[发明专利]一种耐氧化易成型新能源锂离子软包电池用铝箔材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种耐氧化易成型新能源锂离子软包电池用铝箔材料及其制备方法，包括以下步骤：S1合金成分制备；S2毛料制备：包括铸轧和冷轧工序；S3精轧：将S2得到的毛料进行3道次轧制，最后精轧道次采用合卷轧制，控制轧制油温、亮面明度值以及哑光面明度值；S4氧化及在线热处理；通过优化合金元素的配比、在线铝熔体质量处理和过滤技术与冷轧过程的热处理工艺，使得新能源锂离子软包电池用铝箔材料能够满足高深冲及锂电池服役特性，通过对铝箔材料进行性能检测，成品性能维氏硬度为60‑65Hv，抗拉强度为85‑105Mpa，延伸率≥25％，杯突值7.5‑8.2mm，氧化膜厚度3‑5μm，耐氢氧化钠时间≥2s以上。

技术领域

本发明涉及一种耐氧化易成型新能源锂离子软包电池用铝箔材料及其制备方法。

背景技术

软包锂电池是在液态锂离子电池套上一层聚合物外壳，在结构上采用铝塑膜包装，在发生安全隐患的情况下软包电池最多只会鼓气裂开。软包电池用铝箔材料是软包电池的外衣，起到保护电芯的作用，它的服役环境异常苛刻，一方面铝材料本身要具备优良的力学性能，能够加工成客户所需要的形状具有可加工性，另一方面由于铝箔材料需要浸泡在电解液即六氟磷酸钾和DMC有机溶剂中，因此需要铝箔材料具有耐氧化性。

通常情况下为解决上述问题，常采用增加铝箔材料厚度的策略，但随着大众对软包锂电池的续航时间的要求越来越严格，增加铝箔材料的厚度意味着存放电芯的空间被压缩，因此需要在不增加铝箔材料厚度的前提下同时使其拥有优异的成型性能。传统制备新能源锂离子软包电池用铝箔材料的方法是热轧与冷轧相结合的方法，前述工艺已无法满足目前对铝箔性能的要求。

发明内容

为提高铝箔材料的耐氧化性以及优异的成型性能，本发明提供了一种耐氧化易成型新能源锂离子软包电池用铝箔材料及其制备方法，具体方案如下：

一种耐氧化易成型新能源锂离子软包电池用铝箔材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备合金成分：根据合金元素Fe、Si、Ti、Cu、Al的配比制备合金；

S2、制备毛料：将S1中制备的合金经过铸轧和冷轧获得0.24～0.35mm的毛料；

S3、精轧：将S2得到的毛料进行3道次轧制，最后精轧道次采用合卷轧制，控制轧制油温、亮面明度值以及哑光面明度值，得到0.035～0.055mm的铝箔；

S4、氧化及在线热处理：将精轧得到的铝箔转入氧化膜生产线中，经过第一级水洗槽、酸洗槽和第二级水洗槽，通过阶梯状3段烘箱后进行收卷。

在材料的金相照片分析得出，材料的深冲性能跟金相组织中的第二相粒子尺寸及分布状况密切相关，合理的控制第二相颗粒尺寸及分布能够有效提升材料的深冲性能，通过适当添加Cu元素，提高最终铝箔材料的综合性能。

进一步的，S1中合金元素的配比为Fe 1.4～1.5％；Si 0.03～0.05％；Ti0.01～0.02％；Cu 0.002～0.0035％；余量为Al。

进一步的，S3精轧中道次加功率控制在55％，合卷机内双合油指标为65号轧制油和添加剂的混合物，添加剂的皂化值指标为3.5～5.5mgKOH/g。

进一步的，S3精轧中轧制工作辊采用中凸度，凸度为6‰mm,轧制油温控制在40～43℃，亮面明度值控制在25～28,哑光面明度值控制在30～33。

进一步的，S4中第一级水洗槽温度控制在50±3℃，第二级水槽温度为60±3℃，酸洗槽中硫酸溶液浓度为100～120g/L，铝离子为15～18g/L,温度为20～23℃，电流密度为3.2～5.5A/dm²。

进一步的，第一级烘箱温度控制在200±2℃，铝箔在烘箱里保持15s；第二级烘箱温度控制在(220～230)±2℃，铝箔在烘箱里保持20s；第三级烘箱温度控制在180±2℃，铝箔在烘箱里保持10s。