專利名稱：聚合物鋰離子電池軟包裝鋁箔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要用于聚合物鋰離子電池所用的軟包裝材料鋁塑復(fù)合膜的鋁箔，可以認(rèn)為本發(fā)明還可以日常生活中用于包裝、電氣和建筑等領(lǐng)域有著廣泛的用途的鋁箔。現(xiàn)有技術(shù)中，鋁箔涉及熔鑄、熱軋、冷軋到箔軋，是生產(chǎn)工序最多、加工技術(shù)難度最大的鋁材產(chǎn)品之一。聚合物鋰離子成品電池是暴露在有一定濕度的大氣環(huán)境中，空氣的水分對(duì)包裝材料有透過作用。由于鋰離子蓄電池對(duì)非水條件的要求十分苛刻，水分會(huì)直接影響電池循環(huán)壽命，因此包裝材料各復(fù)合層的阻隔性能極為重要。而各層材料中起到阻隔作用的關(guān)鍵在于鋁箔。由于鋁箔厚度小到一定程度不可避免地要出現(xiàn)傳遞氧氣和水蒸氣的針孔。因此，鋁箔材料的合金體系和合金相、鋁箔的性能、鋁箔的生產(chǎn)工藝、鋁箔的組織控制、鋁箔材料中的高、中、低溫相變、化學(xué)成分對(duì)鋁箔組織和性能的影響、工藝參數(shù)對(duì)鋁箔性能的影響，都會(huì)影響到鋁箔包裝的成型質(zhì)量。尤其是用于聚合物鋰離子電池軟包裝材料的鋁箔層，一般要求鋁塑復(fù)合膜必須具有極高的阻隔性水蒸氣的透過量必須小于 IX IoVm2 · d. Iatm ；氧氣透過量必須小于0. IcmVm2 · d. Iatm0這個(gè)要求比普通鋁塑復(fù)合材料的阻隔性高10000倍左右。普通鋁箔的水蒸汽透過率cm7(m2 · 24h · 0. IMpa) cm3/ (m2 · 24h · 0. IMpa)，因此一般需要采用較厚的鋁箔，且需采用5 7層乃至12層的復(fù)合結(jié)構(gòu)。通常軟包裝材料的鋁箔厚度要大于40 μ m的厚度才能避免水蒸氣的緩慢滲透。一般來說，40 μ m厚的鋁箔成型深度不超過4mm，成型后鋁箔的厚度不能小于30 μ m,所以普通復(fù)合材料很難達(dá)到要求。聚合物鋰離子電池的鋁箔材料包裝方式一般有成型包裝和非成型包裝兩種。盒式包裝成型包裝方式是將包裝材料沖成盒式形狀。由于在成型過程中，鋁箔和其他復(fù)合材料必須有同步延伸、流動(dòng)的性能，而且在延伸的過程中鋁箔會(huì)變薄。這就要求不同復(fù)合層的剝離強(qiáng)度較高，才能避免成型過程中脫層。非成型包裝方式由于材料未延伸，所以對(duì)延展性和鋁箔的厚度要求相對(duì)較低，但非成型必須在120u以內(nèi)。在阻隔性上，難度最大的冷沖壓成型軟包裝材料的冷沖壓成型深度、鋁箔伸長(zhǎng)率和冷沖壓前后鋁箔厚度變化之間的關(guān)系，對(duì)冷沖壓成型性要求冷沖壓深度為3-12mm ；不允許分層、破裂、針孔漏光；形狀保持性，變形度a < 50。其中有些指標(biāo)可以定量描述，能通過合適的方法檢測(cè)，有的卻不能用先進(jìn)的方法檢測(cè)出來。有些要求只能定性描述，找不到合適的方法檢測(cè)。因此還沒有形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)進(jìn)行深入研究的廠家微乎其微，更沒有標(biāo)準(zhǔn)可循。目前鋁箔在多層共擠出的PP、PE或CPP以及鋁箔的最外層尼龍BOPA或PET復(fù)合后，很難達(dá)到上述冷沖壓深度為3-12mm或以上。目前鋁箔或鋁板材通常的化學(xué)成分含量主要有
權(quán)利要求
1.一種聚合物鋰離子電池軟包裝鋁箔，至少含有硅Si、鐵Fe、銅Cu、錳Mn和鋁Al，其中硅 Si :0· 09% 0.9% (wt)、鐵 Fe :0.6% 1.5% (wt)、銅 Cu :0· 006% 0. 10% (wt)、 錳Mn 0. 03% 0. 05% (wt)、鋁Al為余量，其它金屬合金含量合計(jì)不大于0. 05% 0. 15% (wt)。
2.如權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池軟包裝鋁箔，其特征在于，其它金屬合金主要包括，鋅Zn、鎂Mg鈦Ti，鉻Cr、鎳Ni。
3.如權(quán)利要求2所述的聚合物鋰離子電池軟包裝鋁箔，其特征在于，所述其它金屬合金含量，鎂 Mg 0. 005wt% 0. OlOwt %, Zn 0. 005wt % 0. 013wt%、鈦TiO. 018wt% 0. 05wt%，鉻 Cr :0. 008wt% 0. 013wt%，鎳 Ni :0. Olwt% 0. 06wt%。
4.如權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池軟包裝鋁箔，其中，硅Si:0. 2% 0. 6% (wt)、鐵 Fe :0. 9 % 1. 1 % (wt)、銅 Cu 0. 007 % 0. 8 % (wt)、錳 Mn 0. 04 % 0. 05 % (wt)、鋁Al為余量，其它金屬合金含量合計(jì)小于0. 12% (wt)。
5.如權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池軟包裝鋁箔，其中，硅Si:0. 5% 0. 8% (wt)、鐵 Fe 1. 2 % 1. 35 % (wt)、銅 Cu 0. 008 % 0. 9 % (wt)、錳 Mn 0. 04 % 0. 05 % (wt)、鋁Al為余量，其它金屬合金含量合計(jì)小于0. 10% (wt)。
6.一種制造權(quán)利要求1所述聚合物鋰離子電池軟包裝鋁箔的方法，其特征在于主要包括如下步驟坯料檢驗(yàn)一軋制一合卷一軋制一分切一檢查和包裝，其中退化工藝采用 230° 28 小時(shí)+270° 34 小時(shí)。
7.如權(quán)利要求6所述的制造聚合物鋰離子電池軟包裝鋁箔的方法，其特征在于， 0. 28mm鋁箔毛料用4個(gè)道次，軋到0. 04mm 0. 12mm，用290°中間退火，18小時(shí)。
8.如權(quán)利要求6所述的制造聚合物鋰離子電池軟包裝鋁箔的方法，其特征在于，在軋制過程中，把工作輥的粗糙度提高到0. 5 μ m 0. 18 μ m，控制軋制成品的速度和軋制力，采用軋制基礎(chǔ)油閃點(diǎn)為70°C的雙合油，降低油效應(yīng)。
9.如權(quán)利要求6所述的制造聚合物鋰離子電池軟包裝鋁箔的方法，其特征在于，在合卷的過程中，在合卷機(jī)上均勻涂油，加大涂油量，降低速度，嚴(yán)格控制雙合前的鋁箔厚度，使雙合時(shí)兩張的厚度差達(dá)到要求。
全文摘要
本發(fā)明提出的一種聚合物鋰離子電池軟包裝鋁箔，旨在提供一種抗拉強(qiáng)度、延伸率和杯突值高于現(xiàn)有技術(shù)指標(biāo)，能夠和其它復(fù)合材料同步延伸、流動(dòng)，并能滿足聚合物鋰離子電池所用鋁塑復(fù)合膜軟包裝材料沖深深度的鋁箔。本發(fā)明可以通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)它至少含有硅Si、鐵Fe、銅Cu、錳Mn和鋁Al，其中硅Si 0.09wt％～0.9wt％、鐵Fe 0.6wt％～1.5wt％、銅Cu 0.006wt％～0.10wt％、錳Mn 0.03wt％～0.05wt％、鋁Al為余量，其它金屬合金含量合計(jì)不大于0.05wt％～0.15wt％。利用本發(fā)明形成的鋁箔，抗拉強(qiáng)度能夠大于98Mpa，延伸率＞21％，杯突值≥6.10。和其它材料復(fù)合，能夠?qū)崿F(xiàn)同步延伸、流動(dòng)，并能滿足聚合物鋰離子電池所用鋁塑復(fù)合膜軟包裝材料沖深深度3～15mm。
文檔編號(hào)C22C21/02GK102329985SQ20111015973
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者劉繼福 申請(qǐng)人:劉繼福