[发明专利]一种汽车动力电池电极用热轧盘条及生产方法

说明书

一种汽车动力电池电极用热轧盘条，其组分及wt%为：C≤0.010%、Si≤0.02%、Mn：0.04～0.08%、P≤0.020%、S≤0.015%、Alt≤0.015%、Cu≤0.020%、Cr≤0.013%、Mg≤0.010%、Zn+Pb+Ni+Mo：≤0.030%；生产方法：铁水预处理；转炉冶炼；真空处理；连铸成坯；对铸坯加热；轧制；吐丝；缓冷至室温；待用。本发明通过合理的成分配比及工艺配合，达到电极用钢的要求，同时实现连铸生产的可持续性。其所制备的电动汽车用电池电极，比容量达170mAh/g、循环性能好、使用周期长达2000次，更好地满足了汽车动力电池的使用需求。

技术领域

本发明涉及一种盘条及生产方法，确切地属于汽车动力电池电极用热轧盘条及生产方法。

背景技术

随着环境污染和能源危机的加剧，环保已被世界各国确立为发展的前提，汽车尾气是城市空气污染的主要污染源，而世界汽车总量却以较快的速度增加，因而新能源电动汽车应运而生。作为正在培育和发展的战略性新兴产业之一，电动汽车是未来汽车工业发展的重要方向，电动汽车用动力电池是电动汽车的关键部件，也是决定汽车动力性、安全性、经济性以及实用性的重要因素。动力电池必须具有比容量高、循环性能好、寿命长等优点，才能被应用于电动汽车及储电系统中。

正极材料是动力电池中最为关键的原材料，目前，正极材料研究相对滞后，成为制约动力电池整体性能进一步提高的关键因素。因此，正极材料的研究受到越来越多的重视，该电极用热轧盘条是动力电池的正极原料之一。为提高动力电池的晶体结构、电化学容量和循环性能以及稳定性能，对电极用热轧盘条的成分体系、元素匹配及对铜、镁、铬等微量元素有严格的要求，使生产控制难度大，但专用电极钢开发，可极大地促进动力电池热稳定性、充放电效率、环境友好等整体性能的提高及电动汽车快速发展。同时，该专用钢可极大低降低用户制作动力电池的成本，还具有环保效果。该专用钢的研制开发对于推动电动汽车的产业化进程具有重要意义。

目前，是用碳素钢替代的，由于纯净度不够、有害元素多等原因，需采用传统的生产工艺，分两步处理，流程复杂、工艺路线长，造成产量低、能耗高，其制作的电动电池比容量较低≤130mAh/g(续航能力)，循环寿命短≤1200次，不能较好地满足汽车动力电池的使用。为保证性能要求。电极钢材质的化学成分要求向低碳钢发展，专用钢即从原料的净化提纯着手，采用一步法直接生产即能达到电池级要求，更好地满足汽车动力电池的使用需求。

经检索：中国申请专利号为CN201611232057.X的文献，其公开了一种低碳电极用钢，其质量百分百成分包括C≤0.06％、Si≤0.07％、Mn 0.10-0.40％、P≤0.025％、S≤0.025％、Al≤0.060％，其它为Fe和杂质；其制备方法包括包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、连铸、轧制。其转炉铁水要求磷含量小于0.13％，硫含量小于0.050％；出钢温度1635-1668℃，碳含量≤0.04％，磷含量0.004-0.017％，终点采用Al脱氧；LF过程温度和时间分别控制在1540-1650℃和25-58min之间；连铸控制过热度20-35℃之间，拉速0.65-0.85m/min之间。该钢属于低碳钢系列，不适用于超低碳纯净钢需求的汽车动力电池电极用钢。

文献《热轧电极扁钢SAE1006工艺优化实践》(2016年(第十九届)全国炼钢学术会议论文集)，介绍了电极扁钢SAE1006的生产工艺、过程控制和生产情况，分析了产品质量状况。主要控制成品Als范围0.010％-0.015％，消除连铸坯气泡缺陷，满足用户要求。该钢用于电解铝行业，其成分为C≤0.06％、Si≤0.07％、Mn 0.25-0.50％、P≤0.030％、S≤0.030％，亦属于低碳钢系列，不适用于超低碳纯净钢需求的汽车动力电池电极用钢。

发明内容

本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种容量达170mAh/g、可快速充电且循环寿命长高达2000次，在高温高热环境下稳定性高，加工成本低，具有无毒、无污染、安全性能好的汽车动力电池电极用热轧盘条及生产方法。