[发明专利]一种高强度高延伸率铝箔及其应用在审

专利信息
申请号: 202211538085.X 申请日: 2022-12-02
公开(公告)号: CN116179897A 公开(公告)日: 2023-05-30
发明(设计)人: 胡展奎;廖孝艳;李刚;金国康;池国明;黄丽苹 申请(专利权)人: 乳源东阳光优艾希杰精箔有限公司;韶关东阳光科技研发有限公司
主分类号: C22C21/00 分类号: C22C21/00;B21B1/40;B21B1/46;B21B37/16;C22F1/04;C21D9/46;H01M10/0525
代理公司: 广州粤高专利商标代理有限公司 44102 代理人: 苏晶晶
地址: 512700*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 强度 延伸 铝箔 及其 应用
【说明书】:

发明公开了一种高强度高延伸率铝箔及其应用。本发明的高强度高延伸率铝箔,通过EBSD检测手段确定,厚度为0.010~0.020mm的铝箔的晶粒尺寸≤6μm,铝箔的轧制织构数量占比为55%~76%。本发明通过铝箔的晶粒尺寸和轧制织构数量占比的调控,使得所制备的铝箔兼具高强度和高延伸率,可以充分满足锂电池集流体用铝箔的性能要求,广泛应用于锂电池技术领域。

技术领域

本发明涉及铝基合金技术领域,更具体地,涉及一种高强度高延伸率铝箔及其应用。

背景技术

目前锂离子电池中的正极集流体主要以铝箔作为基体涂覆正极材料制备得到,而且随着锂离子电池的技术不断进步,市场需求对锂离子电池的能量密度和安全性能的要求越来越高,而正极材料对锂离子电池的能量密度及安全性起着关键性的作用。

作为锂离子电池生产厂家,通常采用更高的正极材料压实密度来提高电池的能量密度,但这对铝箔的要求也相应提高,迫切需要铝箔具备更高的强度和延伸率以使得铝箔能更好地适应正极材料在高压力条件下的压实过程中不会产生断箔或减少断箔的次数。

例如,现有技术中提供了一种高强度正极集流体用铝合金箔及其制造方法,在铝箔中添加适量Fe元素以实现兼顾电导率的同时提高铝合金的强度;同时利少量Mn元素进一步固溶强化来提升铝合金的强度;还添加适量的La元素细化合金晶粒,促进铝合金中Al3Fe第二相的细小球状析出,抑制不规则的大块含Fe析出相,同时还会生成AlFeLa新相进一步强化合金,虽然提高了铝合金箔的强度,但铝合金箔的延伸率较低(1.02%~1.38%)。

此外,现有技术中为了保证铝箔的优良导电性能,通常采用纯铝1XXX系列铝箔来确保优良的导电性能,并且基本采用牌号为1050≥1060≥1070的电池铝箔,但这些牌号的电池铝箔的强度通常比较低,大部分抗拉强度≤220MPa,无法满足未来锂电池的能量密度发展趋势。

发明内容

本发明目的是克服现有正极集流体用铝合金箔无法同时实现高强度和高延伸率的缺陷和不足,提供一种高强度高延伸率铝箔。

本发明的又一目的在于提供上述高强度高延伸率铝箔在电池集流体中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现:

一种高强度高延伸率铝箔,通过EBSD检测手段确定,厚度为0.010~0.020mm的铝箔的晶粒尺寸≤6μm,铝箔的轧制织构数量占比为55%~76%。

本发明的高强度高延伸率铝箔通过特定尺寸的晶粒与合适数量占比的轧制织构相配合,使铝箔获得更高的强度的同时,改善其延伸率。晶粒尺寸过大,会导致铝箔的强度下降;而铝箔的轧制织构数量占比过大,虽然可以提高强度,但同时会导致铝箔的延伸率显著降低,生产加工压延性能差;铝箔的轧制织构数量占比过小,会导致铝箔的延伸率和强度均下降,难以满足应用要求。

本发明的铝箔的轧制织构数量占比通过EBSD仪器测量得到,退火织构与轧制织构的总和为100%。

优选地,所述厚度为0.010~0.020mm的铝箔的晶粒尺寸为4.5~5.6μm。

优选地,所述铝箔的轧制织构数量占比为60%~75%。

在具体实施方式中,本发明所述铝箔按质量百分比计,包括以下成分:

Si:0.03%~0.09%,Fe:0.52%~0.7%,Cu:0.09%~0.22%,Zn≤0.03%,Ti:0.015%~0.025%,其他单个杂质元素≤0.05%,余量为铝。

其中需要说明的是,通过控制铝箔成分,使得Fe≥Si元素的比例合适,铸轧处理所生成的第二相化合物更加细小均匀,从而更好地调控铝箔的晶粒尺寸。

在具体实施方式中,高强度高延伸率铝箔采用铸轧法制备得到,具体包括以下步骤:

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