[发明专利]一种锂硼合金带坯的制备方法

说明书

本发明提供一种锂硼合金带坯的制备方法。锂硼合金带坯的制备方法，将圆形锭坯去除冒口清洁表面后进行自由墩压，形成锂硼合金正方块坯体，将所述锂硼合金正方块坯体放入压延机中进行压薄和单向延伸。本发明的锂硼合金带坯的制备方法在不改变锂硼合金锭坯原有内部结构的前提下获得目的形状与尺寸的高性能热电池负极材料锂硼合金带，通过各压制模块的精密时间与空间的精密配合，实现材料的高收得率，高稳定性，同时把从合成圆坯到精轧板坯的开坯工序变得高效自动。

技术领域

本发明涉及一种锂硼合金带坯的制备方法。

背景技术

作为一种理想的锂系热电池负极材料，锂硼合金具有高比能量、高比功率、低极化、电化学电位与纯锂相近、600℃以上仍能保持稳定结构等突出优点，用作热电池负极材料，可以显著提高热电池的比容量和比功率，相同容量的热电池体积和质量减小了10％~30％，最大放电电流增加3倍，比容量提高近2倍，有效地提高了热电池的性能，为军用热电池的更新换代提供了有效的材料保证。

锂硼合金属于一种复合材料，原位合成的锂硼化合物以纤维形式构成高比表面的骨架系统，高温下熔融状态的金属锂可吸附在其中，合金仍呈固态，故在450℃以上仍可实现正常放电。如何获得骨架结构均匀细密的锂硼合金是一个巨大的难题，如何将合金锭坯加工成薄金属带材，保证骨架结构的均匀性与完整性也是一个重要问题。实践发现，不良好的加工会导致产品收得率降低，表面质量差，合金整体与局部的热稳定性降低。从而恶化产品质量与降低产品的效益。

现有将锭坯加工成薄带的工艺主要有两种，第一种工艺为压坯，粗轧成坯，精轧成带；第二种工艺为直接挤压成板坯，精轧成薄带。第一种工艺过程简单，但加工过程中因加工的固有缺点(边沿开裂)最终产品收得率低，通常合金加工的收得率也只有60-70%，锂硼合金是一种复合材料，一旦报废，只能返到氧化物的初级状态，没有剩余价值，因合金原料都是昂贵材料，加工的有效性决定了产品最终的利润率。第二种工艺理论上是可以连续操作的工艺路线，但实际上此工艺有剧烈的切应变产生，此应变有可能破坏原位生成的锂硼化合物的结构，目前市场上没有到连续化生产的需求，在此方面探索不具有经济性，故很少进行系统的研究。除此之外，因为复合材料的缘故，锂硼合金的挤压成型，不能借助金属锂挤压的经验。挤压工艺会造成成份的前后端偏聚，造成电极片热稳定性与放电容量的不稳定。

锂硼合金的加工必须在低湿度环境之中进行，其要求与锂电制作相同，干燥间耗能，空间狭小。因此加工设备，方法都进一步受限。作为昂贵又精细的功能材料，要保重产品的质量使用相对成熟的压坯，粗轧成坯，精轧成带工艺比较现实，问题在粗轧时，其设备庞大不可能在干燥间中进行，在普通环境中进行需要涂以特殊涂料，防止过份氧化，轧制后要清除，使精细材料易受污染。因复合材料延性有限，从方坯到薄板侧裂极其严重此环节材料的损失率很高。所以将此开坯过程变成一个环境影响少，工艺可靠，成材率高的工艺对提高材料质量与利润率是一个很重要的工作。

发明内容

基于此，本发明提供一种锂硼合金带坯的制备方法，在不改变锂硼合金锭坯原有内部结构的前提下获得目的形状与尺寸的高性能热电池负极材料锂硼合金带，增强了锂硼合金带的表面硬度和疲劳强度。

本发明提供了一种锂硼合金带坯的制备方法，将圆形锭坯去除冒口清洁表面后进行自由墩压，形成锂硼合金正方块坯体，将所述锂硼合金正方块坯体放入压延机中进行压薄和单向延伸，所述压延机包括工作台、送料系统、限位系统、液压油泵系统以及中控操作系统，所述送料系统用于控制所述压延机的送料长度、速度以及预置退料长度，所述限位系统用于对主压缸压下量进行调整，所述中控操作系统用于控制所述压延机压力，所述送料系统至少包括送料电机，所述限位系统至少包括限位电机，所述液压油泵系统至少包括油泵，所述中控操作系统至少包括手动模式、自动模式以及参数设置，制备方法包含以下步骤：

步骤一、将所述送料电机退至初始位置；

步骤二、将所述限位电机调至高度为200mm；

步骤三、将所述油泵开启；