[发明专利]一种三元材料动力锂电池防爆片铝材料及其制备方法

说明书

本发明属于铝材加工技术领域，公开了一种三元材料动力锂电池防爆片铝材料及其制备方法，由以下质量百分比的原料制备而成：铁0.2‑0.3％、硅0.04‑0.06％、锰0.04‑0.06％、钛0.008‑0.015％，余量为铝。所述方法包括以下步将称量好的各原料加入熔炼炉中进行熔炼，将所述铸轧卷转至铸轧卷转入退火炉中，进行热处理加工；将所述铝卷轧制成品；将所述铝卷成品进行表面处理及达因值测试；分切后进行成品退火。本发明采用绿色短流程铸轧‑冷轧工艺流程，所制备的铝材料硬度值达到23Hv‑28Hv，延伸率控制在25‑30％，平均晶粒尺寸控制在20‑30μm。

技术领域

本发明属于铝材加工技术领域，具体涉及一种三元材料动力锂电池防爆片铝材料及其制备方法。

背景技术

三元材料动力锂电池能量密度高，循环性能好于正常钴酸锂电池。随着配方的不断改进和结构完善，电池的标称电压已达到3.7V，在容量上已经达到或超过钴酸锂电池水平。但是三元材料动力锂电池主要有镍钴铝酸锂电池、镍钴锰酸锂电池等，由于镍钴铝的高温结构不稳定，导致高温安全性差，且pH值过高易使单体胀气，进而引发危险，目前造价较高。随着锂电池产业的快速发展，越来越多的人们对锂电池的安全性加大了研究。对于新能源锂电池的关键材料之一-电池防爆片，作为锂电池安全保护的最后一道防线，也越来越受到关注。目前市场中常见的材料主要是1060-O态的纯铝系，该纯铝系主要存在两个方面的缺陷：一方面，是合金化程度低，导致硬度值偏低，一般在17-19Hv，对于高防爆压力的硬度需求23Hv-28Hv，硬度值差异比较大；另一方面，1060合金在加工过程容易异常大晶粒和晶粒不均，晶粒尺寸在80μm以上，从而导致力学延伸率波动大，一般在15-30％，后续加工时出现爆破值不稳定现象。因此，发明一种高防爆要求和延伸率稳定的电池防爆片用铝材料成为亟需的市场要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高防爆要求和延伸率稳定的电池防爆片用铝材料，采用绿色短流程铸轧-冷轧工艺流程，所制备的铝材料硬度值达到23Hv-28Hv，延伸率控制在25-30％，平均晶粒尺寸控制在20-30μm。

本发明提供了如下的技术方案：

一种三元材料动力锂电池防爆片铝材料，由以下质量百分比的原料制备而成：铁0.2-0.3％、硅0.04-0.06％、锰0.04-0.06％、钛0.008-0.015％，余量为铝。

进一步的，所述原料中，铁与硅的质量比为5：1；锰与硅的质量比为1：1。

本发明还提供一种三元材料动力锂电池防爆片铝材料的制备方法，包括以下步骤：

将称量好的原料加入熔炼炉中，在温度735-745℃进行熔炼，经在线搅拌和通入打渣剂和精炼剂处理熔体得到合格的熔体质量，进入除气装置消除熔体中存在的氢，在铸轧区内，精确控制铝液温度，得到无中心层偏析的铸轧卷；

将所述铸轧卷转至铸轧卷转入退火炉中，进行坯料热处理，得到铝卷；

将所述铝卷轧制成品；

将铝卷成品进行表面处理及达因值测试；

将所述三元材料动力锂电池防爆片铝材料按照要求分切成所需的规格，放置在专用的退火料架上，进行成品退火。

进一步的，在铸轧区内，铝液到铝板的温度的温降控制在375-385℃，铸轧前箱温度685-695℃，铸轧板离开轧辊温度控制在300-310℃。

进一步的，在铸轧过程中，铸轧区内冷却速度的温降控制在9.0-10.0℃/mm。

进一步的，所述表面处理步骤为：开卷→水洗→脱脂→水洗→烘干→收卷。

进一步的，表面处理脱脂工序中所用的脱脂剂，游离碱的含量在2.5-3.0％，PH值控制在11-12，水温控制在60-75℃，铝带表面达因值控制40-45dyn。