電池鋁箔關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)及研究進(jìn)展

董則防, 潘秋紅 ,黃壽志 ,宋遠(yuǎn)航

(1.內(nèi)蒙古連晟新能源材料有限公司,內(nèi)蒙古 通遼 029200; 2.江蘇大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

自新能源汽車在2021年呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長態(tài)勢以來,鋰離子電池用電池鋁箔需求量迅速上升。鋰離子電池用鋁箔分為集流體用鋁箔、外包裝鋁塑膜用鋁箔和極耳用鋁箔[1]。用量較大的正極集流體用鋁箔常稱為電池鋁箔,其主要作用是支撐正極材料、匯集正極電流、保障電池正極的順利加工,其性能和品質(zhì)影響電池充放電效率和使用壽命。電池鋁箔屬于鋁箔中高端精加工產(chǎn)品,因其使用條件特殊,對其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)有著非常嚴(yán)格的要求,如機(jī)械性能、尺寸精度、板形、表面潤濕和導(dǎo)電導(dǎo)熱性等。相較于普通鋁箔,電池鋁箔生產(chǎn)成本高,加工難度大,工藝控制精度及生產(chǎn)工藝技術(shù)的要求高。由于全球新能源汽車電池及儲(chǔ)能電池能量密度不斷提升以及鋰電池生產(chǎn)企業(yè)降低成本的要求,電池鋁箔的輕薄化和各種性能指標(biāo)出現(xiàn)了較高的技術(shù)壁壘和良品率過低的問題,給電池鋁箔生產(chǎn)企業(yè)帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)[2-3]。本文介紹了國內(nèi)外電池鋁箔市場發(fā)展趨勢及生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)狀況,綜述了電池鋁箔關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)的最新研究進(jìn)展及發(fā)展方向。

1 電池鋁箔市場發(fā)展趨勢

隨著近幾年新能源汽車和儲(chǔ)能行業(yè)的高速發(fā)展,電池鋁箔的產(chǎn)銷量快速增長。據(jù)SNE數(shù)據(jù),2021年全球新能源汽車電池裝機(jī)量296.8 GWh,較2020年增長102%。隨著各國環(huán)保減排政策持續(xù)推進(jìn),2025年,預(yù)計(jì)全球動(dòng)力電池裝機(jī)量有望突破1 200 GWh ,電池鋁箔需求量將達(dá)到60萬t,年復(fù)合增速33%以上。國內(nèi)新能源汽車用鋰電池的需求量將達(dá)到590 GWh,年需電池鋁箔40萬t以上[4-5]。同時(shí)鈉電池量產(chǎn)進(jìn)一步擴(kuò)大了電池鋁箔市場,鈉電池正負(fù)極均使用鋁箔,用量是鋰電池兩倍以上。目前寧德時(shí)代鈉電池規(guī)劃已經(jīng)落地,在2023年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),屆時(shí)電池鋁箔市場需求將受益于鈉電池量產(chǎn)二次擴(kuò)容。快速增長的需求也帶動(dòng)了新一輪電池鋁箔生產(chǎn)企業(yè)的投資,目前已投產(chǎn)及在建的企業(yè)有約200家。截至2021年,我國在產(chǎn)與在建的可生產(chǎn)電池鋁箔與電子鋁箔的企業(yè)及項(xiàng)目約有45個(gè)。其中比較知名的企業(yè)有鼎勝新材、華北鋁業(yè)、萬順新材、南山鋁業(yè)、廈門廈順等。鼎盛新材2009年率先切入鋰電池鋁箔領(lǐng)域,目前具有9.4萬t年產(chǎn)能,為多家鋰電池生產(chǎn)龍頭企業(yè)供貨,如寧德時(shí)代、比亞迪、LGC等主流電池廠,全球市場占有率40%,成為電池鋁箔行業(yè)龍頭。目前國內(nèi)積極布局新能源鋰電鋁箔項(xiàng)目,國外像日本聯(lián)合鋁業(yè)公司、UACC、樂天也有布局,其中日本聯(lián)合鋁業(yè)公司是日本最大的鋁加工企業(yè),也是世界電池鋁箔技術(shù)與生產(chǎn)的領(lǐng)跑者。隨著市場集中度變高,受疫情、俄烏局勢及原材料價(jià)格短期內(nèi)快速波動(dòng)等影響,動(dòng)力和儲(chǔ)能電池裝機(jī)量不及預(yù)期,電池鋁箔加工費(fèi)面臨大幅下行等風(fēng)險(xiǎn),但機(jī)遇和風(fēng)險(xiǎn)并存。隨著新能源汽車電池和儲(chǔ)能電池能量密度不斷提升,市場對電池鋁箔輕薄化和強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)提出了更高了要求。但電池鋁箔越薄意味著風(fēng)險(xiǎn)越高;同時(shí)電池鋁箔的技術(shù)壁壘并不全在厚度方面,更體現(xiàn)在過程工藝控制方面。面對電池鋁箔難得的機(jī)遇及激烈的市場競爭,如何通過工藝優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新來穩(wěn)定生產(chǎn)和市場,突破關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)壁壘,同時(shí)不斷提升產(chǎn)品等級(jí),是擺在電池鋁箔生產(chǎn)企業(yè)面前的一個(gè)重要課題。

2 鋰電池鋁箔的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)及進(jìn)展

2.1 電池鋁箔用鋁合金成分設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝路線

早期開發(fā)電池鋁箔多以純鋁系為主。生產(chǎn)電池鋁箔用的鋁合金主要有:1070、1060、1235、1230、1100、8011、3003、1N30等,幾乎涵蓋了鋁箔產(chǎn)品所有的合金品種。目前企業(yè)生產(chǎn)超高強(qiáng)度電池鋁箔普遍采用1060、1070、1235、1100、3003等鋁合金。今后要提升電池的能量密度,需要鋁箔在厚度減薄的同時(shí),提升其抗拉強(qiáng)度、伸長率,同時(shí)具有高電導(dǎo)率、低自發(fā)熱。但電池鋁箔的多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)對合金微觀組織結(jié)構(gòu)要求是互相沖突的,如高的強(qiáng)度就意味著損失一定的塑性;高導(dǎo)電率要求合金元素含量低、低固溶量,但為了實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度則又要求合金元素含量及固溶量高,而固溶強(qiáng)化帶來的導(dǎo)電率的損失明顯高于加工硬化帶來的導(dǎo)電率的損失?；诖?電池鋁箔成分設(shè)計(jì)有兩個(gè)發(fā)展方向:一是高塑性要求使得電池鋁箔的成分向高純度方向發(fā)展,多采用牌號(hào)為1060、1070、1080、1085鋁合金,但現(xiàn)有鋁合金難以滿足超薄高強(qiáng)要求;二是為滿足電池鋁箔超薄高強(qiáng)要求,向鋁合金中添加微量合金元素[2]。如1100、3003鋁合金主要用于生產(chǎn)超高強(qiáng)度電池鋁箔;對現(xiàn)有合金微合金化調(diào)整,如添加微量稀土元素或其他元素,在不降低電池鋁箔電學(xué)性能的同時(shí)可提高強(qiáng)度,減薄厚度。因此在控制合金元素總量不變的情況下如何進(jìn)行合理的成分設(shè)計(jì)是電池鋁箔生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù),通過合適的合金成分及工藝設(shè)計(jì),控制好固溶及析出量,平衡加工硬化及加工軟化之間的矛盾,保持高導(dǎo)電率、高強(qiáng)度的同時(shí)提高電池鋁箔伸長率,以滿足提高鋰電池鋁箔性能的要求。

目前電池鋁箔生產(chǎn)工藝路線主要有二類:鑄軋→冷軋→箔軋;鑄錠熱軋→冷軋→箔軋。采用熱軋供坯生產(chǎn)的電池鋁箔質(zhì)量相對穩(wěn)定但成本偏高;雙輥連續(xù)鑄軋供坯流程短、能耗低、成本低,目前已經(jīng)成了電池鋁箔主要的生產(chǎn)方式。鑄軋的快速凝固雖然使坯料晶粒細(xì)小但有一定的方向性,鑄軋坯料表面質(zhì)量不均導(dǎo)致電池鋁箔塑性差,易出現(xiàn)斷帶風(fēng)險(xiǎn)。因此采用鑄軋坯料生產(chǎn)電池鋁箔的企業(yè)需精細(xì)控制各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)要素,把控好關(guān)鍵技術(shù),從而穩(wěn)定電池鋁箔質(zhì)量。

2.2 熔煉及坯料質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)及進(jìn)展

電池鋁箔生產(chǎn)對坯料要求嚴(yán)格,要確保原料品質(zhì),嚴(yán)格控制坯料的氫含量、非金屬夾雜量和晶粒度。目前電池鋁箔坯料生產(chǎn)工藝路線主要有二類:熔煉+鑄軋;熔煉+鑄錠熱軋。不論哪一種工藝路線,制坯都需要熔煉工序。熔煉過程中熔體不同程度存在的氣體、金屬和非金屬夾雜物,是降低最終鋁箔質(zhì)量的主要因素,可引起成品針孔超標(biāo)、孔洞、氣道等缺陷,導(dǎo)致鋁箔在軋制過程和涂層輥壓過程中斷帶。而熔體凈化是控制坯料質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。熔體凈化包括除氣、過濾除渣。目前一般控制氫含量不大于0.1 mL/(100 gAl)。使用高效除氣設(shè)備的同時(shí),也需要保證流槽、前箱及鑄嘴干凈沒有雜物并進(jìn)行干燥處理,采取預(yù)熱和保溫措施,增加精煉時(shí)間及適當(dāng)加大在線精煉除氣量,由除氣不凈而產(chǎn)生的氣道缺陷即可消除。過濾除渣的目的是要保證鑄軋清潔生產(chǎn),防止外來雜質(zhì)進(jìn)入鋁液,其關(guān)鍵在于過濾技術(shù)。目前多采用泡沫陶瓷板進(jìn)行過濾,但陶瓷過濾板較脆,易破損,通常只能使用一次,過濾性能低,不能滿足大鑄造量或高精度鋁加工的生產(chǎn)需求。生產(chǎn)高要求的電池鋁箔產(chǎn)品時(shí)若沒有高精度和高穩(wěn)定的過濾,可能會(huì)對最終產(chǎn)品質(zhì)量帶來不利影響。鑒于管式過濾在雙零鋁箔坯料生產(chǎn)中的廣泛的應(yīng)用,在電池鋁箔坯料鑄軋生產(chǎn)中采用陶瓷板過濾和管式過濾雙重保障,可提高在線除渣除氣的能力,滿足電池鋁箔坯料熔體凈化的要求,從而提高鑄軋坯料的表面質(zhì)量,降低斷帶率。除此之外應(yīng)研究控制鑄軋工藝參數(shù),保證鑄軋過程的穩(wěn)定,使鑄軋晶粒度和第二相滿足超薄高強(qiáng)電池鋁箔要求。

2.3 厚度及厚度精度控制關(guān)鍵技術(shù)及進(jìn)展

電池鋁箔的厚度已從21世紀(jì)初的20 μm一路下降到目前的6 μm。目前市場上動(dòng)力電池用鋁箔厚度大多為12 μm、13 μm。儲(chǔ)能領(lǐng)域電池鋁箔的主流厚度為13 μm。8 μm～10 μm的電池鋁箔在動(dòng)力領(lǐng)域的表現(xiàn)尚不成熟,部分電池廠如LG已采用8 μm的電池鋁箔[4]。從提升電池能量密度考慮,減薄無疑是未來動(dòng)力電池鋁箔的發(fā)展方向。但從目前技術(shù)角度來看,電池鋁箔越薄也意味著風(fēng)險(xiǎn)越高。當(dāng)厚度減到一定程度的時(shí)候,電池鋁箔再往下減薄的難度是比較大的,不僅保證力學(xué)性能有難度,在涂布時(shí)也易斷帶。目前行業(yè)內(nèi)的鋰電池廠商一般要求鋁箔的長度不低于1萬m,斷帶頻次最好不高于30次/Mm。若繼續(xù)減薄,成品率會(huì)大大地降低,這使電池鋁箔制備的技術(shù)難度和生產(chǎn)成本面臨挑戰(zhàn)。

電池鋁箔在追求能量密度越來越高的同時(shí),還追求更小的厚差和下塌量,但這些技術(shù)要求是跟高強(qiáng)度超薄軋制相矛盾的。電池鋁箔基于安全要求一般的厚度精度要求是±4%以內(nèi),目前可以滿足市場需求。個(gè)別的電池鋁箔用戶希望產(chǎn)品的厚度公差控制在±3%甚至±2%以內(nèi),這對電池鋁箔加工行業(yè)來說是難度很大的挑戰(zhàn)。實(shí)際上,目前設(shè)備很難達(dá)到這樣的控制精度。鋁箔軋機(jī)主要靠在線厚度控制系統(tǒng)(AGC)來控制電池鋁箔厚度及厚差,影響因素有合金成分、液壓系統(tǒng)、軋輥圓度、軸承精度等等,都要通過工藝跟后面的精整來達(dá)到。

2.4 板形控制關(guān)鍵技術(shù)

板形就是產(chǎn)品的平直度(在電池鋁箔行業(yè)有時(shí)也稱為張力)。電池鋁箔對板形要求高,主要目的是確保鋁箔表面涂布的正極材料厚度均勻,進(jìn)而提高鋰離子電池使用壽命及續(xù)航能力。因此板形控制是電池鋁箔生產(chǎn)及涂布的關(guān)鍵技術(shù),要求電池鋁箔生產(chǎn)的每一步驟都要精準(zhǔn)到位。在電池行業(yè)用兩個(gè)術(shù)語即平直度和塌邊量來表示產(chǎn)品板形質(zhì)量。平直度就是板形,塌邊量就是在規(guī)定平直度、規(guī)定長度下產(chǎn)品邊部的下垂量。一般塌邊量測試的規(guī)定張力為8 N/mm2,測試有效距離一般為1 m,根據(jù)料卷寬度的不同,規(guī)定了下榻量上限為1 mm～2 mm,不同的企業(yè)測試標(biāo)準(zhǔn)有所不同。

電池行業(yè)已經(jīng)形成一套自己的板形標(biāo)準(zhǔn)和測量裝置(見圖1)。隨著行業(yè)的發(fā)展及對電池產(chǎn)品精度的不斷提高,用戶對于電池鋁箔產(chǎn)品板形的要求會(huì)越來越高。作為電池鋁箔加工企業(yè)來說,如何通過工藝優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新來不斷提高產(chǎn)品的板形質(zhì)量,是擺在面前的一個(gè)重要課題。首先鋁箔軋機(jī)必須配備完整的精度較高的厚度控制系統(tǒng)、板形控制系統(tǒng)等;測厚儀、工作輥、板形控制儀是關(guān)鍵的控制設(shè)備;箔軋前、后張力的選擇對電池鋁箔板形控制也極為重要。前張力在保證拉平鋁箔的同時(shí),既要避免過大掩蓋箔材真實(shí)板形或拉斷,又要避免過小使卷取時(shí)松卷、串層、起皺。因此,操作時(shí)應(yīng)盡量將前張力控制在能保證卷材質(zhì)量的最小值。后張力若太小,不僅影響生產(chǎn)率,而且使鋁箔出現(xiàn)皺褶、開縫等,為此后張力與速度需調(diào)控在最佳配合參數(shù)。在冷軋過程中要控制好板形,需合理控制輥型、潤滑冷卻均勻、合理分配道次壓下量等。

圖1 板形測量裝置圖

2.5 機(jī)械性能的控制技術(shù)

目前電池鋁箔產(chǎn)品普遍要求抗拉強(qiáng)度Rm≥180 MPa。隨著電池技術(shù)的不斷發(fā)展,很多用戶都在不斷提高電池鋁箔產(chǎn)品的強(qiáng)度要求,目前強(qiáng)度200 MPa以上的要求已經(jīng)很普遍,有些用戶要求強(qiáng)度達(dá)到270 MPa甚至300 MPa以上,而且在保證鋁純度不變的情況下,要求伸長率不小于3%。高抗拉強(qiáng)度可以承受更高的正極材料壓實(shí)密度,進(jìn)而提高鋰離子電池的能量密度;合適的伸長率可以獲得優(yōu)異的正極極片質(zhì)量,同時(shí)還可以適應(yīng)高速、大張力的極片生產(chǎn)工藝,降低使用過程中的斷帶幾率,提高成品率[6-7]。但電池鋁箔即薄又高強(qiáng)高韌是相互矛盾的,極高的板形要求及小的厚差也都與高強(qiáng)度超薄軋制相矛盾。而正極極片生產(chǎn)中的斷裂與鋁箔的韌性密切相關(guān),韌性是材料塑性變形到斷裂耗散的功,表示了抗斷裂的能力,是強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn)。只有強(qiáng)度和塑性都高的材料才具有最好的韌性。鋁箔的性能決定于微觀組織,微觀組織結(jié)構(gòu)有又取決于合金特性和變形條件[8]。

電池鋁箔生產(chǎn)需要企業(yè)具有豐富的經(jīng)驗(yàn),確定合適的合金成分及工藝設(shè)計(jì),控制好合金元素固溶及析出量,平衡加工硬化及加工軟化之間的矛盾,保持高導(dǎo)電率高強(qiáng)度的同時(shí),提高集流體電池鋁箔伸長率。這也是許多鋁箔生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)型生產(chǎn)電池鋁箔所面臨的技術(shù)壁壘之一。

2.6 表面潤濕張力及端面質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)

表面潤濕張力是電池鋁箔最為重要的技術(shù)指標(biāo)之一,用達(dá)因值來描述。達(dá)因值準(zhǔn)確地說應(yīng)該是表面張力系數(shù),主要是表述表面張力的大小,即液體表面相鄰兩部分之間單位長度內(nèi)互相牽引的力。為滿足正極極片涂布過程及涂碳過程的需要,電池鋁箔對表面達(dá)因值的要求較高。達(dá)因值偏低會(huì)產(chǎn)生鋁箔與粘合材料粘接不牢、漏涂等缺陷,影響與涂層的粘合質(zhì)量,特別是影響涂碳箔的涂層牢固度,因此電池鋁箔表面達(dá)因值要達(dá)到32 dyn/cm以上,要求高的涂碳產(chǎn)品甚至要達(dá)到34 dyn/cm。目前,國家標(biāo)準(zhǔn)對于達(dá)因值的檢測方法雖然有明確規(guī)定,但在實(shí)際操作過程中,不同的公司和企業(yè),其檢測方法也不完全相同,因此檢測結(jié)果往往會(huì)有很大差距。隨著電池鋁箔市場的迅速發(fā)展,進(jìn)一步規(guī)范和統(tǒng)一達(dá)因值檢測方法及判定標(biāo)準(zhǔn)就顯得特別重要。電池鋁箔在軋制時(shí)由于潤滑使鋁箔表面有一定殘油量,一般不能完全除凈,并且表面褶皺對其表面張力會(huì)產(chǎn)生很大的影響,鑒于對電池鋁箔表面殘油量的嚴(yán)格限制,在電池鋁箔生產(chǎn)中,首先應(yīng)分析軋制油和添加劑以及軋輥粗糙度對達(dá)因值的影響規(guī)律,調(diào)整除油措施以降低殘油量。其次通過烘烤、電暈、電離、清洗等輔助方法來降低殘油量,但是并未從根本上解決問題。目前國內(nèi)針對提高表面達(dá)因值的專用軋制油、專用添加劑的研究正在進(jìn)行,這需要加工企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。

端面質(zhì)量一般是指鋁箔邊部的切削質(zhì)量,邊部不能有V字型缺口,毛刺、鋁絲等缺陷。鋁箔在分切的過程中,由于刀片與刀槽輥的刀槽壁距離較近,從而產(chǎn)生毛刺、鋁屑等。鋁箔端面的毛刺、鋁屑可能扎穿鋰電池隔膜,在后續(xù)裝配、注電解液等工序、甚至在鋰電池使用過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。由于切邊不良而形成V字型缺口極易造成缺口效應(yīng),極片輥壓時(shí)使鋁箔塑性變低材料產(chǎn)生變脆傾向,從而造成斷帶。切邊不良原因很多,如刀片有缺口、刀架晃動(dòng)、刀片開刃方式及角度不對、刀片潤滑劑的選擇及調(diào)節(jié)不當(dāng)?shù)?另外分切速度過快、電池鋁箔板形不良也會(huì)造成切邊不良。因此企業(yè)一般對端面的質(zhì)量要求為毛刺、缺口不得超過200 μm。目前邊部質(zhì)量要用CCD檢測,出現(xiàn)裂口要及時(shí)更換刀片。除以上端面問題外電池鋁箔對端面的串層也有嚴(yán)格的要求,串層嚴(yán)重會(huì)造成涂布工序報(bào)警,影響涂布生產(chǎn)。

2.7 表面缺陷控制關(guān)鍵技術(shù)

電池鋁箔作為鋁箔中的高端產(chǎn)品對表面質(zhì)量要求非常高,鋁箔表面應(yīng)無色差、條紋、異物壓入,不允許有針孔、腐蝕斑痕、明顯輥印、擦劃傷等影響使用的缺陷。因此電池鋁箔成品要有針孔和表面瑕疵檢測。尤其是針孔缺陷目前普遍被認(rèn)為是電池鋁箔涂層輥壓斷帶的根本原因,并影響鋰離子電池的循環(huán)壽命和使用的安全性。因此表面缺陷的控制和在線檢測技術(shù)在很大程度上控制著電池鋁箔的生產(chǎn)效率和成本。

擦劃傷不僅是電池鋁箔生產(chǎn)過程中和涂層輥壓過程中斷帶的原因之一,同時(shí)也是電池鋁箔成本居高不下的主要原因。如目前13 μm電池鋁箔的良品率在65%～73%, 10 μm電池鋁箔良品率直接下降至 50%以下。電池鋁箔在開始軋制和結(jié)束軋制過程中由于卷取張力和速度控制不力,往往造成鋁卷層間松動(dòng),或者過緊,或者在轉(zhuǎn)運(yùn)鋁卷過程中外側(cè)松動(dòng),導(dǎo)致軋制過程中各層間相互擦傷;另外軋制中間退火過程中,由于卷頭尾卷部分料層受熱不均,產(chǎn)生溫度應(yīng)力使層間擦劃傷,需要切掉相當(dāng)一部分頭尾料,否則電池鋁箔在輥壓過程中斷裂頻次急劇升高,因此電池鋁箔的成材率較一般鋁箔的低。生產(chǎn)上消除擦劃傷有一定的難度,需要建立精確控制軋制速度和張力的數(shù)學(xué)模型,克服卷徑變化帶來的影響,以保持穩(wěn)定的卷曲張力,避免鋁卷層間劃傷,同時(shí)保持輥系的清潔和轉(zhuǎn)料過程的穩(wěn)定性。

在電池鋁箔生產(chǎn)中出現(xiàn)針孔的常見原因有夾雜、氣道、擦劃傷、異物壓入等,既有冶金缺陷引起的,也有在軋制過程由軋輥缺陷、張力控制不當(dāng)和軋制油不清潔引起的,同時(shí)電池鋁箔的生產(chǎn)環(huán)境也是不容忽視的因素。統(tǒng)計(jì)資料表明, 鋁箔中的針孔數(shù)隨夾雜含量和化合物尺寸的增加而增加,并且隨鋁箔厚度的減薄而呈指數(shù)函數(shù)增加,因此用于軋制電池鋁箔的鋁箔毛料,必須具有優(yōu)良的內(nèi)在質(zhì)量和表面質(zhì)量。

電池鋁箔表面缺陷對斷帶有很大的影響。鋁箔表面缺陷主要有粘鋁、劃傷、異物壓入等,產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜。粘鋁就是粘附在軋輥表面上的細(xì)小鋁粒,既可導(dǎo)致鋁箔斷帶,又可在進(jìn)一步軋制時(shí)被壓焊在斷帶部分的鋁箔上產(chǎn)生分散的或者成沿軋向排列的針孔,或者中間退火后箔軋時(shí)產(chǎn)生針孔。異物壓入原因較復(fù)雜,如電池鋁箔生產(chǎn)車間粉塵壓入、軋制過程中氧化物及軋輥材料碎屑落入、設(shè)備清潔及廢料清理不到位、軋制油過濾失效等等。粘鋁和異物壓入鋁箔也是造成電池鋁箔輥壓斷帶的重要原因。因此電池鋁箔車間清潔生產(chǎn)管理尤為重要。

3 結(jié)束語

綜上所述,電池鋁箔生產(chǎn)因其以上關(guān)鍵技術(shù)問題使其技術(shù)壁壘高,良品率過低,導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下;同時(shí)對生產(chǎn)過程的現(xiàn)場管理要求也較高,從鑄軋、冷軋、縱剪切邊、退火到箔軋到成品分切,工序復(fù)雜且環(huán)環(huán)相扣、互相影響并制約下一生產(chǎn)環(huán)節(jié)的良品率;在設(shè)備方面,要求鋁箔軋機(jī)必須配備完整的電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),包括厚度控制系統(tǒng)、板形控制系統(tǒng)等,并對軋輥表面粗糙度嚴(yán)格管理,在線板形檢測儀也十分重要。應(yīng)對電池鋁箔殘油量進(jìn)行精準(zhǔn)的分析和檢測,以及通過在線針孔檢測儀對鋁箔箔面的針孔和缺陷進(jìn)行檢測,以控制電池鋁箔產(chǎn)品的品質(zhì);電池鋁箔生產(chǎn)企業(yè)也可以從微合金化方面著手對高強(qiáng)超薄電池鋁箔關(guān)鍵技術(shù)展開技術(shù)攻關(guān),努力降低電池鋁箔厚度,采用多種手段開發(fā)出高強(qiáng)超薄、板形優(yōu)良、表面潤濕度高、斷帶率低的電池鋁箔,推動(dòng)動(dòng)力電池和儲(chǔ)能行業(yè)的進(jìn)步。