[發明專利]一種高導電率集流體用鋁合金箔及其制造方法

在審

• 申請號: 201910279931.2
• 申請日: 2019-04-09
• 公開（公告）號: CN110016591A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 丁冬雁;徐亞武;楊鑫;張文龍;高勇進;陳國楨;吳占林;陳仁宗;黃元偉;唐勁松
• 申請（專利權）人: 上海華峰鋁業股份有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/03;C22F1/04
• 代理公司: 上海申浩律師事務所 31280
• 代理人: 樂衛國

本發明的目的是提供一種高導電率集流體用鋁合金箔及其制造方法。本發明的鋁合金箔的組成和重量百分比是：Fe：0.2～0.4wt％、Cu：0.06～0.08wt％、Si：0.15～0.25wt％、La：0.1～0.15wt％，剩余部分由鋁以及其他一些不可避免的雜質構成。

技術領域

本發明涉及一種用于二次電池、雙電層電容器、鋰離子電容器等的電極集流體，特別是涉及一種高導電率鋰離子二次電池正極集流體用鋁合金箔及其制造方法。

背景技術

因鋰離子電池具有特殊的優越性能，比如：工作電壓高、比能量大、循環壽命長、自放電小等，使其成為各類電子產品中的主要使用電源，例如手機、筆記本電腦等電子設備的電源。同時隨著全球主要國家政府、組織、汽車生產商、能源供應商、風險投資企業共同行動，推動全球汽車工業產業結構升級和動力系統電動化戰略轉型，這也讓鋰離子電池越來越多地應用于汽車領域。

正極集流體用鋁合金箔在鋰離子電池中主要是起到導電和支撐正極涂覆的活性物質的作用，對鋰離子電池的容量沒有直接幫助。所以，通過提高鋁箔的強度可減小鋁合金箔厚度，從而能夠在鋁合金箔表面涂覆更多的活性物質，以增加鋰離子電池的比能量，同時減輕電池重量。目前，大多數鋰離子電池主要采用1xxx系鋁合金(包括1060、1070等)作為集流體用鋁合金箔的材料，由于其強度比較低(>150MPa)，為防止正極活性物質在涂覆過程發生斷裂，需要比較厚的鋁箔，這樣會增加電池重量，也減少了涂覆正極活性物質的使用量，降低了鋰離子電池的比能量。同時，對于應用在汽車領域的鋰離子電池，相較于手機和筆記本電腦的鋰離子二次電池需要更大的輸出特性。假若在導電率比較低的情況下，通過大電流時，會因為電池內阻的增加，致使電池的輸出電壓下降。正是基于以上原因，當下市場非常急迫地需要找到一種新的高導電率鋁合金來替代市場常用的1xxx系鋁合金。

專利CN 102245788 A公開了一種通過添加Fe、Si、Cu、Mn、Zn元素來提高強度的鋰離子電池電極集流體用鋁合金箔。專利CN 102978483 A公開了一種通過添加Fe、Mn、Si、Mg元素得到具有較高強度的鋰離子正極集流體用鋁合金箔。

上述專利中的兩種鋁合金，雖然強度得到了很好的提升。但是由于材料合金化程度提高，必然導致電阻率的上升，增加了電池的內阻，從而降低了電池的輸出電壓。

發明內容

本發明鑒于上述情況而完成，目的是提供一種高導電率集流體用鋁合金箔及其制造方法，以替代常用的低導電率正極集流體用鋁合金箔，最終得到160℃ 10小時熱處理后的鋁合金箔的抗拉強度大于160MPa，導電率大于58％IACS。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：

一種高導電率集流體用鋁合金箔，成分組成包括Fe：0.2～0.4wt％、Cu：0.06～0.08wt％、Si：0.15～0.25wt％、La：0.1～0.15wt％，剩余部分包括鋁。

所述鋁合金箔的抗拉強度大于160MPa，導電率大于58％IACS。

一種所述鋁合金箔的制造方法，包含以下步驟：

a)在合金的熔煉過程中添加了含有稀土元素的Al-20％La中間合金，獲得鋁合金鑄塊；

b)將熔煉所得的鋁合金鑄塊在590-600℃保持8-10小時的均質化處理；

c)實施熱軋和冷軋，得到厚度為0.05～0.07mm的鋁合金箔；

d)將冷軋后的所述鋁合金箔在160℃下熱處理10小時。

本發明的高導電率鋁合金與對比例鋁合金的成分對比見表1。

表1本發明鋁合金與對比例鋁合金成分(wt％)