[發明專利]一種超級電容器電池正極鋁合金箔及其鑄熱連軋工藝

有效

• 申請號: 201210322723.4
• 申請日: 2012-09-04
• 公開（公告）號: CN102851550A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 黃善球;吳丹;白潔;王民生;范文慧;劉應安;李躍初;周志強;任志峰;朱東年
• 申請（專利權）人: 江陰新仁科技有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/02;C22C1/06;C22F1/04;H01G11/30
• 代理公司: 江陰大田知識產權代理事務所(普通合伙) 32247
• 代理人: 陳建中

技術領域

本發明涉及一種鋁合金板材和鋁合金板材的加工工藝，屬于鋁薄板加工技術領域，具體涉及一種超級電容器電池正極鋁合金箔及其鑄熱連軋生產工藝。

背景技術

全球金融危機促成了新能源產業的誕生和興起，以美國＼中國為首的眾多國家已經將新能源戰略提升為國家戰略。鋰離子電池以其高比能量、長循環壽命、無記憶效應、安全可靠以及能快速充放電等優點而成為新興電源技術研究的熱點，鋰電池最佳儲存電壓為3.85V左右，在車載GPS、手機、筆記本電腦等各種便攜式電子產品用電池領域，成為了維持這些工具運轉的重要部件。

由于石油資源日趨短缺，并且燃燒石油的內燃機尾氣排放對環境的污染越來越嚴重（尤其是在大、中城市），隨著混合動力、燃料電池、化學電池等替代內燃機的新型能源裝置的研究與開發，超級電容器電池，成了繼鋰電池產品之后，在汽車領域混合動力方面的又一個新興電源技術研究的熱點，超級電容器以其優異的特性揚長避短，可以部分或全部替代傳統的化學電池用于車輛的牽引電源和啟動能源，并且具有比傳統的化學電池更加廣泛的用途。正因為如此，世界各國（特別是西方發達國家）都不遺余力地對超級電容器進行研究與開發。其中美國、日本和俄羅斯等國家不僅在研發生產上走在前面，而且還建立了專門的國家管理機構（如：美國的USABC、日本的SUN、俄羅斯的REVA等），制定國家發展計劃，由國家投入巨資和人力，積極推進。就超級電容器技術水平而言，目前俄羅斯走在世界前面，其產品已經進行商業化生產和應用，并被第17屆國際電動車年會（EVS—17）評為最先進產品，日本、德國、法國、英國、澳大利亞等國家也在急起直追，目前各國推廣應用超級電容器的領域已相當廣泛。在我國推廣使用超級電容器，能夠減少石油消耗，減輕對石油進口的依賴，有利于國家石油安全；有效地解決城市尾氣污染和鉛酸電池污染問題；有利于解決車輛的低溫啟動問題。因此，鋁箔作為超級電容器電池關鍵的電極組件之一，在超級電容器電池較大的需求空間拉動下，其市場規模也呈現出快速增長的趨勢。

超級電容器電池又叫雙電層電容器、電化學電容器、黃金電容、法拉電容，通過極化電解質來儲能。它是一種電化學元件，但在其儲能的過程并不發生化學反應，這種儲能過程是可逆的，也正因為此超級電容器可以反復充放電數十萬次。超級電容器可以被視為懸浮在電解質中的兩個無反應活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質中的負離子，負極板吸引正離子，實際上形成兩個容性存儲層，被分離開的正離子在負極板附近，負離子在正極板附近。

超級電容器電池多以活性碳材料為負極，以含鋰的化合物作正極，當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經過LiClO₄有機電解液運動到負極。而作為負極的活性碳材料有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當對電池進行放電時，嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，?又運動回正極。回正極的鋰離子越多，放電容量越高。人們通常所說的電池容量指的就是放電容量。超級電容器電池電極在分離出電荷中存儲能量，用于存儲電荷的面積越大、分離出的電荷越密集，其電容量越大。

如何生產一種低密度、高性能的的鋁鋰合金新型結構材料，使其比強度和比剛度高，低溫性能好，還具有良好的耐腐蝕性能和非常好的超塑性適合做超級電容器電池的正極。是本領域技術人員有待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺陷，提供一種具有鋁箔組織均勻、化學成分范圍窄、平整無波浪、箔面色澤一致、無條紋、無孔洞針孔、端面整齊無毛刺、厚度偏差范圍小，抗拉強度介于220~250Mpa之間的超級電容器電池正極鋁合金箔及其鑄熱連軋生產工藝。

為實現上述目的，本發明的技術方案是設計一種超級電容器電池正極鋁合金箔，其特征在于，所述鋁合金箔以鋁鋰系合金為基礎，在所述鋁鋰系合金中硅的含量＜0.15wt%，鐵的含量＜0.40wt%，銅的含量＜0.01wt%，錳的含量為0.2~0.50wt%，鎂的含量＜0.01wt%，鋅的含量為＜0.01wt%，鈦的含量為＜0.05wt%，鋰的含量為1.0~4.2wt%，鉻的含量為0.08~0.15wt%，不可去除雜質單個含量＜0.05wt%，不可去除雜質合計含量＜0.15wt%，其余成分為鋁。

本發明的另一個技術方案是設計一種超級電容器電池正極鋁合金箔鑄熱連軋工藝，其特征在于，所述鑄熱連軋生產工藝包括如下工藝步驟：

S1：首先準備好熔煉爐和用于生產超級電容器電池正極鋁合金箔的原料，并將原料裝入熔煉爐內熔化；