发明属于铝合金材料技术领域,特别涉及一种8021a合金锂离子电池用铝箔生产工艺。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，环境意识的提升，干净环保的能源社会需求巨大，作为动力源的动力电池是锂电池；锂电池的正极电子集流体是铝箔；这种铝箔要求尺寸精度高；铝箔表面色泽均匀、干净﹑无腐蚀痕﹑无色差﹑无擦划伤﹑无横纹等缺陷，板型平整，一般锂离子电池用铝箔都是使用纯铝系合金进行生产，例如1060、1235、1070等，抗拉强度和延伸率不高，生产出抗拉强度和延伸率更高的锂离子电池用铝箔是待解决的一个问题。
技术实现要素：
本发明突破使用纯铝系合金生产锂离子电池用铝箔的现状，使用8021a合金锂离子电池用铝箔生产工艺，其技术方案是：
8021a合金高延伸锂离子电池用铝箔生产工艺，所述锂离子电池用铝箔的成分及其质量百分比为：fe：1.1～1.7％，si：0.4％，cu：0.3％，mn：0.3～0.7％，mg：0.1％，zn：0.1％，其他：单个成分：0.05%，合计：0.15%，其余为al。
优选地，所述锂离子电池用铝箔的成分及其质量百分比为：fe：1.1％，si：0.4％，cu：0.3％，mn：0.7％，mg：0.1％，zn：0.1％，其他：单个：0.05%，合计：0.15%，其余为al。
优选地，所述锂离子电池用铝箔的成分及其质量百分比为：fe：1.7％，si：0.4％，cu：0.3％，mn：0.3％，mg：0.1％，zn：0.1％，其他：单个：0.05%，合计：0.15%，其余为al。
优选地，所述锂离子电池用铝箔的成分及其质量百分比为：fe：1.5％，si：0.4％，cu：0.3％，mn：0.5％，mg：0.1％，zn：0.1％，其他：单个：0.05%，合计：0.15%，其余为al。
优选地，所述生产工艺包括如下步骤：
（1）熔炼、铸轧：将所述的成分及其质量百分比的原料及电解铝水加热熔炼成生产8021a合金高延伸锂离子电池用铝箔的铝合金熔体；然后依次进行精炼、过滤处理；再将过滤后的铝合金熔体连续铸轧成7.0～7.7mm的坯料；
（2）热处理：将坯料进行退火处理；冷却2小时打开1/3炉门冷却4h，即时出炉；
（3）冷轧：将坯料进行轧制，坯料厚度由7.5mm轧制到坯料厚度为0.21mm；
（4）铝箔轧制：将冷轧厚度为0.21mm的铝箔精轧成厚度为0.009～＜0.015mm的铝箔卷，将铝箔卷分切，即可得成品锂电池用铝箔；
（5）离线板形检测：使用红外探头测试料卷在一定张力下，检测表面波动的高度。
优选地，所述步骤（1）熔炼时，冷料与铝水加入比例为（40～50）:（50～60），液体精炼处理的时间为15～25min，熔炼炉精炼温度735～755℃，保温炉精炼时间3～4h/次；过滤采用管式过滤箱过滤，过滤箱温度控制在715～735℃，过滤管等级为raa，可以除去的颗粒大小为100um。
优选地，所述步骤（2）热处理时，当来料宽度为1000～1300mm时，第一次退火处理时，斜率时间2.5小时，退火炉内温度为550℃，当坯料表面温度达到550℃时，保温22小时，程序结束，冷却2小时，打开1/3炉门冷却4h出炉；当来料宽度为1301～1500mm时，第一次退火处理时，斜率时间2.5小时，退火炉内温度为550℃，当坯料表面温度达到550℃时，保温24小时，程序结束，冷却2小时，打开1/3炉门冷却4h出炉；当来料宽度为1501～1750mm时，第一次退火处理时，斜率时间2.5小时，退火炉内温度为550℃，当坯料表面温度达到550℃时，保温26小时，程序结束，冷却2小时，打开1/3炉门冷却4h出炉。
优选地，所述步骤（3）冷轧轧制时，开坯冷轧机油品指标为：残留量＜8ml，透光率≥90%，羟值12～18mgkoh/g，皂化值1.5～5mgkoh/g，酸值0.5～0.8mgkoh/g，40℃下运动粘度2.5～3.0mm2/s，闭口闪点≥95℃，水分＜200ppm；成品冷轧机油品指标：残留量＜7ml，透光率≥90%，羟值10～16mgkoh/g，皂化值1.5～5mgkoh/g，酸值0.3～0.7mgkoh/g，40℃下运动粘度2.2～2.7mm2/s，闭口闪点≥95℃，水分＜200ppm；所述步骤（3）冷轧轧制时，工序为：第一道次由7.5mm压至4.0mm，第二道次由4.0mm压至2.2mm，第三道次由2.2mm压至1.25mm，进行中切，第四道次由1.25mm压至0.8mm；第五道次由0.8mm压至0.5mm，第六道次由0.5mm压至0.32mm，第七道次由0.32mm压至0.21mm，进行成品切边。
优选地，所述步骤（4）铝箔轧制油油品指标为：pass1：酸值＞0.2mgkoh/g，羟值9～15mgkoh/g，皂化值5～9mgkoh/g，水分＜200ppm，40℃下粘度2.0～2.3mm2/s，透光率＞80%；pass2：酸值＞0.2mgkoh/g，羟值9～15mgkoh/g，皂化值5～9mgkoh/g，水分＜200ppm，40℃下粘度2.0～2.3mm2/s，透光率＞80%；
单张和成品道次：酸值＜0.1mgkoh/g，羟值3～9mgkoh/g，皂化值9～15mgkoh/g，水分＜200ppm，40℃下粘度1.8～2.1mm2/s，透光率＞85%；所述步骤（4）铝箔轧制工序为：生产0.009mm～＜0.015mm厚度的铝箔时，第一道次由0.21mm压至0.105mm，第二道次由0.105mm压至0.045mm，第三道次由0.045mm压至0.03mm；四道次由0.03mm压至0.017mm，切边，第四道次由0.017mm压至0.009mm～＜0.015mm。
优选地，所述步骤（5）离线板形检测，合格板型标准：测试单位张力为1kgf/mm2，有效行程为2m，下塌量≤4mm；需评审板型标准：测试单位张力为1kgf/mm2，有效行程为2m，下塌量4～6mm；不合格板型标准：测试单位张力为1kgf/mm2，有效行程为2m，下塌量＞6mm。
本发明的有益效果为：
1.采新改进后的8021a合金，合金配比为合理，有利于提高产品的机械性能指标，提高了抗拉强度和延伸率。
2.采用新型热处理工艺，有效改进产品内在组织性能。
3.改进轧制工序轧制油添加剂配比，有效提高轧制油膜强度，保证了产品的表面质量。
4.改进了高强度铝箔产品的轧制工艺，有效的提高了产品的生产效率。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
8021a合金高延伸锂离子电池用铝箔生产工艺，所述锂离子电池用铝箔的成分及其质量百分比为：fe：1.1％，si：0.4％，cu：0.3％，mn：0.7％，mg：0.1％，zn：0.1％，其他：单个成分：0.05%，合计：0.15%，其余为al。
如上述所述的8021a合金高延伸锂离子电池用铝箔生产工艺，所述生产工艺包括如下步骤：
（1）熔炼、铸轧：将所述的成分及其质量百分比的原料及电解铝水加热熔炼成生产8021a合金高延伸锂离子电池用铝箔的铝合金熔体；然后依次进行精炼、过滤处理；再将过滤后的铝合金熔体连续铸轧成7.0～7.7mm的坯料；
（2）热处理：将坯料进行退火处理；冷却2小时打开1/3炉门冷却4h，即时出炉；
（3）冷轧：将坯料进行轧制，坯料厚度由7.5mm轧制到坯料厚度为0.21mm；
（4）铝箔轧制：将冷轧厚度为0.21mm的铝箔精轧成厚度为0.009～＜0.015mm的铝箔卷，将铝箔卷分切，即可得成品锂电池用铝箔；
（5）离线板形检测：使用红外探头测试料卷在一定张力下，检测表面波动的高度。
优选地，所述步骤（1）熔炼时，冷料与铝水加入比例为（40～50）:（50～60），液体精炼处理的时间为15～25min，熔炼炉精炼温度735～755℃，保温炉精炼时间3～4h/次；过滤采用管式过滤箱过滤，过滤箱温度控制在715～735℃，过滤管等级为raa，可以除去的颗粒大小为100um。
优选地，所述步骤（2）热处理时，当来料宽度为1000～1300mm时，第一次退火处理时，斜率时间2.5小时，退火炉内温度为550℃，当坯料表面温度达到550℃时，保温22小时，程序结束，冷却2小时，打开1/3炉门冷却4h出炉；当来料宽度为1301～1500mm时，第一次退火处理时，斜率时间2.5小时，退火炉内温度为550℃，当坯料表面温度达到550℃时，保温24小时，程序结束，冷却2小时，打开1/3炉门冷却4h出炉；当来料宽度为1501～1750mm时，第一次退火处理时，斜率时间2.5小时，退火炉内温度为550℃，当坯料表面温度达到550℃时，保温26小时，程序结束，冷却2小时，打开1/3炉门冷却4h出炉。
优选地，所述步骤（3）冷轧轧制时，开坯冷轧机油品指标为：残留量＜8ml，透光率≥90%，羟值12～18mgkoh/g，皂化值1.5～5mgkoh/g，酸值0.5～0.8mgkoh/g，40℃下运动粘度2.5～3.0mm2/s，闭口闪点≥95℃，水分＜200ppm；成品冷轧机油品指标：残留量＜7ml，透光率≥90%，羟值10～16mgkoh/g，皂化值1.5～5mgkoh/g，酸值0.3～0.7mgkoh/g，40℃下运动粘度2.2~2.7mm2/s，闭口闪点≥95℃，水分＜200ppm；所述步骤（3）冷轧轧制时，工序为：第一道次由7.5mm压至4.0mm，第二道次由4.0mm压至2.2mm，第三道次由2.2mm压至1.25mm，进行中切，第四道次由1.25mm压至0.8mm；第五道次由0.8mm压至0.5mm，第六道次由0.5mm压至0.32mm，第七道次由0.32mm压至0.21mm，进行成品切边。
优选地，所述步骤（4）铝箔轧制油油品指标为：pass1：酸值＞0.2mgkoh/g，羟值9～15mgkoh/g，皂化值5～9mgkoh/g，水分＜200ppm，40℃下粘度2.0～2.3mm2/s，透光率＞80%；pass2：酸值＞0.2mgkoh/g，羟值9～15mgkoh/g，皂化值5～9mgkoh/g，水分＜200ppm，40℃下粘度2.0～2.3mm2/s，透光率＞80%；
单张和成品道次：酸值＜0.1mgkoh/g，羟值3～9mgkoh/g，皂化值9～15mgkoh/g，水分＜200ppm，40℃下粘度1.8～2.1mm2/s，透光率＞85%；所述步骤（4）铝箔箔轧轧制工序为：生产0.009mm～＜0.015mm厚度的铝箔时，第一道次由0.21mm压至0.105mm，第二道次由0.105mm压至0.045mm，第三道次由0.045mm压至0.03mm；四道次由0.03mm压至0.017mm，切边，第四道次由0.017mm压至0.009mm～＜0.015mm。
优选地，所述步骤（5）离线板形检测，合格板型标准：测试单位张力为1kgf/mm2，有效行程为2m，下塌量≤4mm；需评审板型标准：测试单位张力为1kgf/mm2，有效行程为2m，下塌量4～6mm；不合格板型标准：测试单位张力为1kgf/mm2，有效行程为2m，下塌量＞6mm。
实施例2
8021a合金高延伸锂离子电池用铝箔生产工艺，所述锂离子电池用铝箔的成分及其质量百分比为：fe：1.7％，si：0.4％，cu：0.3％，mn：0.3％，mg：0.1％，zn：0.1％，其他：单个成分：0.05%，合计：0.15%，其余为al。
如上述8021a合金高延伸锂离子电池用铝箔生产工艺，所述生产工艺同实施例1。
实施例3
8021a合金高延伸锂离子电池用铝箔生产工艺，所述锂离子电池用铝箔的成分及其质量百分比为：fe：1.5％，si：0.4％，cu：0.3％，mn：0.5％，mg：0.1％，zn：0.1％，其他：单个成分：0.05%，合计：0.15%，其余为al。
如上述8021a合金高延伸锂离子电池用铝箔生产工艺，所述生产工艺同实施例1。
本实施例检测结果：
0.009mm厚度的铝箔，抗拉强度为≥190mpa，比国内同类产品≥170mpa好，延伸率为≥2.5%，比国内同类产品≥1.0%好。
0.01mm厚度的铝箔，抗拉强度为≥200mpa，比国内同类产品≥180mpa好，延伸率为≥3.0%，比国内同类产品≥1.5%好。
0.012mm厚度的铝箔，抗拉强度为≥200mpa，比国内同类产品≥180mpa好，延伸率为≥4.0%，比国内同类产品≥2.0%好。
综上所述，本制备方法生产的8021a合金高延伸锂离子电池用铝箔，产品机械性性能达到国内先进水平，远远超过目前国内的同类产品，可以满足客户的使用要求。
以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；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。