一种动力电池用铝箔的加工方法

技术领域

本发明涉及铝箔加工技术领域，特别涉及一种动力电池用铝箔的加工方法。

背景技术

随着新能源汽车的飞速发展，作为新能源汽车的核心部分，动力电池的需求量巨大，动力电池的好坏直接影响着企业的发展。动力电池正极电子集流体是铝箔材料。伴随着新能源汽车续航里程需求的增加，动力电池的能量比要求越来越高，动力电池用铝箔作为动力电池的重要材料，所要求的抗拉强度更高，厚度更薄。目前行业内使用较多的是1235、1060、1070合金铝箔，常用厚度在0.012—0.02mm。现有1060合金动力电池用铝箔主要生产工艺为：铸轧坯料7.0mm厚度经冷轧轧制到1.0～2.5mm厚度之间，然后高温退火，经冷轧轧制到0.24mm基材厚度时切边转箔轧轧制，成品抗拉强度在170—190Mpa之间，因物料偏软，成品轧制力小，铝箔表面带油量大，表面润湿张力仅能达到31左右，造成后续涂炭生产时因强度不够、表面附着力差，出现漏涂问题，导致材料出现报废或电池性能下降。

为此，我们提出一种动力电池用铝箔的加工方法，能够在铝箔厚度减薄的情况下，提高铝箔的抗拉强度，避免在涂炭压实时出现起皱漏涂的现象，同时能够提高动力电池用铝箔表面湿润张力，避免下游生产涂炭时容易出现漏涂，减小对电池性能的影响。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种动力电池用铝箔的加工方法，可以有效解决背景技术中的在动力电池用铝箔厚度不断减薄、以及动力电池用铝箔表面湿润张力低的情况下，下游生产涂炭时容易出现起皱漏涂的现象。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种动力电池用铝箔的加工方法，该加工方法包括：熔炼—铸轧—冷轧—退火—冷轧—切边—箔轧—成品分切—包装，所述动力电池用铝箔的加工方法包括如下步骤：

步骤一：熔炼：熔炼时对合金的成分进行调整，提高Cu成分至0.04—0.05%之间，以提高成品性能，熔炼导炉温度控制在745±5℃范围内，成分均匀且合金的成分百分比为：Si：0.06%～0.09%；Fe：0.10%～0.15%；Cu：0.04%～0.05%；Mn：0.01%；Mg：0.01%；Cr：0.01%；Zn：0.01%；Ti：0.02%～0.03%；Al≥99.60%，余量为杂质含量，上述含量有上下限为合金元素，含量为单个数值时，其它杂质为最高值。并且要求进行除气、除渣干净，搅拌充分且均匀，氢含量控制在0.12ml/100g·Al以下；

步骤二：铸轧：在铸轧生产时，采用旋转吹气法进行在线除气，过滤采用30PPi+50PPi双级过滤，变质剂采用进口Al—5Ti—0.2B钛丝，严格控制变质剂加入量，生产时选择低的轧制速度，来有效的消除和控制铸轧坯料中含氢量、夹渣、组织疏松等冶金缺陷，采用合适的铸轧区和嘴辊间隙，来保证良好的铸轧表面质量及内部晶粒组织，铸轧成品厚度控制在7.0±0.1mm；

步骤三：冷轧：冷轧生产时，导路中的每一个辊子表面吹扫吹扫要干净，不能有残留油污，坯料经四道次轧制到0.65—0.75mm厚度时，进行低温中间退火，退火冷却后经2道次轧制至0.24mm厚度进行切边；

步骤四：纵剪切边：纵剪切边时清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊，确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤，端面不能出现有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，中间切边错层小于2mm；

步骤五：退火：退火时用耐高温铝箔胶带封口不能松层后，上料架装炉退火；中间退火工艺：0.65～0.75mm厚度时，在180～200℃条件下，保温14—16小时，冷却2小时后进行出炉，退火出炉后料不能下料架，退火后的料完全冷透时上轧机生产；

步骤六：箔轧：0.24mm厚度基材在箔轧轧制时，保证较慢的轧制速度和较小的张力，防止轧制时铝板表面有印痕、粘伤、厚差波动性大等缺陷；再经过3个道次轧制，完成箔粗轧轧制后，冷却24h后再进行轧制，减少后续轧制时表面起筋、出现粘伤等缺陷；成品道次轧制时更换工作辊，清擦导路中的每一个辊子，支撑棍表面不符合时更换支撑辊，出成品时调整轧机吹扫风嘴，铝箔表面无连续性油斑；

步骤七：成品分切：分切时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊；确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤，轧机下机物料第一时间转分切进行生产，从轧机出成品下机后至开始分切，中间间隔不能大于30min；

步骤八：检查和包装：成品检查时主要检查铝箔厚度、宽度不能超过公差范围，端面不能有毛刺、翻边，撞伤，错层不得超过0.5mm，套筒规格、材质符合要求，套筒两边伸出铝箔端面各5mm，检查合格后按照电池箔包装要求包装。

进一步的，所述步骤六中，成品轧制油添加剂采用80#基础油，加2—3%比例的型号为625W3高性能添加剂，其中酯含量95%，其它5%，成品轧制前检测轧制油透光率，透光率≥97%进行生产，轧制中观察在线动态油瓶，油品质量，发现油品变暗，立即停机换纸。

进一步的，所述步骤六中，成品轧制时，工作辊使用粗糙度Ra0.08μm。

进一步的，所述步骤七中，成品轧制完成下机后，在20min内上分切机进行分切，轧机下机物料有余温，可使成品表面附着的轧制油挥发掉，提高表面润湿性。

进一步的，所述步骤三中，冷轧时将7.0mm厚度铸轧卷轧成0.24mm冷轧卷。

进一步的，所述步骤六中，经中间退火后0.24mm冷轧卷经箔轧轧至成品卷。

进一步的，所述厚冷轧卷的各冷轧道次的轧制过程中，其中中间退火工艺为2h退火炉气温度升至190℃，保温15h后，冷却2h出炉。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、通过调整合金成分配比，适当提高Cu成分至0.04—0.05%之间，提高动力电池用铝箔成品性能；

2、通过坯料轧制至0.7mm左右进行中间低温退火，退火温度180—200℃，保温时长14—16h，冷却2小时后出炉，提高材料后续易加工性，调整中间退火厚度，采用低温中间退火，便于后续轧制，提高动力电池用铝箔抗拉强度；

3、通过箔轧轧制至中间道次进行冷却24h，释放物料应力，减少物料表面粘伤，连续轧制出现起筋、版型差的问题；

4、通过成品轧制时工作辊使用粗糙度Ra0.08μm，提高成品表面质量，减少成品表面附着的轧制油；

5、通过成品轧制完成下机后，在20min内上分切机进行分切，轧机下机物料有余温，可使成品表面附着的轧制油挥发掉，提高表面润湿性；

6、本发明制得的动力电池用铝箔成品抗拉强度高，在215Mpa以上，表面润湿张力≥34达因值，减少下游工序进行涂炭生产时出现压烂、漏涂缺陷。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种动力电池用铝箔的加工方法，该加工方法包括：熔炼—铸轧—冷轧—退火—冷轧—切边—箔轧—成品分切—包装，动力电池用铝箔的加工方法包括如下步骤：

步骤一：熔炼：熔炼时对合金的成分进行调整，提高Cu成分至0.04—0.05%之间，以提高成品性能，熔炼导炉温度控制在745±5℃范围内，成分均匀且合金的成分百分比为：Si：0.06%～0.09%；Fe：0.10%～0.15%；Cu：0.04%～0.05%；Mn：0.01%；Mg：0.01%；Cr：0.01%；Zn：0.01%；Ti：0.02%～0.03%；Al≥99.60%，余量为杂质含量，上述含量有上下限为合金元素，含量为单个数值时，其它杂质为最高值。并且要求进行除气、除渣干净，搅拌充分且均匀，氢含量控制在0.12ml/100g·Al以下；

通过调整合金成分配比，适当提高Cu成分至0.04—0.05%之间，提高动力电池用铝箔成品性能。

步骤二：铸轧：在铸轧生产时，采用旋转吹气法进行在线除气，过滤采用30PPi+50PPi双级过滤，变质剂需要采用进口Al—5Ti—0.2B钛丝，严格控制变质剂加入量，生产时选择低的轧制速度，来有效的消除和控制铸轧坯料中含氢量、夹渣、组织疏松等冶金缺陷，采用合适的铸轧区和嘴辊间隙，来保证良好的铸轧表面质量及内部晶粒组织，铸轧成品厚度控制在7.0±0.1mm。

步骤三：冷轧：冷轧生产时，导路中的每一个辊子表面吹扫吹扫要干净，不能有残留油污，坯料经四道次轧制到0.65—0.75mm厚度时，进行低温中间退火，退火冷却后经2道次轧制至0.24mm厚度进行切边。

步骤四：纵剪切边：纵剪切边时清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊，确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤，端面不能出现有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，中间切边错层小于2mm。

步骤五：退火：退火时用耐高温铝箔胶带封口不能松层后，上料架装炉退火；中间退火工艺：0.65～0.75mm厚度时，在180～200℃条件下，保温14—16小时，冷却2小时后进行出炉，退火出炉后料不能下料架，退火后的料完全冷透时上轧机生产；

通过坯料轧制至0.7mm左右进行中间低温退火，退火温度180—200℃，保温时长14—16h，冷却2小时后出炉，提高材料后续易加工性，调整中间退火厚度，采用低温中间退火，便于后续轧制，提高动力电池用铝箔抗拉强度。

步骤六：箔轧：0.24mm厚度基材在箔轧轧制时，保证较慢的轧制速度和较小的张力，防止轧制时铝板表面有印痕、粘伤、厚差波动性大等缺陷；再经过3个道次轧制，完成箔粗轧轧制后，冷却24h后再进行轧制，减少后续轧制时表面起筋、出现粘伤等缺陷；成品道次轧制时更换工作辊，清擦导路中的每一个辊子，支撑棍表面不符合时更换支撑辊，出成品时调整轧机吹扫风嘴，铝箔表面无连续性油斑；

步骤六中，成品轧制油添加剂采用80#基础油，加2—3%比例的型号为625W3高性能添加剂，其中酯含量95%，其它5%，成品轧制前检测轧制油透光率，透光率≥97%进行生产，轧制中观察在线动态油瓶，油品质量，发现油品变暗，立即停机换纸；

步骤六中，经中间退火后0.24mm冷轧卷经箔轧轧至成品卷；

厚冷轧卷的各冷轧道次的轧制过程中，其中中间退火工艺为2h退火炉气温度升至190℃，保温15h后，冷却2h出炉；

步骤六中，成品轧制时，工作辊使用粗糙度Ra0.08μm；

步骤七：成品分切：分切时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊；确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤，轧机下机物料第一时间转分切进行生产，从轧机出成品下机后至开始分切，中间间隔不能大于30min；

步骤八：检查和包装：成品检查时主要检查铝箔厚度、宽度不能超过公差范围，端面不能有毛刺、翻边，撞伤，错层不得超过0.5mm，套筒规格、材质符合要求，套筒两边伸出铝箔端面各5mm，检查合格后按照电池箔包装要求包装。

通过采用上述技术方案：通过箔轧轧制至中间道次进行冷却24h，释放物料应力，减少物料表面粘伤，连续轧制出现起筋、版型差问题；通过成品轧制时工作辊使用粗糙度Ra0.08μm，提高成品表面质量，减少成品表面附着的轧制油。

实施例2

一种动力电池用铝箔的加工方法，其特征在于：步骤包括：

步骤一，熔炼：熔炼时对合金的成分进行调整，提高Cu成分至0.04—0.05%之间，氢含量控制在0.12ml/100g·Al以下；

步骤二，铸轧：采用旋转吹气法进行在线除气，过滤采用30PPi+50PPi双级过滤，变质剂为 Al—5Ti—0.2B钛丝，生产时选择低的轧制速度，铸轧成品厚度控制在7.0±0.1mm；

步骤三，冷轧：冷轧生产时，坯料经四道次轧制到0.65—0.75mm厚度时，进行低温中间退火，退火冷却后经2道次轧制至0.24mm厚度进行切边；

步骤四，纵剪切边：纵剪切边时清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊，中间切边错层小于2mm；

步骤五，退火：退火时用耐高温铝箔胶带封口不能松层后，上料架装炉退火；

步骤六，箔轧：0.24mm厚度基材在箔轧轧制时，再经过3个道次轧制，完成箔粗轧轧制后，冷却24h后再进行轧制；出成品时调整轧机吹扫风嘴，铝箔表面无连续性油斑；

步骤七，成品分切：分切时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊；轧机下机物料第一时间转分切进行生产，从轧机出成品下机后至开始分切，中间间隔不能大于30min；

步骤八，检查和包装：成品检查时主要检查铝箔厚度、宽度不能超过公差范围，端面不能有毛刺、翻边，撞伤，错层不得超过0.5mm，套筒两边伸出铝箔端面各5mm，检查合格后按照电池箔包装要求包装。

进一步的，在步骤三中，冷轧：冷轧生产时，导路中的每一个辊子表面吹扫吹扫要干净，不能有残留油污，坯料经四道次轧制到0.65—0.75mm厚度时，进行低温中间退火，退火冷却后经2道次轧制至0.24mm厚度进行切边。

进一步的，在步骤三中，冷轧时将7.0mm厚度铸轧卷轧成0.24mm冷轧卷。

实施例3

一种动力电池用铝箔的加工方法，该加工方法包括：熔炼—铸轧—冷轧—退火—冷轧—切边—箔轧—成品分切—包装，动力电池用铝箔的加工方法包括如下步骤：

步骤一：熔炼：熔炼时对合金的成分进行调整，提高Cu成分至0.04—0.05%之间，以提高成品性能，熔炼导炉温度控制在745±5℃范围内，成分均匀且合金的成分百分比为：Si：0.06%～0.09%；Fe：0.10%～0.15%；Cu：0.04%～0.05%；Mn：0.01%；Mg：0.01%；Cr：0.01%；Zn：0.01%；Ti：0.02%～0.03%；Al≥99.60%，余量为杂质含量，上述含量有上下限为合金元素，含量为单个数值时，其它杂质为最高值。并且要求进行除气、除渣干净，搅拌充分且均匀，氢含量控制在0.12ml/100g·Al以下；

通过调整合金成分配比，适当提高Cu成分至0.04—0.05%之间，提高动力电池用铝箔成品性能。

步骤二：铸轧：在铸轧生产时，采用旋转吹气法进行在线除气，过滤采用30PPi+50PPi双级过滤，变质剂需要采用进口Al—5Ti—0.2B钛丝，严格控制变质剂加入量，生产时选择低的轧制速度，来有效的消除和控制铸轧坯料中含氢量、夹渣、组织疏松等冶金缺陷，采用合适的铸轧区和嘴辊间隙，来保证良好的铸轧表面质量及内部晶粒组织，铸轧成品厚度控制在7.0±0.1mm。

步骤三：冷轧：冷轧生产时，导路中的每一个辊子表面吹扫吹扫要干净，不能有残留油污，坯料经四道次轧制到0.65—0.75mm厚度时，进行低温中间退火，退火冷却后经2道次轧制至0.24mm厚度进行切边。

步骤四：纵剪切边：纵剪切边时清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊，确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤，端面不能出现有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，中间切边错层小于2mm。

步骤五：退火：退火时用耐高温铝箔胶带封口不能松层后，上料架装炉退火；中间退火工艺：0.65～0.75mm厚度时，在180～200℃条件下，保温14—16小时，冷却2小时后进行出炉，退火出炉后料不能下料架，退火后的料完全冷透时上轧机生产；

通过坯料轧制至0.7mm左右进行中间低温退火，退火温度180—200℃，保温时长14—16h，冷却2小时后出炉，提高材料后续易加工性，调整中间退火厚度，采用低温中间退火，便于后续轧制，提高动力电池用铝箔抗拉强度。

步骤六：箔轧：0.24mm厚度基材在箔轧轧制时，保证较慢的轧制速度和较小的张力，防止轧制时铝板表面有印痕、粘伤、厚差波动性大等缺陷；再经过3个道次轧制，完成箔粗轧轧制后，冷却24h后再进行轧制，减少后续轧制时表面起筋、出现粘伤等缺陷；成品道次轧制时更换工作辊，清擦导路中的每一个辊子，支撑棍表面不符合时更换支撑辊，出成品时调整轧机吹扫风嘴，铝箔表面无连续性油斑；

步骤七：成品分切：分切时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊；确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤，轧机下机物料第一时间转分切进行生产，从轧机出成品下机后至开始分切，中间间隔不能大于30min；

步骤七中，成品轧制完成下机后，在20min内上分切机进行分切；

步骤八：检查和包装：成品检查时主要检查铝箔厚度、宽度不能超过公差范围，端面不能有毛刺、翻边，撞伤，错层不得超过0.5mm，套筒规格、材质符合要求，套筒两边伸出铝箔端面各5mm，检查合格后按照电池箔包装要求包装。

通过采用上述技术方案：成品轧制完成下机后，在20min内上分切机进行分切，轧机下机物料有余温，可使成品表面附着的轧制油挥发掉，提高表面润湿性。

实施例4

一种动力电池用铝箔的加工方法，该加工方法包括：

步骤一：调整配置合金成分为Fe:0.13%，Si：0.08%，Ti：0.027%，Cu：0.039%，其他元素含量均≤0.01%，经过一系列除气净化处理后，转入铸轧工序，其铸造温度为695℃，铸轧速度680mm/min，板坯厚度7.0mm；

步骤二：冷轧工序工艺流程为：7.0—4.0—2.1—1.2—0.7—中间退火—0.4—0.24—切边；

步骤三：0.24转箔轧后，箔轧工艺流程：0.24—0.14—0.07—0.036—冷却24h—0.021—0.013—成品分切—包装；

步骤四：中间退火工艺为：2h退火炉气温度升至190℃，保温15h后，冷却2h出炉。

将本实施例中制得的动力电池用铝箔进行性能测试，最终得到产品的性能为：抗拉强度215—223Mpa，延伸率2.8—3.2%，表面润湿张力为34达因值。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。