[发明专利]一种高导电率集流体用铝合金箔及其制造方法

说明书

本发明的目的是提供一种高导电率集流体用铝合金箔及其制造方法。本发明的铝合金箔的组成和重量百分比是：Fe：0.2～0.4wt％、Cu：0.06～0.08wt％、Si：0.15～0.25wt％、La：0.1～0.15wt％，剩余部分由铝以及其他一些不可避免的杂质构成。

技术领域

本发明涉及一种用于二次电池、双电层电容器、锂离子电容器等的电极集流体，特别是涉及一种高导电率锂离子二次电池正极集流体用铝合金箔及其制造方法。

背景技术

因锂离子电池具有特殊的优越性能，比如：工作电压高、比能量大、循环寿命长、自放电小等，使其成为各类电子产品中的主要使用电源，例如手机、笔记本电脑等电子设备的电源。同时随着全球主要国家政府、组织、汽车生产商、能源供应商、风险投资企业共同行动，推动全球汽车工业产业结构升级和动力系统电动化战略转型，这也让锂离子电池越来越多地应用于汽车领域。

正极集流体用铝合金箔在锂离子电池中主要是起到导电和支撑正极涂覆的活性物质的作用，对锂离子电池的容量没有直接帮助。所以，通过提高铝箔的强度可减小铝合金箔厚度，从而能够在铝合金箔表面涂覆更多的活性物质，以增加锂离子电池的比能量，同时减轻电池重量。目前，大多数锂离子电池主要采用1xxx系铝合金(包括1060、1070等)作为集流体用铝合金箔的材料，由于其强度比较低(>150MPa)，为防止正极活性物质在涂覆过程发生断裂，需要比较厚的铝箔，这样会增加电池重量，也减少了涂覆正极活性物质的使用量，降低了锂离子电池的比能量。同时，对于应用在汽车领域的锂离子电池，相较于手机和笔记本电脑的锂离子二次电池需要更大的输出特性。假若在导电率比较低的情况下，通过大电流时，会因为电池内阻的增加，致使电池的输出电压下降。正是基于以上原因，当下市场非常急迫地需要找到一种新的高导电率铝合金来替代市场常用的1xxx系铝合金。

专利CN 102245788 A公开了一种通过添加Fe、Si、Cu、Mn、Zn元素来提高强度的锂离子电池电极集流体用铝合金箔。专利CN 102978483 A公开了一种通过添加Fe、Mn、Si、Mg元素得到具有较高强度的锂离子正极集流体用铝合金箔。

上述专利中的两种铝合金，虽然强度得到了很好的提升。但是由于材料合金化程度提高，必然导致电阻率的上升，增加了电池的内阻，从而降低了电池的输出电压。

发明内容

本发明鉴于上述情况而完成，目的是提供一种高导电率集流体用铝合金箔及其制造方法，以替代常用的低导电率正极集流体用铝合金箔，最终得到160℃ 10小时热处理后的铝合金箔的抗拉强度大于160MPa，导电率大于58％IACS。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种高导电率集流体用铝合金箔，成分组成包括Fe：0.2～0.4wt％、Cu：0.06～0.08wt％、Si：0.15～0.25wt％、La：0.1～0.15wt％，剩余部分包括铝。

所述铝合金箔的抗拉强度大于160MPa，导电率大于58％IACS。

一种所述铝合金箔的制造方法，包含以下步骤：

a)在合金的熔炼过程中添加了含有稀土元素的Al-20％La中间合金，获得铝合金铸块；

b)将熔炼所得的铝合金铸块在590-600℃保持8-10小时的均质化处理；

c)实施热轧和冷轧，得到厚度为0.05～0.07mm的铝合金箔；

d)将冷轧后的所述铝合金箔在160℃下热处理10小时。

本发明的高导电率铝合金与对比例铝合金的成分对比见表1。

表1本发明铝合金与对比例铝合金成分(wt％)