[发明专利]一种侧向叠轧铜铝复合带材及其生产方法和应用

说明书

本发明涉及一种侧向叠轧铜铝复合带材及其生产方法和应用，属于电池新能源技术领域。所述生产方法步骤为：将铜板带、铝板带分别进行均匀化退火处理，再进行表面预处理，然后将铜板带与铝板带错位叠层、轧制复合；获得铜铝复合板带，再将铜铝复合板带进行第一次退火处理，多道次冷精轧，第二次退火处理，即得铜铝复合带材。本发明制备的铜铝复合带材界面层层嵌入，实现铜铝的大面积复合，使得复合材料界面结合区域韧性良好，具有优越的抗弯折性能；且在适当的热处理工艺控制下，铜铝界面结合良好，且没有多余的铜铝中间化合物，使得材料可靠性极佳。该材料可广泛应用于电池极耳材料中，可以实现同质激光焊接，有效降低电阻并提高结合强度。

技术领域

本发明属于电池新能源技术领域，尤其涉及一种侧向叠轧铜铝复合带材及其生产方法和应用。

背景技术

在新能源行业需要大量的锂离子聚合物电池产品，其中铜铝复合材料以其独特的性能可用于制作从电芯中将正负极引出来的金属导电体，即用作极耳材料而被广泛关注与研究。

目前，国内研究与生产的铜铝复合材料主要有两种：一种为铜铝面复合板带材料；另一种为铜铝侧面复合板带材料。其中前者的常规生产方法为轧制复合；后者的常规生产方法多为高温焊接或挤压复合。作为极耳材料使用的铜铝复合材料为铜铝侧面复合板带，其厚度通常在1.0mm以下，要求铜铝结合部位宽度不超过5.0mm，且生产至成品过程中通常包含有冲压、弯折等生产工序。常规生产方法制备出的铜铝侧向复合材料因较差的区域韧性、高电阻、低可靠性等缺点无法满足如上要求。

国外有采用铜铝侧边错位复合轧制的方法制造铜铝复合材料用于制作电池极耳材料，但其铜铝界面结合面积偏小，导致材料在制作极耳器件过程中失效率过高。若增大错位宽度，可提高界面结合强度，在一定程度上提高材料的韧性及抗裂纹扩展性能，但会导致结合部位耐蚀性较差，影响极耳器件的使用可靠性。

因此，现需提供一种界面结合良好，韧性优异、高可靠性的铜铝侧边复合材料及制备方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种侧向叠轧铜铝复合带材及其生产方法和应用，本发明的生产方法通过叠层轧制复合，一方面可以增加铜铝界面结合面积，提高界面结合强度，另一方面实现铜铝交错榫接，提高界面韧性，且可靠性良好。

为达到如上目的，本发明采用的技术方案包括如下步骤：

本发明一种侧向叠轧铜铝复合带材的生产方法，包括如下步骤：将铜板带、铝板带分别进行均匀化退火处理，再进行表面预处理，然后将铜板带与铝板带错位叠层、轧制复合；获得铜铝复合板带，再将铜铝复合板带进行第一次退火处理，多道次冷精轧，第二次退火处理，即得铜铝复合带材。

在实际操作过程中，根据成品要求选取尺寸符合要求的铜板带和铝板带。其中，所述铜板带将作为电池所用的正极极耳材料，所述铝板带将作为电池所用的负极极耳材料。

优选的方案，所述铜板带的厚度为0.6～2.0mm，宽度为20～120mm；所述铝板带的厚度为0.6～2.0mm，宽度为20～120mm。

优选的方案，所述均匀化退火处理的退火设备为井式真空退火炉，退火保温过程中真空度低于2Pa。

优选的方案，所述铜板带的均匀化退火温度为370～390℃，优选为380～385℃，保温时间为0.5～1h。

优选的方案，所述铝板带的均匀化退火温度为160～180℃，优选为160～170℃，保温时间为0.5～1h。

发明人发现，将铜板带与铝板带的均匀化退火温度控制在上述范围内，可以使得铜板带与铝板带更好的结合。

均匀化退火完成后的铜板带与铝板带均随炉冷却至室温。

优选的方案，所述表面预处理为对铜板带、铝板带分别进行碱洗、酸洗、表面打磨。