一种锂电池用铝箔的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种锂电池用铝箔，属于铝合金材料技术领域。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的提高，环境意识的提升，干净环保的能源运输工具社会需求巨大，电动车辆已成为人们生活中主要交通工具，作为电动车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，一般用于制造铝箔的合金是1235，铝箔性能一般，使得锂电池性能一般。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术所存在的缺陷，提供一种满足锂电池性能要求的锂电池用铝箔。
[0004]本发明的上述目的可通过下列技术方案来实现:一种锂电池用铝箔，所述锂电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:0.38-0.45% ；S1:0.1-0.15% ；Cu:0.03-0.06% ；Ti:0.015-0.02% ；Mn:彡 0.03% ；Mg..( 0.03% ；Zn..( 0.03% ;余量为 Al 及不可避免的杂质。
[0005]作为优选，所述锂电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:0.38-0.42% ;Si:0.12-0.15 % ；Cu:0.04-0.06 % ；T1:0.018-0.02 % ；Mn: ^ 0.03 % ；Mg: ^ 0.03 % ；Zn:^Ξ0.03% ;余量为Al及不可避免的杂质。
[0006]进一步优选，所述锂电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:0.39% ;Si:0.12% ；Cu:0.04% ；Ti:0.016% ；Mn..( 0.03% ；Mg..( 0.03% ；Zn..( 0.03% ;余量为 Al及不可避免的杂质，其中，Mn+Mg+Zn彡0.03%。
[0007]进一步优选，所述锂电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:0.40% ;Si:0.13% ；Cu:0.05% ；Ti:0.018% ；Mn..( 0.03% ；Mg..( 0.03% ；Zn..( 0.03% ;余量为 Al及不可避免的杂质。
[0008]进一步优选，所述锂电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:0.38% ;Si:0.15% ；Cu:0.04% ；Ti:0.02% ；Mn 0.03% ；Mg:彡 0.03% ；Zn 0.03% ;余量为 Al 及不可避免的杂质。
[0009]进一步优选，所述锂电池用铝箔的成分及其质量百分比为:Fe:0.42% ;Si:0.12% ；Cu:0.06% ；Ti:0.019% ;Mn:彡 0.03% ;Mg:彡 0.03% ;Zn:彡 0.03% ;余量为 Al及不可避免的杂质。
[0010]上述锂电池用铝箔的制备方法包括如下步骤:
[0011](I)熔炼、铸乳工艺:将上述锂电池用铝箔加热熔炼成铝合金熔体；然后依次进行精炼扒渣、晶粒细化、除气除渣、过滤处理；再将过滤后的铝合金熔体连续铸乳成6.0-8.0mm 的还料；
[0012](2)冷乳工艺:将坯料先冷乳至4.0-5.0mm，再进行第一次退火处理；将第一次退火处理后的坯料粗乳至0.25-0.3mm，接着进行二次退火处理；
[0013](3)箔压处理:将二次退火处理后的铝箔精乳成厚度为0.01-0.05mm的铝箔卷，将铝箔卷分切即可得成品锂电池用铝箔。
[0014]所述的精炼扒渣具体为:将铝合金熔体静置12-18min后，再进行多次精炼处理，第一次精炼处理的时间为18_22min，第一次精炼处理后(即从第二次精炼处理开始)精炼时间为20-25min，间隔为2h_3h。
[0015]所述的晶粒细化处理时需加入Al-5T1-B晶粒细化剂，加入量为1.5_2kg/吨铝合金。
[0016]所述的除气除渣是向除气箱中通入高纯氮气对铝合金熔体进行除气，调整石墨转子转速，保证铝液的含氢量< 0.12ml/100gAl ;为控制含氢量< 0.12ml/100gAl，氮气纯度要求达到99.995%以上，氮气压力在0.4-0.5Mpa，除气箱熔体的温度为720_730°C，并每隔I小时将除气箱中随氮气气泡上浮至熔体表面的浮渣扒去。
[0017]所述的过滤是用双通道双极过滤板过滤除渣，过滤精度为50目和60目。
[0018]所述的连续铸乳具体是通过铸乳机前箱铸嘴供流，通过铸乳机铸乳辊，在铸乳区内将液态铝合金熔体铸乳成坯料。其中，前箱熔体温度690-700°C，辊缝4.6-4.8_，铸乳区长度55-60mm，铸嘴开口度ll_12mm，预载力180-260T，卷取张力:40_60kn。铸乳速度950-980mm/min,冷却水水温 32-38 °C。
[0019]铸乳坯料的质量可以达到:同板差彡0.05mm，凸度0.01-0.05mm，晶粒度I级，纵向厚差<0.1mm。工艺裂边< 2mm，铸乳板低倍试样表面不存在影响使用的条纹和偏析。在乳制前必须清擦辊系，并用乳制油冲洗，乳制油质量合格，乳辊磨削质量合格，同时保证冷料乳制。通过AGC正确选用乳制速度、张力，AFC板型自动控制技术控制板型从而获得优良的板型。
[0020]坯料冷乳时铸乳机乳辊粗糙度为Ra0.5 μ m。
[0021]所述第一次退火处理时退火炉内温度为585-590°C，加热15_20h，当坯料表面温度达到460-475 °C时，将退火炉内温度降至460-480 °C，保温3_6h。
[0022]第一次退火处理后的坯料在粗乳时粗乳机乳辊粗糙度为Ra0.25 μ m。
[0023]所述二次退火处理时退火炉内温度为190_220°C，加热8_10h，当坯料表面温度达到165-170°C，将退火炉内的温度降至195-205°C，保温6-8h。
[0024]所述铝箔卷精乳时选用张力/速度乳制模式，ACG控制模式，前张力35-50N/mm2，后张力 35-40N/mm2，乳制速度 500-700m/min，乳制力 250-350T，油温 50-55 °C，油压3.0-4.0bar，流量50-65%，乳辊凸度0.06mm，乳辊粗糙度Ra0.12-0.2 urn,乳制油添加剂
6-8%。
[0025]所述的分切是将双张(或单张)铝箔大卷分切为用产要求的单张铝箔卷。
[0026]本发明具有如下优点:
[0027]1、本发明通过调整铝合金的成分，添加Cu元素，通过改变元素之间的协同作用，提高铝箔的性能，使其满足制备锂电池铝箔的要求。
[0028]2、与现有技术中的热乳工艺相比，本发明采用的连续铸乳工艺流程少，设备投资小，占地面积小，节能环保好，生产成本低，且锂电池用铝箔表面洁净无残油。
[0029]3、本发明采用两次退火处理，改善铸乳得到坯料的组织，获得均匀细小的晶粒，同时有利于消除冷乳过程中的加工硬化，提高金属的塑性，进而提高最终产品铝箔的表面质量。
[0030]4、本发明制得的锂电池用铝箔力学性能较好，a:厚差±3% ;b:抗拉强度160-190MPa ；c:延伸率彡1.5% ；d:针孔数:0个/m2；e:表面润湿张力32达因；f:铝箔开卷性能好，粘附度优异。
【具体实施方式】
[0031]以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0032]实施例1
[0033]配料:调整锂电池用铝箔的成分及其质量百分比:Fe:0.39% ；Si:0.12% ；Cu:0.04% ；Ti:0.016% ;余量为Al及不可避免的杂质，其中，Mn+Mg+Zn彡0.03%。
[0034]熔炼、铸乳工艺:将上述锂电池用铝箔加热熔炼成铝合金熔体；然后依次进行精炼扒渣、晶粒细化、除气除渣、过滤处理，再将过滤后的铝合金熔体连续铸乳成7.0mm的坯料。其中，精炼扒渣、晶粒细化、除气除渣、过滤处理、连续铸乳具体如下:
[0035]a、精炼扒渣:将铝合金熔体转至静置炉中静置15min，静置炉的温度为745 °C，然后进行多次精炼处理，第一次氮气精炼处理的时间为20min，精炼完后扒去表面浮渣，第一次精炼处理后(即从第二次精炼处理开始)精炼时间为22min，间隔为2.5h ;
[0036]b、晶粒细化:将铝钛硼晶粒细化剂通过钛丝进给机加入到除气箱铝液入口处，晶粒细化剂的加入量为2.5kg/吨铝合金熔体，对熔体进行变质细化；
[0037]C、除气除渣:向除气箱中通入高纯氮气对铝合金熔体进行除气，调整石墨转子转速，保证铝液的含氢量< 0.12ml/100gAl ;为控制含氢量< 0.12ml/100gAl，氮气纯度要求达到99.995%以上，氮气压力在0.45Mpa，除气箱熔体的温度为725°C，并每隔I小时将除气箱中随氮气气泡上浮至熔体表面的浮渣扒去；
[0038]d、过滤处理:用双通道双极过滤板过滤除渣，过滤精度为50目；
[0039]e、连续铸乳:通过铸乳机前箱铸嘴供流，通过铸乳机铸乳辊，在铸乳区内将液态铝合金熔体铸乳成厚度为7.0mm的坯料；其中，前箱熔体温度695°C，主机速度1100m/min，辊缝4.7mm，铸乳区长度58mm，铸嘴开口度11mm，预载力220T，卷取张力:50kn，铸乳速度960mm/min,冷却水水温35°C。
[0040]冷乳工艺:将坯料先冷乳至4.8mm，再进行第一次退火处理:第一次退火处理时退火炉内温度为585°C，加热18h，当坯料表面温度达到465°C时，将退火炉内温度降至470 V，保温4h ;将第一次退火处理后的坯料粗乳至0.28mm，接着进行二次退火处理:二次退火处理时退火炉内温度为200°C，加热9h，当坯料表面温度达到168°C，将退火炉内的温度降至200°C，保温6-8h ;将二次退火处理后的坯料中