一种新能源汽车电池模组加热用铜合金箔的加工方法与流程

文档序号:20603355发布日期:2020-05-01 21:51阅读:543来源:国知局

本发明为新能源汽车电池模组加热领域,具体涉及一种新能源汽车电池模组加热用铜合金箔的加工方法。



背景技术:

汽车作为现在最为普遍的交通工具之一,随着社会发展的需要,新能源电动汽车得到广泛推广使用,锂离子电池因其具有能量密度高、功率大、自放电小,循环性能优越,充电效率高且对环境较为“友好”等优点,已经越来越成为车用动力电池的主流,也是各大电池厂发展的主要方向。在动力电池的设计开发生产过程中,需要将单体锂离子电池组合,形成蓄电池模组而成组使用。纯电动汽车在低温环境下,锂离子动力电池温度过低,电池内部活性物质的活性明显下降,其内阻、极化电压增加,充放电功率和容量均会明显降低,甚至引起电池容量不可逆衰减,并埋下安全隐患。

锂电池充电过程中,在充电设备外加电场作用下,锂离子从正极材料中脱出进入电解液并向负极移动,依次进入石墨构成的负极材料中,并形成lic化合物。如果温度较低,充电速度过快,会使锂离子来不及进入负极形成lic化合物,则靠近负极的锂离子就会俘获电子而形成金属锂,并聚集形成锂枝晶,锂枝晶积累过大会刺破隔膜形成短路。低温下放电过程中,由于锂离子电池内部活性物质的活性明显下降,放电容量也会显著降低,严重缩短了电动汽车的续驶里程。因此,在低温环境下,对动力电池制定有效的加热措施,具有重大的市场推广意义。

为保证新能源汽车电池在低温环境下的正常工作,电池模组之间需要加装加热装置,如加热片,而且加热片材料要求必须具有一定的电阻,导电能够发热,同时具有热稳定性,为满足电池小体积、紧凑型的要求,在保证电池容量的前提下,尽量压缩电池模组的占用空间,并且还要考虑环保问题,在模组加热片生产过程中,避免使用fecl3对其进行蚀刻,减少对环境的污染。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的新能源汽车电池低温下工作效率低、加热片体积大且蚀刻溶液fecl3污染环境的问题,本发明提供了一种新能源汽车电池模组加热用铜合金箔的加工方法,该方法操作简单,加热片在保证对电池模组进行加热的前提下,占用空间小,对环境污染小,可满足电池小体积、紧凑型的要求。

一种新能源汽车电池模组加热用铜合金箔的加工方法,包括以下步骤:

(1)铜箔轧机轧制:选取黄铜合金母材,对其进行轧制:

(2)脱脂清洗:将步骤(1)轧制的铜箔采用浸润式烃系脱脂方式进行清洗,并烘干;

(3)退火处理:将步骤(2)清洗过的铜箔采用罩式退火方式退火,退火温度为250~400℃,退火时间为3~5小时;采用罩式退火方式,既能达到目标硬度及抗拉延伸,又会防止材料粘结。

(4)蚀刻:使用氯化铜5wt%、浓盐酸10wt%、双氧水25wt%以及余量水组成的混合溶液进行蚀刻,这种蚀刻方法可利用双氧水使氧化亚铜氧化再生并可回收,有效避免了蚀刻液的污染,达到污染零排放。

优选地,步骤(1)中分4个轧制道次对黄铜合金进行轧制,轧制的最终厚度为50μm,四个道次分别为:

第一道次中的入口厚度为200μm,出口厚度为100μm,压下率为50%,入口张力为6.5n/mm2,出口张力为7.5n/mm2,轧制速度为750m/min;

第二道次中的入口厚度为100μm,出口厚度为77μm,压下率为23%,入口张力为6.5n/mm2,出口张力为7.5n/mm2,轧制速度为750m/min;

第三道次中的入口厚度为77μm,出口厚度为60μm,压下率为22.1%,入口张力为5.5n/mm2,出口张力为6.5n/mm2,轧制速度为750m/min;

第四道次中的入口厚度为60μm,出口厚度为50μm,压下率为16.6%,入口张力为4.5n/mm2,出口张力为5.5n/mm2,轧制速度为750m/min。

优选地,步骤(1)中所述的黄铜合金母材的规格为0.2×600mm的h65黄铜合金母材。

优选地,步骤(2)中所述的烃系脱脂材料为碳氢清洗剂,主要用于较薄铜箔的清洗,目的是为了防止清洗后铜箔表面氧化,并可通过蒸馏再生方式,将烃系脱脂剂与轧制油的混合溶液分离,回收利用烃系脱脂剂,有效避免环境污染。

优选地,步骤(2)中所述的脱脂运行速度为50m/min,脱脂剂温度为40±5℃。

优选地,步骤(2)中所述的烘干采用蒸汽式热风发生装置,烘干温度为100~110℃。

优选地,步骤(3)中所述的退火温度为300℃,退火时间为4小时。

有益效果

(1)本发明提供了一种新能源汽车电池模组加热用铜合金箔的加工方法,该方法操作简单,加热片在保证对电池模组进行加热的前提下,占用空间小,可满足电池小体积、紧凑型的要求。

(2)本发明对环境污染小,模组加热片生产过程中,不使用fecl3对其进行蚀刻,利用双氧水使氧化亚铜氧化再生并可回收,有效避免了蚀刻液的污染,达到污染零排放;在低温环境下,对新能源汽车电池模组有效进行加热,具有重大的市场推广意义。

具体实施方式:

下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明实施例中使用的双氧水为质量百分浓度为30%的双氧水。

实施例1

(1)铜箔轧机轧制:选取规格为0.2×600mm的h65黄铜合金母材,使用x型六辊箔材精轧机进行轧制,轧制过程分4个道次,分别为:

第一道次中的入口厚度为200μm,出口厚度为100μm,压下率为50%,入口张力为6.5n/mm2,出口张力为7.5n/mm2,轧制速度为750m/min,轧制力为420kn,弯辊力为2mpa;

第二道次中的入口厚度为100μm,出口厚度为77μm,压下率为23%,入口张力为6.5n/mm2,出口张力为7.5n/mm2,轧制速度为750m/min;

第三道次中的入口厚度为77μm,出口厚度为60μm,压下率为22.1%,入口张力为5.5n/mm2,出口张力为6.5n/mm2,轧制速度为750m/min;

第四道次中的入口厚度为60μm,出口厚度为50μm,压下率为16.6%,入口张力为4.5n/mm2,出口张力为5.5n/mm2,轧制速度为750m/min;

轧制过程中使用空气悬浮式板形检测装置,保证板形≤3iunit,并且通过使用x射线测厚仪保证厚度公差的控制;

(2)脱脂清洗:将步骤(1)轧制的铜箔采用浸润式烃系脱脂方式进行清洗,清洗剂为碳氢清洗剂,脱脂运行速度为50m/min,脱脂剂温度为40±5℃,并通过蒸汽式热风发生装置烘干,烘干温度为105±5℃;

(3)退火处理:将步骤(2)清洗过的铜箔采用罩式退火方式退火,退火温度为300℃,退火时间为4小时;

(4)蚀刻:使用氯化铜5wt%、浓盐酸10wt%、双氧水25wt%以及余量水组成的混合溶液进行蚀刻。

实施例2

(1)铜箔轧机轧制:选取规格为0.2×600mm的h65黄铜合金母材,使用x型六辊箔材精轧机进行轧制,轧制过程分4个道次,分别为:

第一道次中的入口厚度为200μm,出口厚度为100μm,入口张力为6.5n/mm2,出口张力为7.5n/mm2,轧制速度为750m/min;

第二道次中的入口厚度为100μm,出口厚度为70μm,入口张力为6.5n/mm2,出口张力为7.5n/mm2,轧制速度为750m/min;

第三道次中的入口厚度为70μm,出口厚度为58μm,入口张力为5.5n/mm2,出口张力为6.5n/mm2,轧制速度为750m/min;

第四道次中的入口厚度为58μm,出口厚度为50μm,入口张力为4.5n/mm2,出口张力为5.5n/mm2,轧制速度为750m/min;

轧制过程中使用空气悬浮式板形检测装置,保证板形≤3iunit,并且通过使用x射线测厚仪保证厚度公差的控制;

(2)脱脂清洗:将步骤(1)轧制的铜箔采用浸润式烃系脱脂方式进行清洗,清洗剂为碳氢清洗剂,脱脂运行速度为50m/min,脱脂剂温度为40±5℃,并通过蒸汽式热风发生装置烘干,烘干温度为105±5℃;

(3)退火处理:将步骤(2)清洗过的铜箔采用罩式退火方式退火,退火温度为300℃,退火时间为4小时;

(4)蚀刻:使用氯化铜5wt%、浓盐酸10wt%、双氧水25wt%以及余量水组成的混合溶液进行蚀刻。

对比例1

(1)铜箔轧机轧制:选取规格为0.2×600mm的h65黄铜合金母材,使用x型六辊箔材精轧机进行轧制,轧制过程分4个道次,分别为:

第一道次中的入口厚度为200μm,出口厚度为100μm,压下率为46.7%,入口张力为6.5n/mm2,出口张力为7.5n/mm2,轧制速度为750m/min,轧制力为420kn,弯辊力为2mpa;

第二道次中的入口厚度为100μm,出口厚度为77μm,压下率为46.7%,入口张力为6.5n/mm2,出口张力为7.5n/mm2,轧制速度为750m/min,轧制力为420kn,弯辊力为2mpa;

第三道次中的入口厚度为70μm,出口厚度为60μm,压下率为46.7%,入口张力为5.5n/mm2,出口张力为6.5n/mm2,轧制速度为750m/min,轧制力为420kn,弯辊力为2mpa;

第四道次中的入口厚度为60μm,出口厚度为50μm,压下率为46.7%,入口张力为4.5n/mm2,出口张力为5.5n/mm2,轧制速度为750m/min,轧制力为420kn,弯辊力为2mpa;

轧制过程中使用空气悬浮式板形检测装置,保证板形≤3iunit,并且通过使用x射线测厚仪保证厚度公差的控制;

(2)脱脂清洗:将步骤(1)轧制的铜箔采用浸润式烃系脱脂方式进行清洗,清洗剂为碳氢清洗剂,脱脂运行速度为50m/min,脱脂剂温度为40±5℃,并通过蒸汽式热风发生装置烘干,烘干温度为105±5℃;

(3)蚀刻:使用氯化铜5wt%、浓盐酸10wt%、双氧水25wt%以及余量水组成的混合溶液进行蚀刻。

实施例1~3加工得到的铜合金箔材料的性能

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