[发明专利]一种利用铸轧坯生产的动力功能材料用铝箔及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用铸轧坯生产的动力功能材料用铝箔及其制备方法，属于金属材料及其加工方法技术领域。

背景技术

在中国“十二五”规划中新能源汽车是七大新兴产业之一，已成为国家振兴经济和转变产业结构的重要突破口。新能源汽车的发展是低碳经济的重要组成部分，对缓解能源供需矛盾、改善环境、促进经济可持续发展有着重要的推动作用。新能源汽车行业的发展既关系到国家能源安全、民生环保，也牵涉我国汽车工业发展的命运，新能源汽车是最能反映一个国家科技发展水平、自主创新能力和国际竞争力的产业之一。而电动车作为新能源汽车，其电力源是电池，而电力电池是由阳极、阴极和电解液组成的移动能量源。充电时离子从正极流出，通过电解液流到负极，工作或放电时正极和负极发生相反的电化学反应，产生的电压降驱动外加负载，使汽车运转。 电动汽车用的动力电池为锂电池：正极片为涂在铝箔上的磷酸铁锂（氧化钴锂LiCoO₂，或氧化锰锂LiMn₂O₄或三元化合物Li（NiCo）O₂），但以磷酸铁锂最佳。负极为涂有石墨或钛酸锂等的铜箔，正负极箔片之间有隔膜，共同卷绕，将卷绕好的正负片（包括隔膜）一同放入电池壳内，注入电解液，然后真空封装，即完成单个电池生产。正极材料的采购成本占30%，负极材料的占20%，隔膜材料占20%，电解液占20%，外壳占10%。隔膜为聚丙烯酸。整个正极是电池最为关键的零件，正极材料对电池性能的影响很大（指涂于铝箔上的锂化物），而电动汽车锂电池的正极需用铝箔，而且要求汽车自身质量尽量轻些，因此铝是当前汽车零部件轻量化的首选材料，铝在电动汽车与混合动力汽车发展中扮演着至关重要的角色。

铝箔是生产锂离子电池的关键材料之一，铝箔作为锂电池的主要原材料，其市场前景非常可观。在性能上，铝箔与铜箔具有相同的行业地位，而铝箔较铜箔具有更低的价格优势，这也是铝箔今后在电池箔行业中的巨大潜力，因此，其品质的优劣直接影响到锂离子电池的制作工艺和综合性能。锂离子最基本性能有：容量、电压等特性、内阻、循环寿命、储存性能、温度特性等。而铝箔的抗拉强度、延伸性、致密性、表面粗糙度、厚度均匀性及外观质量等对锂离子电池电池性能影响较大。

动力功能材料用铝箔用作锂离子电池的集电器，其抗拉强度必须能够得到较好的控制，如果抗拉强度过高，延伸率低时，将涂有石墨等活性物质的电极进行轧辊压延等压平工序过程中，动力功能材料用铝箔无足够变形以适应活性物质表面特性，动力功能材料用铝箔与活性物质间的接触性能变差；相反，如果抗拉强度较低时涂敷有活性物质的电极在进行轧辊压延等压平工序过程中，易使电极尺寸稳定性和平整性变差，且易产生断裂等问题。同时还必须要有足够的延伸率，如果延伸率低，涂有活性物质的电极在进行轧辊压延等压平工序时，动力功能材料用铝箔自身将产生内应力，而出现分裂，直接影响电池容量、循环寿命等性能。通常情况下，锂离子电池行业使用电池铝箔为负极集电极的正极，铝箔厚度在10至50微米不等。常用的锂电池纯铝箔有1060、1050、8011等合金牌号H18状态，据目前电池箔市场情况以1235合金为主要合金材料。而锂电池生产企业用作高端动力功能材料用铝箔主要是从国外进口热轧坯生产动力功能材料用铝箔进行生产，我国在高端动力功能材料用铝箔与国外相比主要在于强度偏软、延伸率低、致密性不足、表面粗糙度不均匀、表面质量清洁度不够等质量问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种高强度、高延伸率、致密性好、表面粗糙度均匀、表面高清洁度的利用铸轧坯生产的动力功能材料用铝箔及其制备方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种利用铸轧坯生产的动力功能材料用铝箔，其特征在于，包括以下化学成分，且各化学成分的质量百分含量为：

Al：＞99.30%；

Fe：0.30～0.5%；

Si：0.05～0.2%；

Cu：0.045～0.1%；

Ti：0.015～0.025%；

Sr：0.006～0.015%；

杂质：余量，

所述的化学成分Al、Fe、Si、Cu、Ti、Sr和杂质的质量百分含量总和为100%。

进一步，所述的杂质包括以下化学成分且各化学成分的质量百分含量为：

Mn≤0.01%；

Mg≤0.01%；

Zn≤0.02%。