式中，铝箔的厚度小于等于 13μm时，抗拉强度为大于等于230MPa，可选为265Mpa～270Mpa。本申请的铝箔在厚度较小的情况下，抗拉强度在上述范围内，可以满足超薄集流体的使用需求，从而能够保证二次电池的产能、降低二次电池的制造成本。
在本申请第一方面的任意实施方式中，铝箔的导电率为 52％IACS～56.5％IACS，可选为55％IACS～56.5％IACS。电极极片具有良好的电子传输性能，能够保证电极活性材料的容量充分发挥，应用于二次电池，能够提高二次电池的循环性能、保证二次电池的容量发挥。
在本申请第一方面的任意实施方式中，铝合金材料包含Al，以及 Fe、Si、Cu中的至少一者。铝合金材料中包括上述元素，能够使得铝箔具有合适的密度，从而使得以铝箔为电极集流体的极片具有较高的重量能量密度。
本申请的第二方面还提供一种用于制备根据本申请第一方面任一实施方式的铝箔的方法，包括以下步骤：
S1，在晶粒细化剂存在的条件下，对铝合金熔液进行超声处理，从而得到超声处理后的铝合金熔液，其中，铝合金熔液的温度被保持为570℃～630℃；
S2，对超声处理后的铝合金熔融熔液进行铸轧，得到厚度为 3mm～5mm的铸轧胚料；
S3，将铸轧胚料进行轧制，从而得到铝箔；
其中，晶粒细化剂为中间合金类晶粒细化剂。
由此，根据本申请的方法，制备得到的铝箔具有较高的抗拉强度和导电率。该铝箔用作电极集流体，即使在厚度较小的情况下，也能够赋予电极极片良好的机械性能和导电性能。以该铝箔为电极集流体的电极极片，在冷压过程中不易发生断裂、打皱，在二次电池的组装过程中也不易发生形变而影响二次电池的电化学性能，且能够具有良好的电子传输能力。由此，该电极极片应用于二次电池，能够提高二次电池的能力密度、提高二次电池的产能、保证二次电池具备良好的电化学性能。
在本申请第二方面的任意实施方式中，在对铝合金熔液进行超声处理之前，步骤S1还包括：
提供铝合金熔液，铝合金熔液的温度为570℃～630℃；
将预热后的晶粒细化剂加入铝合金熔液中。
将预热后的晶粒细化剂加入铝合金熔液，能够避免晶粒细化剂的温度对形成的铝合金材料的晶粒粒径造成不利影响，从而能够更便于调控铝箔中铝合金材料的平均晶粒粒径。
在本申请第二方面的任意实施方式中，步骤S1包括：
在晶粒细化剂存在的条件下，对铝合金熔融熔液进行第一超声处理，包括将预热后的超声波振动头置于铝合金熔液的中心，进行超声波振动，其中，超声波振动头的振动频率为15kHz～60kHz，可选为 40kHz～60kHz，第一超声处理的时间为0.5h～5h。
由此，超声波作用于铝合金熔液，能够降低铝合金熔液的粘度，并使得铝合金熔液中的气体上浮、排气顺利。更重要的是，超声波能够对铝合金熔液产生空化作用，产生局部高温，从而影响铝合金晶粒的形核和结晶过程，进而保证制备得到的铝箔中，铝合金材料的晶粒粒径较小且均一。
在本申请第二方面的任意实施方式中，步骤S1还包括：
在晶粒细化剂存在的条件下，对铝合金熔液进行第一超声处理之后，在通往铸轧前箱的流道中对铝合金熔液进行第二超声处理，可选地，第二超声处理的超声频率为10kHz～50kHz。由此，能够保证制备得到的铝箔中，铝合金材料的晶粒粒径较小且均一。
在本申请第二方面的任意实施方式中，步骤S1中的铝合金熔液中包括Al，以及Fe、Si、Cu中的至少一者。铝合金熔液中包括上述元素，能够使得铝箔具有合适的密度，从而使得以铝箔为电极集流体的极片具有较高的重量能量密度。
在本申请第二方面的任意实施方式中，步骤S1中的晶粒细化剂包括Al-Ti-B中间合金和Al-Ti-C中间合金中的至少一者。在上述种类晶粒存在的条件下，对铝合金熔液进行超声处理，能够准确调控铝合金材料的晶粒粒径在期望的范围内，从而提高制备得到的铝箔的抗拉强度和导电率。
在本申请第二方面的任意实施方式中，步骤S1中，基于铝合金熔液和所述晶粒细化剂的总质量，晶粒细化剂的质量占比为 0.7wt％～1.3wt％。晶粒细化剂的添加量在上述合适的范围内，能够在铝合金溶液中形成适量的形核位点，从而能够使得铝合金材料的平均晶粒粒径在合适的范围。由此，能够使得制备得到的铝箔具有较高的抗拉强度和导电率。
在本申请第二方面的任意实施方式中，步骤S3包括：
将所述铸轧胚料进行冷轧，从而得到铝合金带材；
将所述铝合金带材进行中间退火，从而得到中间退火的铝合金带材；
对所述中间退火的铝合金带材进行箔轧，从而得到厚度为 8μm～50μm，可选为8μm～20μm，更可选为8μm～13μm的铝箔。
由此，能够根据实际需要得到厚度合适的铝箔。根据本申请的方法制备得到的铝箔，即使在厚度较小的情况下，仍然具有较高的抗拉强度和良好的导电性能。
本申请的第三方面提供一种电极极片，该电极极片的集流体包括本申请第一方面的铝箔或根据本申请第二方面的方法制备的铝箔。由此，本申请的电极极片能够具有较高的能量密度、良好的机械和化学性能和较低的制造成本。
本申请的第四方面提供一种二次电池，包括本申请第三方面的电极极片。由此，本申请的二次电池能够具有较高的能量密度、较高的产能机械性能和良好的电化学性能。
附图说明
图1是本申请二次电池的实施方式的示意图。
图2是图1所示的本申请的二次电池的实施方式的分解图。
图3是本申请的电池模块的一实施方式的示意图。
图4是本申请的电池包的一实施方式的示意图。
图5是图4所示的本申请的电池包的实施方式分解图。
图6是本申请的二次电池的实施例用作电源的用电装置的示意图。
附图标记说明：
1电池包；2上箱体；3下箱体；4电池模块；5二次电池；51壳体；52电极组件；53顶盖组件
具体实施方式
以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的正极材料及其制造方法、正极极片、二次电池、电池模块、电池包和电学装置的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110 的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c) 可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b) 和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
如果没有特别的说明，在本申请中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“A或B”表示“A，B，或A和B两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“A或B”：A为真(或存在)并且B为假 (或不存在)；A为假(或不存在)而B为真(或存在)；或A和B 都为真(或存在)。
随着传统能源资源的日益减少，二次电池的应用范围越来越广泛，对其能量密度也提出了更高的要求。其中，减小电极集流体的厚度以制备超薄集流体是提高二次电池能量密度的重要研究方向。
随着电极集流体厚度的减小，其抗拉强度也会受到影响，甚至在极片冷压时，出现断带、打皱等现象。
铝箔既可以作为锂离子二次电池的正极集流体，又可以作为钠离子二次电池的负极集流体，在电极集流体中占据着十分重要的地位。目前，多是通过在铝合金熔液中加入铝合金晶粒细化剂来制备铝箔，或者调配铝箔中的元素成分比例来提升铝箔的机械性能。但是，现有技术中的铝箔的机械性能仍不能满足期望。
发明人发现，铝箔包含的铝合金材料的平均晶粒粒径是影响铝箔机械性能的重要因素。铝合金的平均晶粒粒径合适时，铝箔能够具有较高的抗拉强度。目前的铝箔中，铝合金材料的平均晶粒粒径较大，通常为1000nm～3000nm，即使在铝合金熔液中加入晶粒细化剂，制备得到的铝箔中，铝合金材料的平均晶粒粒径也只能减小到 800nm～900nm。发明人经研究发现，铝合金材料的平均晶粒粒径在上述范围内的铝箔，具有较差的机械性能，不能满足制备超薄集流体的需求。
鉴于此，发明人经深入研究，提供了一种铝箔及其制备方法、电极极片、二次电池。
铝箔
本申请第一方面提出了一种铝箔，可用于电极集流体，其特征在于，该铝箔包含平均晶粒粒径小于等于650nm的铝合金材料，可选地，该铝箔包含平均晶粒粒径小于等于500nm的铝合金材料，更可选地，该铝箔包含平均晶粒粒径为300nm～450nm的铝合金材料。具体地，该铝箔包含的铝合金材料的平均晶粒粒径可以为650nm， 600nm，550nm，500nm，450nm，400nm，350nm，300nm等。
需要说明的是，铝箔中包含的铝合金材料的平均晶粒粒径可以参照GB/T 36165-2018中的方法、通过电子背散射衍射(Electron Backscattered Diffraction，EBSD)技术测得。
并非意在受限于任何理论或解释，发明人意外地发现：铝箔中包含平均晶粒粒径在上述范围内的铝合金材料，能够具有较高的抗拉强度和导电性能。如此，本申请的铝箔用作电极集流体，能够在具有较小的厚度的前提下，具有较高的强度和导电性能，从而能够提高电极极片的能量密度、机械性能和电子传输性能，进而提高二次电池的能量密度、产能和循环性能。
在一些实施方式中，铝箔的厚度可以为8μm～50μm，8μm～20μm； 8μm～13μm，8μm～10μm。
本申请的铝箔，其包含的铝合金材料的平均晶粒粒径在合适的范围内，在厚度满足上述条件时，仍然能够具有较高的抗拉强度和良好的导电性能。由此，该铝箔用作电极集流体时，即使具有较小的厚度，在电极极片制备过程中也不易发生破断，能够提高二次电池的产能以及能量密度。
在一些实施方式中，铝箔的厚度小于等于13μm时，其抗拉强度可以为大于等于230MPa，具体地，可以为230MPa～270MPa， 240MPa～270MPa，250MPa～270MPa，260MPa～270MPa， 265Mpa～270Mpa。
上述抗拉强度具有本领域公知的意义，其可以参照中华人民共和国电子行业标准SJT 11140-1997《铝电解电容器用电极箔》进行抗拉强度测试得到。
一般来说，铝箔的抗拉强度会随着铝箔厚度的减小而降低。现有技术中常用的铝箔集流体，在厚度小于等于13μm的情况下，抗拉强度一般为220MPa左右。并非意在受限于任何理论或解释，发明人发现，本申请的铝箔，即使厚度小于等于13μm，例如为13μm、10μm 或8μm，铝箔的抗拉强度仍然能够达到上述较高的范围内，由此可以满足超薄集流体的使用需求。具体地，小于等于13μm的铝箔，抗拉强度在上述合适的范围内，用作电极集流体时，在电极极片冷压的过程中不易产生断带、打皱的现象。如此制备得到的电极极片，在二次电池的组装过程中也不易发生不期望的形变。铝箔的抗拉强度在上述范围内，保证了二次电池的产能、降低了二次电池的制造成本。
在一些实施方式中，铝箔的导电率可以为52％IACS～56.5％IACS， 53％IACS～56.5％IACS，54％IACS～56.5％IACS，55％IACS～56.5％IACS。
上述导电率可表示铝箔相对于标准退火纯铜的导电率。具体地，导电率可通过以下方法测试得到：
将规定厚度的铝箔切断为规定大小的试片，在两端点焊Ni线，利用4端子法测定电阻。试片的电阻R可根据试片中的电流I和电压端子间的电位差U，通过R＝U/I得到。其中，电流I可根据与试片串联连接的标准电阻(阻值为0.1Ω)的电压降求出。导电率通过以下式 1及式2求出。
ρ(μΩ·cm)＝R(μΩ)·[A(cm2)/L(cm)] 式1
γ(％IACS)＝[1.7241(μΩ·cm)/ρ(μΩ·cm)]×100 式2
在式1中，ρ表示试件的体积电阻，A为试件的横截面积，L为试件测定部分的长度，γ为试件的导电率。
并非意在受限于任何理论或解释，铝箔具有较高的导电率，用作集流体时，制备得到的电极极片能够具有良好的电子传输性能。电极极片具有良好的电子传输性能，能够保证电极活性材料的容量充分发挥，应用于二次电池，能够提高二次电池的循环性能、保证二次电池的容量发挥。
本申请对铝箔中铝合金材料包含的元素种类及含量不作限定，保证铝箔能够作为电极集流体即可。
在一些实施方式中，铝合金材料可以包含Al，以及Fe、Si、Cu 中的至少一者。
具体地，作为一个示例，在铝合金材料中同时包含Al、Fe、Si、 Cu的情况下，以铝合金材料的质量为100wt％计，Al的含量可以为 99.25wt％～99.79wt％，Fe的含量可以为0.15wt％～0.5wt％，Si的含量可以为0.03wt％～0.1wt，Cu的含量可以为0.03wt％～0.15wt％。
铝合金材料中包括上述元素，能够使得铝箔具有合适的密度，从而使得以铝箔为电极集流体的极片具有较高的重量能量密度。此外，包含上述种类元素的原料廉价易得，还能使得铝箔具有较低的制造成本。
需要说明的是，本申请不排除在铝合金材料中还包含其他种类元素的实施方式，铝合金材料中包含的元素不足以明显降低铝箔作为电极集流体的性能即可。
用于制备铝箔的方法
本申请第二方面提供一种用于制备根据本申请第一方面任意实施方式的铝箔的方法，包括以下步骤S1～S3。
步骤S1，在晶粒细化剂存在的条件下，对铝合金熔液进行超声处理，从而得到超声处理后的铝合金熔液，其中，铝合金熔液的温度被保持为570℃～630℃。其中，晶粒细化剂为中间合金类晶粒细化剂。
步骤S1中，中间合金类晶粒细化剂可以包括Al-Ti中间合金、 Al-Ti-B中间合金、Al-Ti-C中间合金、Al-Ti-C-B中间合金、Al-Ti-C- RE中间合金和Al-Ti-B-RE中间合金中的至少一者。超声处理可以通过内置于铝箔制备体系的超声振动设备实现，也可以通过外置的超声振动设备实现。
并非意在受限于任何理论或解释，发明人发现，在中间合金类晶粒细化剂存在的条件以及上述合适的温度条件下，对铝合金熔液进行超声处理，能够铝合金材料初步形成的晶粒具有较小的平均粒径，从而保证制备得到的铝箔中的铝合金材料具有较小的晶粒平均粒径。
步骤S2，对超声处理后的铝合金熔融熔液进行铸轧，得到厚度为3mm～5mm的铸轧胚料。
步骤S2中，铸轧可以通过本领域公知的方法实现。具体地，可以将铝合金熔融液送入铸轧前箱内，加水压，由铸轧辊进行铸轧。作为一个示例，铸轧过程可满足：铸轧辊磨削要求中高控制在 0.15mm～0.25mm，中高对称度控制在0.005mm～0.015mm，粗糙度控制为0.9μm～1.0μm，轧辊圆柱度达到0.005mm～0.015mm；铸轧前箱的温度控制在570℃～630℃，前箱页面高度控制为10mm～20mm，轧区长度设为45mm～50mm，铸轧速度控制在0.8mm/min～1.2mm/min，控制冷却水压力为0.3MPa～0.4MPa。
并非意在受限于任何理论或解释，发明人意外地发现，步骤S2 中控制得到的铸轧胚料厚度在上述范围内，能够使得铝合金材料的晶粒具有合适的生长空间，最终得到包含平均晶粒粒径小于等于650nm、可选为小于等于500nm、更可选为300nm～500nm的铝合金材料的铝箔。
步骤S3，将铸轧胚料进行轧制，从而得到铝箔。
并非意在受限于任何理论或解释，根据本申请的方法，通过在晶粒细化剂存在的条件下，对铝合金熔液进行超声处理、控制超声处理过程中铝合金熔液的温度在合适的范围，并控制铸轧胚料的厚度在合适的范围，能够有效降低制备得到的铝箔中铝合金材料的平均晶粒粒径。
根据本申请的方法，制备得到的铝箔具有较高的抗拉强度和导电率。该铝箔用作电极集流体，即使在厚度较小的情况下，也能够赋予电极极片良好的机械性能和导电性能。以该铝箔为电极集流体的电极极片，在冷压过程中不易发生断裂、打皱，在二次电池的组装过程中也不易发生形变而影响二次电池的电化学性能，且能够具有良好的电子传输能力。由此，该电极极片应用于二次电池，能够提高二次电池的能力密度、提高二次电池的产能、保证二次电池具备良好的电化学性能。
在一些实施方式中，在对铝合金熔液进行超声处理之前，步骤S1 还可以包括：
提供铝合金熔液，铝合金熔液的温度为570℃～630℃；
将预热后的晶粒细化剂加入铝合金熔液中。
上述预热后的晶粒细化剂可以为预热至570℃～630℃的晶粒细化剂。将预热后的晶粒细化剂加入铝合金熔液，能够避免晶粒细化剂的温度对形成的铝合金材料的晶粒粒径造成不利影响，从而能够更便于调控铝箔中铝合金材料的平均晶粒粒径。
上述提供铝合金熔液可通过本领域公知的方法实现。具体地，提供铝合金熔液可通过对铝合金原材料进行熔融实现。作为一个示例，提供铝合金熔液可通过以下步骤(1)～(6)实现。
(1)将纯铝锭和废料投入熔炼炉。其中，废料为用于电极集流体的铝箔的生产过程中，各工序产生的切边或头尾余料，具体地，该废料可以为一级废料，即厚度大于等于1.5mm的板材、卷材、卷状废边料、铸轧卷头尾料、静置炉排空块料等。基于纯铝锭和废料的总质量，废料的质量占比可以为小于10wt％。
(2)对铝合金原材料进行熔炼，得到第一熔液。具体地，熔炼时间可以为5h～7h，熔炼温度可以为730℃～780℃。
(3)向第一熔液中加入1070合金，静置20min～25min后进行精炼、扒渣，得到第二熔液。其中，精炼的时间不少于20min。
(4)将第二熔液送入静置炉进行倒炉，倒炉时，温度不超过熔炼的温度上限，作为一个示例，静置炉的温度可控制在730±10℃。
(5)倒炉完成后，通过喷粉精炼机对静置炉内的铝液进行多次精炼。精炼过程中，调整压力，以保证N2吹起第二熔液的高度不超过15cm，每次精炼的时间不低于15min，每次精炼结束后，静置 5min～10min后扒渣，每隔1.5h进行一次精炼。
(6)采用纯度为99.995％的高纯氮气对精炼后的第二熔液进行除气，调整石墨转子速度为400r/min～500r/min，保证得到含氮量≤0.11ml/100g的铝合金熔融液。
在一些实施方式中，步骤S1可以包括：
在上述晶粒细化剂存在的条件下，对铝合金熔融熔液进行第一超声处理，包括将预热后的超声波振动头置于上述铝合金熔液的中心，进行超声波振动。其中，超声波振动头的振动频率可以为 15kHz～60kHz，20kHz～60kHz，30kHz～60kHz，40kHz～60kHz， 50kHz～60kHz。第一超声处理的时间可以为0.5h～5h，1h～4.5h，1.5h～4h， 2h～3.5h，2.5h～3h。
上述预热后的超声波振动头可以为预热至570℃～630℃的超声波振动头。将超声波振动头预热后再置于铝合金熔液的中心，能够避免产生局部骤冷，而影响铝合金材料的平均晶粒粒径大小。将超声波振动头置于铝合金熔液的中心，可以为将超声波振动头置于铝合金熔液的正中心，或与正中心的位置偏差在较小范围内的位置。
并非意在受限于任何理论或解释，发明人发现，将超声波振动头置于铝合金熔液的中心，能够保证超声波的均一地作用于铝合金熔液的各个位置。由此，超声波作用于铝合金熔液，能够降低铝合金熔液的粘度，并使得铝合金熔液中的气体上浮、排气顺利。更重要的是，超声波能够对铝合金熔液产生空化作用，产生局部高温，从而影响铝合金晶粒的形核和结晶过程，进而保证制备得到的铝箔中，铝合金材料的晶粒粒径较小且均一。
另外，控制超声波振动头的振动频率以及第一超声处理的时间在合适的范围内，能够使得制备的铝箔中，铝合金材料具有合适的平均晶粒粒径，从而使得铝箔具有高抗拉强度和高导电率。
在一些实施方式中，步骤S1还可以包括：
在晶粒细化剂存在的条件下，对铝合金熔液进行第一超声处理之后，在通往铸轧前箱的流道中对铝合金熔液进行第二超声处理。具体地，第二超声处理的超声频率可以为10kHz～50kHz，例如可以为 10kHz，20kHz，30kHz，40kHz，50kHz。
上述第二超声处理，可以通过在流道中设置超声波振动头实现，也可以通过在流道外部，例如流道外壁设置超声波振动装置实现。
并非意在受限于任何理论或解释，发明人发现，在流道中对铝合金熔液进行第二超声处理，尤其是，第二超声处理的频率控制在上述范围内，能够通过超声波对铝合金熔液产生空化作用，从而影响铝合金晶粒在流道中的形核和结晶过程，避免产生尺寸较大的晶粒，进而保证制备得到的铝箔中，铝合金材料的晶粒粒径较小且均一。
本申请对铝合金熔液包含的元素种类不作限定。铝合金熔液包含的元素种类可通过调整铝合金原材料控制。在一些实施方式中，步骤 S1中的铝合金熔液中可以包括Al，以及Fe、Si、Cu中的至少一者。
具体地，作为一个示例，在铝合金熔液中同时包含Al、Fe、Si、 Cu的情况下，以铝合金材料的质量为100wt％计，Al的含量可以为 99.25wt％～99.79wt％，Fe的含量可以为0.15wt％～0.5wt％，Si的含量可以为0.03wt％～0.1wt，Cu的含量可以为0.03wt％～0.15wt％。
铝合金熔液中包括上述元素，能够使得铝箔具有合适的密度，从而使得以铝箔为电极集流体的极片具有较高的重量能量密度。此外，包含上述种类元素的原料廉价易得，还能使得铝箔具有较低的制造成本。
需要说明的是，本申请不排除在铝合金熔液中还包含其他种类元素的实施方式，铝合金材料中包含的元素不足以明显降低铝箔作为电极集流体的性能即可。
在一些实施方式中，步骤S1中的晶粒细化剂可以包括Al-Ti-B 中间合金和Al-Ti-C中间合金中的至少一者。
具体地，Al-Ti-B中间合金可以包括AlTi5B0.2、AlTi5B0.6、AlTi6B1等，Al-Ti-C中间合金可以包括AlTi6C0.2、AlTi3C1.5、AlTi5C0.2、AlTi5C0.5、 AlTi6C0.1等。
并非意在受限于任何理论或解释，发明人发现，上述种类的晶粒细化剂具有良好的晶粒细化效果。尤其是，在上述种类晶粒存在的条件下，对铝合金熔液进行超声处理，能够准确调控铝合金材料的晶粒粒径在期望的范围内，从而提高制备得到的铝箔的抗拉强度和导电率。
在一些实施方式中，步骤S1中，基于铝合金熔液和晶粒细化剂的总质量，晶粒细化剂的质量占比可以为0.7wt％～1.3wt％，例如可以为0.7wt％，0.8wt％，0,9wt％，1.0wt％，1.1wt％,1.2wt％,1.3wt％。
并非意在受限于任何理论或解释，发明人发现，晶粒细化剂的添加量在上述合适的范围内，能够在铝合金溶液中形成适量的形核位点，从而能够使得铝合金材料的平均晶粒粒径在合适的范围。由此，能够使得制备得到的铝箔具有较高的抗拉强度和导电率。
在一些实施方式中，步骤S3可以包括：
将铸轧胚料进行冷轧，从而得到铝合金带材；
将铝合金带材进行中间退火，从而得到中间退火的铝合金带材；
对中间退火的铝合金带材进行箔轧，从而得到厚度为8μm～50μm， 8μm～20μm；8μm～13μm，8μm～10μm的铝箔。
作为一个示例，中间退火可以包括：在500℃～600℃下对铝合金带材保温8h～10h，再于400℃～450℃下对铝合金带材保温1h～2h，从而完成中间退火。
由此，能够根据实际需要得到厚度合适的铝箔。根据本申请的方法制备得到的铝箔，即使在厚度较小的情况下，仍然具有较高的抗拉强度和良好的导电性能。根据本申请的方法制备的铝箔，能够满足制备超薄电极集流体的需要，从而能够提高二次电池的产能和能量密度。
电极极片
本申请第三方面提供一种电极极片，其集流体包括根据本申请第一方面任一实施方式的铝箔，或者根据本申请第二方面任一实施方式的方法制备的铝箔。
电极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的电极膜层，所述电极膜层包括电极活性材料。
作为示例，电极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，电极膜层设置在电极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。
该电极极片可以为锂离子二次电池的正极极片、钠离子二次电池的负极极片或者钠离子二次电池的正极极片。
在一些实施方式中，本申请的电极极片可以为锂离子二次电池的正极极片。在该正极极片的正极膜层中，正极活性材料可采用本领域公知的用于锂离子二次电池的正极活性材料。作为示例，正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如LiCoO2)、锂镍氧化物(如LiNiO2)、锂锰氧化物(如LiMnO2、LiMn2O4)、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物(如 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(也可以简称为NCM333)、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(也可以简称为NCM523)、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2(也可以简称为NCM211)、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(也可以简称为NCM622)、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(也可以简称为NCM811)、锂镍钴铝氧化物(如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2)及其改性化合物等中的至少一种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂(如LiFePO4(也可以简称为LFP))、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如LiMnPO4)、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。
在一些实施方式中，锂离子二次电池中，正极极片的正极膜层还可选地包括粘结剂。作为示例，所述粘结剂可以包括聚偏氟乙烯 (PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。
在一些实施方式中，锂离子二次电池中，正极极片的正极膜层还可选地包括导电剂。作为示例，所述导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备锂离子二次电池的正极极片：将上述用于制备锂离子二次电池的正极极片的组分，例如正极材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂(例如N-甲基吡咯烷酮)中，形成正极浆料；将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到锂离子二次电池的正极极片。
在一些实施方式中，该电极极片可以为钠离子二次电池的负极极片。在该负极极片的负极膜层中，负极活性材料可采用本领域公知的用于钠离子二次电池的负极活性材料。作为示例，负极活性材料可包括硬碳、二维金属碳化物、二维金属氮化物中的至少一种。碳材料、合金材料、过镀金属氧化物、过镀金属硫化物、磷基材料及钛酸盐材料中的一种或几种，优选包括碳材料。
上述碳材料可以选自天然石墨、人造石墨、中间相微碳球 (MCMB)、硬碳及软碳中的一种或几种，优选包括硬碳。上述合金材料可以选自由Si、Ge、Sn、Pb及Sb中的至少两种组成的合金材料中的一种或几种。
作为示例，上述过渡金属氧化物的化学式可例如是M1 uOv，其中 M1可以选自Fe、Co、Ni、Cu、Mn、Sn、Mo、Sb及V中的一种或几种，au＝2v，a为M1的化合价态。
作为示例，上述过渡金属硫化物的化学式例如是M2 iSj，其中M2可以选自Fe、Co、Ni、Cu、Mn、Sn、Mo、Sb及V中的一种或几种， bi＝2j，b为M2的化合价态。
作为示例，上述磷基材料可以选自红磷、白磷及黑磷中的一种或几种。
作为示例，上述钛酸盐材料可以选自Na2Ti3O7、Na2Ti6O13、 Na4Ti5O12、Li4Ti5O12、NaTi2(PO4)3中的一种或几种。
在一些实施方式中，钠离子二次电池中，负极极片的负极膜层还可选地包括粘结剂。所述粘结剂可选自丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸 (PAA)、聚丙烯酸钠(PAAS)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)及羧甲基壳聚糖(CMCS) 中的至少一种。
在一些实施方式中，钠离子二次电池中，负极极片的负极膜层还可选地包括导电剂。导电剂可选自超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
在一些实施方式中，钠离子二次电池中，负极极片的负极膜层还可选地包括其他助剂，例如增稠剂(如羧甲基纤维素钠(CMC-Na)) 等。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备钠离子二次电池的负极极片：将上述用于制备钠离子二次电池的负极极片的组分，例如负极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂(例如去离子水)中，形成负极浆料；将负极浆料涂覆在负极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到钠离子二次电池的负极极片。
在一些实施方式中，该电极极片可以为钠离子二次电池的正极极片。在该正极极片的正极膜层中，正极活性材料可采用本领域公知的用于钠离子二次电池的正极活性材料。作为示例，正极活性材料可包括钠过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物及普鲁士蓝类化合物中的一种或几种。
作为示例，上述钠过渡金属氧化物例如可以列举出： Na1-xCuhFekMnlM3 mO2-y，其中M3为Li、Be、B、Mg、Al、K、Ca、 Ti、Co、Ni、Zn、Ga、Sr、Y、Nb、Mo、In、Sn及Ba中的一种或几种，0<x≤0.33，0<h≤0.24，0≤k≤0.32，0<l≤0.68，0≤m<0.1，h+k+l+m ＝1，0≤y<0.2；Na0.67Mn0.7NizM4 0.3-zO2，其中M4为Li、Mg、Al、Ca、 Ti、Fe、Cu、Zn及Ba中的一种或几种，0<z≤0.1；NaaLibNicMndFeeO2，其中0.67<a≤1，0<b<0.2，0<c<0 3，0.67<d+e<0.8，b+c+d+e＝1。作为示例，上述聚阴离子型化合物例如可以列举出：A1 fM5 g(PO4)iOjX1 3-j，其中A1为H、Li、Na、K及NH4中的一种或几种，M5为Ti、Cr、 Mn、Fe、Co、Ni、V、Cu及Zn中的一种或几种，X1为F、Cl及Br中的一种或几种，0<f≤4，0<g≤2，1≤i≤3，0≤j≤2；NanM6PO4X2，其中 M6为Mn、Fe、Co、Ni、Cu及Zn中的一种或几种，X2为F、Cl及 Br中的一种或几种，0<n≤2；NapM7 q(SO4)3，其中M7为Mn、Fe、Co、 Ni、Cu及Zn中的一种或几种，0<p≤2，0<q≤2；NasMntFe3-t(PO4)2(P2O7)，其中0<s≤4，0≤t≤3，例如t为0、1、1.5、2或3。
作为示例，上述普鲁士蓝类化合物例如可以列举出： A2 uM8 v[M9(CN)6]w·xH2O，其中A2为H+、NH4+、碱金属阳离子及碱土金属阳离子中的一种或几种，M8和M9各自独立地为过渡金属阳离子中的一种或几种，0<u≤2，0<v≤1，0<w≤1，0<x<6。例如A2为H+、 Li+、Na+、K+、NH4 +、Rb+、Cs+、Fr+、Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+及Ra2+中的一种或几种，M8和M9各自独立地为Ti、V、Cr、Mn、 Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sn及W中的一种或几种过渡金属元素的阳离子。优选地，A2为Li+、Na+及K+中的一种或几种，M8为Mn、Fe、 Co、Ni及Cu中的一种或几种过渡金属元素的阳离子，M9为Mn、 Fe、Co、Ni及Cu中的一种或几种过渡金属元素的阳离子。
在一些实施方式中，钠离子二次电池中，正极极片的正极膜层还可选地包括粘结剂。作为示例，所述粘结剂可以包括丁苯橡胶(SBR)、水性丙烯酸树脂(water-basedacrylicresin)、羧甲基纤维素(CMC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 及聚乙烯醇(PVA)中的至少一种。
在一些实施方式中，钠离子二次电池中，正极极片的正极膜层还可选地包括导电剂。作为示例，导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备钠离子二次电池的正极极片：将上述用于制备钠离子二次电池的正极极片的组分，例如正极材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂(例如N-甲基吡咯烷酮)中，形成正极浆料；将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到钠离子二次电池的正极极片。
二次电池
另外，以下适当参照附图对本申请的二次电池进行说明。
本申请的一个实施方式中，提供一种二次电池。该二次电池可以为锂离子二次电池，或者钠离子二次电池。
通常情况下，二次电池包括正极极片、负极极片、电解质和隔离膜。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使离子通过。
[电极极片]
在一些实施方式中，二次电池为锂离子二次电池。作为示例，锂离子二次电池包括根据本申请第三方面的电极极片作为正极极片。该正极极片可包括根据本申请实施例的铝箔作为集流体，以及承载在铝箔至少一个表面上的正极膜层。正极膜层的合适示例包括如上所述的那些。锂离子二次电池的负极极片可以包括本领域已知的任何合适实例，在此不再赘述。
在一些实施方式中，二次电池为钠离子二次电池。作为示例，钠离子二次电池包括根据本申请第三方面的电极极片作为负极极片，和 /或包括根据本申请第三方面的电极极片作为正极极片。该钠离子二次电池的负极极片包括根据本申请实施例的铝箔作为集流体，以及承载在铝箔至少一个表面上的负极膜层，负极膜层的合适示例包括如上所述的那些；和/或钠离子二次电池的正极极片包括根据本申请实施例的铝箔作为集流体，以及承载在铝箔至少一个表面上的正极膜层，正极膜层的合适示例包括如上所述的那些。
[电解质]
电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。例如，电解质可以是液态的、凝胶态的或全固态的。
在一些实施方式中，所述电解质采用电解液。所述电解液包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中，二次电池可以为锂离子二次电池，电解质盐可选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
在一些实施方式中，二次电池可以为锂离子二次电池，溶剂可选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。
在一些实施方式中，二次电池可以为钠离子二次电池，电解质盐可选自NaPF6、NaClO4、NaBCl4、NaSO3CF3及Na(CH3)C6H4SO3中的至少一种。
在一些实施方式中，二次电池可以为钠离子二次电池，有机溶剂可以是碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸甲乙酯(EMC)及碳酸二乙酯(DEC)中的一种或几种。
在一些实施方式中，所述电解液还可选地包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂、正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温或低温性能的添加剂等。
[隔离膜]
在一些实施方式中，二次电池中还包括隔离膜。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
在一些实施方式中，隔离膜的材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。
在一些实施方式中，正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。
在一些实施方式中，二次电池可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解质。
在一些实施方式中，二次电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。二次电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，作为塑料，可列举出聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等。
本申请对二次电池的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如，图1是作为一个示例的方形结构的二次电池5。
在一些实施方式中，参照图2，外包装可包括壳体51和盖板53。其中，壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53能够盖设于所述开口，以封闭所述容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件52。电极组件52封装于所述容纳腔内。电解液浸润于电极组件52中。二次电池5所含电极组件52的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据具体实际需求进行选择。
在一些实施方式中，二次电池可以组装成电池模块，电池模块所含二次电池的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量进行选择。
图3是作为一个示例的电池模块4。参照图3，在电池模块4中，多个二次电池5可以是沿电池模块4的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个二次电池5进行固定。
可选地，电池模块4还可以包括具有容纳空间的外壳，多个二次电池5容纳于该容纳空间。
在一些实施方式中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池包的应用和容量进行选择。
图4和图5是作为一个示例的电池包1。参照图4和图5，在电池包1中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2能够盖设于下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。
另外，本申请还提供一种用电装置，所述用电装置包括本申请提供的二次电池、电池模块、或电池包中的至少一种。所述二次电池、电池模块、或电池包可以用作所述用电装置的电源，也可以用作所述用电装置的能量存储单元。所述用电装置可以包括移动设备(例如手机、笔记本电脑等)、电动车辆(例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等)、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。
作为所述用电装置，可以根据其使用需求来选择二次电池、电池模块或电池包。
图6是作为一个示例的用电装置。该用电装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对二次电池的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。
作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用二次电池作为电源。
实施例
以下，说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1～35
铝合金熔液的制备
将纯铝锭和废料投入熔炼炉。其中，废料为一级废料。基于纯铝锭和废料的总质量，废料的质量占比小于10wt％。
对铝合金原材料进行熔炼，得到第一熔液。其中，熔炼时间为 5h～7h，熔炼温度为730℃～780℃。
向第一熔液中加入1070合金，静置20min～25min后进行精炼、扒渣，得到第二熔液。其中，精炼的时间不少于20min。
将第二熔液送入静置炉进行倒炉，倒炉时，静置炉的温度控制在 730±10℃。
倒炉完成后，通过喷粉精炼机对静置炉内的铝液进行多次精炼。精炼过程中，调整压力，以保证N2吹起第二熔液的高度不超过15cm，每次精炼的时间不低于15min，每次精炼结束后，静置5min～10min 后扒渣，每隔1.5h进行一次精炼。
采用纯度为99.995％的高纯氮气对精炼后的第二熔液进行除气，调整石墨转子速度为400r/min～500r/min，保证得到含氮量≤0.11ml/100g的铝合金熔融液。
铝箔的制备
向铝合金熔融液中加入预热至570℃～630℃的晶粒细化剂，进行超声处理。各实施例中使用的晶粒细化剂种类、基于铝合金熔液和晶粒细化剂的总质量，晶粒细化剂的质量占比w以及第一超声处理的频率v1、第一超声处理的时间t1、第二超声处理的频率v2、第二超声处理的时间t2如表1所示。
对超声处理后的铝合金熔液进行铸轧，得到铸轧胚料。各实施例中铸轧胚料的厚度d1如表1所示。
将铸轧胚料进行轧制，得到铝箔。各实施例中铝箔的厚度d2如表 1所示。
对比例1～11
铝合金熔液的制备与实施例1～35相同。
基于实施例1～35的铝箔的制备过程，根据表1中所示调整晶粒细化剂的种类、w、v1、t1、v2、t2、d1以及d2，制备对比例1～11的铝箔。
表1：实施例1～35与对比例1～11的制备参数
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对上述实施例1～36、对比例1～12的铝箔进行以下测试，测试结果如下表2所示。
(1)平均晶粒粒径测试
参照GB/T 36165-2018中的方法、采用电子背散射衍射(Electron BackscatteredDiffraction，EBSD)技术进行测试。
(2)铝箔的导电率测试
将规定厚度的铝箔切断为规定大小的试片，在两端点焊Ni线，利用4端子法测定电阻。试片的电阻R可根据试片中的电流I和电压端子间的电位差U，通过R＝U/I得到。其中，电流I可根据与试片串联连接的标准电阻(阻值为0.1Ω)的电压降求出。导电率通过以下式 1及式2求出。
ρ(μΩ·cm)＝R(μΩ)·[A(cm2)/L(cm)] 式1
γ(％IACS)＝[1.7241(μΩ·cm)/ρ(μΩ·cm)]×100 式2
在式1中，ρ表示试件的体积电阻，A为试件的横截面积，L为试件测定部分的长度，γ为试件的导电率。
(3)抗拉强度测试
参照中华人民共和国电子行业标准SJT 11140-1997《铝电解电容器用电极箔》进行抗拉强度测试得到。
具体的测试方法包括：通过模切取(150±5)mm×((10±0.3)mm长方形样片，将任意样片装入拉伸试验机的夹具上，以10±1mm/min拉伸速度测定试验片断裂时的拉力，抗拉强度＝断裂拉力(N)/1(cm)。
表2：实施例1～35与对比例1～11的铝箔的测试参数
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根据上述结果可知，实施例1～35，在晶粒细化剂存在的条件下，对铝合金熔液进行超声处理，能有效降低了铝箔中铝合金材料的平均晶粒粒径。尤其是，控制超声处理的条件、铸轧胚料的厚度等参数，能够进一步保证铝合金材料的平均晶粒粒径粒径在期望的范围内。此外，铝箔中，铝合金材料的平均晶粒粒径在本申请的范围内，能够有效提高铝箔的抗拉强度和导电率。
而对比例1～11，在铝箔的制备过程中，未同时具备晶粒细化剂和超声处理的条件，制备得到的铝箔中，铝合金的晶粒较大，由此，铝箔的抗拉强度和导电率也远不如实施例1～35。
需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。

Claims (15)

1.一种用于电极集流体的铝箔，其特征在于，所述铝箔包含平均晶粒粒径小于等于650nm的铝合金材料，可选地，所述铝箔包含平均晶粒粒径小于等于500nm的铝合金材料，更可选地，所述铝箔包含平均晶粒粒径为300nm～450nm的铝合金材料。
2.根据权利要求1所述的铝箔，其特征在于，所述铝箔的厚度为8μm～50μm，可选为8μm～20μm，更可选为8μm～13μm。
3.根据权利要求1或2所述的铝箔，其特征在于，所述铝箔的厚度小于等于13μm时，抗拉强度为大于等于230MPa，可选为265Mpa～270Mpa。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铝箔，其特征在于，所述铝箔的导电率为52％IACS～56.5％IACS，可选为55％IACS～56.5％IACS。
5.根据权利要求1-4任一项所述的铝箔，其特征在于，所述铝合金材料包含Al，以及Fe、Si、Cu中的至少一者。
6.一种用于制备根据权利要求1-5任一项所述的铝箔的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在晶粒细化剂存在的条件下，对铝合金熔液进行超声处理，从而得到超声处理后的铝合金熔液，其中，所述铝合金熔液的温度被保持为570℃～630℃；
S2，对所述超声处理后的铝合金熔液进行铸轧，得到厚度为3mm～5mm的铸轧胚料；
S3，将所述铸轧胚料进行轧制，从而得到所述铝箔；
其中，所述晶粒细化剂为中间合金类晶粒细化剂。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述对铝合金熔液进行超声处理之前，步骤S1还包括：
提供所述铝合金熔液，所述铝合金熔液的温度为570℃～630℃；
将预热后的所述晶粒细化剂加入所述铝合金熔液中。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，步骤S1包括：
在所述晶粒细化剂存在的条件下，对所述铝合金熔融熔液进行第一超声处理，包括将预热后的超声波振动头置于所述铝合金熔液的中心，进行超声波振动，其中，所述超声波振动头的振动频率为15kHz～60kHz，可选为40kHz～60kHz，所述第一超声处理的时间为0.5h～5h。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤S1还包括：
在所述晶粒细化剂存在的条件下，对所述铝合金熔液进行所述第一超声处理之后，在通往铸轧前箱的流道中对所述铝合金熔液进行第二超声处理，可选地，所述第二超声处理的超声频率为10kHz～50kHz。
10.根据权利要求6-9任一项所述的方法，其特征在于，步骤S1中的所述铝合金熔液中包括Al，以及Fe、Si、Cu中的至少一者。
11.根据权利要求6-10任一项所述的方法，其特征在于，步骤S1中的所述晶粒细化剂包括Al-Ti-B中间合金和Al-Ti-C中间合金中的至少一者。
12.根据权利要求6-11任一项所述的方法，其特征在于，步骤S1中，基于所述铝合金熔液和所述晶粒细化剂的总质量，所述晶粒细化剂的质量占比为0.7wt％～1.3wt％。
13.根据权利要求6-12任一项所述的方法，其特征在于，步骤S3包括：
将所述铸轧胚料进行冷轧，从而得到铝合金带材；
将所述铝合金带材进行中间退火，从而得到中间退火的铝合金带材；
对所述中间退火的铝合金带材进行箔轧，从而得到厚度为8μm～50μm，可选为8μm～20μm，更可选为8μm～13μm的铝箔。
14.一种电极极片，其特征在于，所述电极极片的集流体包括根据权利要求1～5任一项所述的铝箔，或者根据权利要求6-13任一项所述的方法制备的铝箔。
15.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求14所述的电极极片。
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