本发明属于铝箔加工技术领域，尤其是一种锂离子电池用高强度铝箔的制备方法。
背景技术：
通常意义上把铝或铝合金带卷经轧制后形成的厚度小于或等于0.2mm的铝带材称之为铝箔。铝箔因其质量轻、密闭性好、包覆性好、环保等特点，广泛应用于包装、电器、散热器和建筑等国民经济各领域。
锂离子电池用铝箔目前使用较多的是1060、1070等合金，常用厚度在12～25μm并以h18状态交货，以1070合金制备锂离子电池用铝箔为例其常规工艺流程是：熔炼→铸轧→冷轧→纵剪切边→高温中间退火→箔轧→成品分切→检查包装，该常规工艺制备的铝箔其抗拉强度只能达到160mpa左右，由于其材料较软且在成品轧制力较小时其铝箔表面带油量较大，表面润湿张力一般只能保持在31达因值内。而客户对锂离子电池用铝箔的要求不仅是具有高的导电率，还要求有很高的机械性能，尤其是对抗拉强度的要求很高，通常抗拉强度要求≥175mpa且以≥200mpa为最佳，表面润湿张力≥32达因值，因此改变1070合金中的某些组分并改变常规工艺是提高锂离子电池用铝箔的重要研究课题。
1070合金生产锂离子电池用铝箔的常规工艺中各工序简述如下：
一、熔炼：
将含量99.7％以上的铝锭放入熔炼炉内进行熔炼，熔炼炉温控制在750±5℃范围内，氢含量控制在0.13ml/100g·al以下，采用旋转吹气法进行在线除气并经三级过虑以保证熔体质量，熔体的化学成分经检测应符合国标gb/t3190-2008中1070合金之要求。
1070合金的化学成分构成见下表：
二、铸轧：
铸轧时采用旋转吹气法进行在线除气，过滤采用30ppi+50ppi双级过滤，变质剂采用al-5ti-0.2b丝并严格控制变质剂加入量。铸轧厚度控制在7.0±0.1mm，为后续轧制工序分配合理的轧制道次及安排适当的退火厚度做准备。
三、冷轧：
经多道次冷轧将7.0±0.1mm轧制到1.0～2.0mm厚度之间，然后高温退火，冷却后继续冷轧到切边厚度时转纵剪切边。
四、纵剪切边：
纵剪切边时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊，确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤，端面不允许有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，中间切边错层必须小于2mm，塔形小于5mm。
五、高温中间退火：
高温中间退火的工艺是：在560～580℃条件下保温20～25小时。
六、箔轧：
经过数个道次轧制到精轧道次，铝箔表面不允许有残留油污；表面不允许有通长或间断性擦伤、划伤、周期行印痕、亮条及亮带、隐条、白条等任何影响使用的表面缺陷。
七、成品分切：
分切时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊；确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤。分切的铝卷放在地板必须垫上一块大纸板，不允许直接落地。分切时不允许有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，分切错层必须小于0.5mm。分切后的小卷端面必须干净、整洁；分切好的小卷批号和规格必须用记号笔写在铝卷的表面。
八、检查和包装；
成品检查时主要检查铝箔厚度、宽度不得超过公差范围，端面不得有毛刺、翻边，撞伤，错层不得超过0.5mm。套筒规格、材质必须符合客户要求，套筒两边伸出铝箔端面各为5mm。要求做到抗拉强度达到160mpa左右，表面润湿张力达尽量保持在31达因值内，合格后按照锂离子电池用铝箔的包装要求包装。
1070合金制备锂离子电池用铝箔因其对材料的化学成分、表面及板型质量，以及材料的内部晶粒组织都有着较为严格的要求，故其生产难度较大，成品率极低。再加上国内传统铝箔加工企业更多的注重量的突破，所生产的产品也多数以家庭用铝箔、电缆包覆用铝箔等低附加值产品诸位，而对部分高端技术产品的研发缺乏投入，因此，近两年以来，有关锂电池用铝箔的研发工作几乎处于停滞状态，锂电池用铝箔的产能也未见明显增长。
综上，有关锂离子电池用铝箔的制备研发过程几乎处于停滞状态，也未见到相关报道。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供了一种锂离子电池用高强度铝箔的制备方法，先将电解铝液和铝锭熔炼成铝熔体并直接铸轧成6.95mm厚铸轧卷，再通过冷轧、低温中间退火以及箔轧等技术参数的合理设置，从而实现铝熔体直接制备出铸轧卷，大大缩短了工艺流程，减少了退火炉的电耗，制备出的锂离子电池用高强度铝箔其抗拉强度≥175mpa，表面润湿张力≥32达因值。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种锂离子电池用高强度铝箔的制备方法，该制备方法先将电解铝液和铝锭熔炼成铝熔体并直接铸轧成6.95mm厚铸轧卷，然后经过冷轧→纵剪切边→低温中间退火→箔轧→成品分切→检查包装工艺制备出锂离子电池用高强度铝箔，其中纵剪切边、成品分切和检查包装按常规工艺进行，其特征是：
1)将电解铝液和铝锭熔炼成铝熔体并直接铸轧成6.95mm厚铸轧卷：
将50％重量份的电解铝液和50％重量份且铝含量≥99.7％的铝锭一同放入熔炼炉中进行熔炼制备出铝熔体，熔炼炉温控制在750±5℃范围内，熔炼时铝熔体的化学成分经检测应符合下表要求，并要求进行除气、除渣干净且充分搅拌均匀以保证铝熔体的质量。
将熔炼炉熔炼出的铝熔体直接进行铸轧，铝熔体的铸轧温度控制在680～710℃，通过铸轧机将铝熔体铸轧成6.95mm厚铸轧卷，铸轧速度控制在690～710mm/min，铸轧时要求铸轧卷端面不得有错层、缺铝、冷边现象，铸轧机导路中的导辊不能有伤而造成铸轧卷表面划伤、擦伤，铸轧后的铸轧卷必须放在托盘上面，不允许直接放在地面上；
2)冷轧：
将6.95mm厚铸轧卷冷轧成0.38～0.45mm厚冷轧卷，0.38～0.45mm厚冷轧卷的各冷轧道次轧制过程是：6.95mm→3.5～4.0mm→1.9～2.2mm→1.2～1.5mm→冷却24h→0.6～0.9mm→0.38～0.45mm，要求冷轧开坯时必须更换工作辊并清擦导路中的每一个辊子，各道次冷轧时铝卷表面不允许有亮条、亮带及色差，表面吹扫一定要干净，不允许有残留油污，冷轧速度按常规技术要求执行；
3)低温中间退火：
将0.38～0.45mm厚冷轧卷进行低温中间退火，低温中间退火在240～280℃条件下保温4～6小时，退火时要求用耐高温铝箔胶带对0.38～0.45mm厚冷轧卷封口，以确保其不能松层后方可上料架装炉退火，退火出炉后不能下料架且完全冷透后才能进行箔轧；
4)箔轧：
将经过低温中间退火的0.38～0.45mm厚冷轧卷箔轧成0.012～0.016mm厚铝箔卷，0.012～0.016mm厚铝箔卷的各箔轧道次轧制过程是：0.38～0.45mm→0.18～0.21mm→0.09～0.12mm→0.048～0.062mm→0.022～0.031mm→0.012～0.016mm，要求箔轧时必须更换工作辊并清擦导路中的每一个辊子，轧制油必须干净，至0.015mm厚铝箔卷时须对其表面吹扫干净且不允许有残留油污，箔轧速度按常规技术要求执行；
经箔轧后的0.012～0.016mm厚铝箔，经检测其抗拉强度≥175mpa，表面润湿张力≥32达因值。
由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：
1、本发明熔炼时采用50％重量份的电解铝液和50％重量份且铝含量≥99.7％的铝锭一同放入熔炼炉中进行熔炼，利用高温电解铝液的成分特点为铝熔体的化学成分提供调整空间，同时通过高温电解铝液的胎包精炼技术以及改进熔炼炉内的精炼工艺，如增加静置时间、短时间多次精炼等工艺，保证了铝熔体质量，从而实现铝熔体直接铸轧成铸轧卷，缩短了生产工艺流程。
2、常规锂离子电池用铝箔是将7.0mm厚的铸轧坯料轧制到1.0～2.0mm厚之间，然后高温退火并轧制到基材厚度时切边转箔轧轧制。而本发明的锂离子电池用高强度铝箔电池箔生产工艺为：铸轧坯料6.95mm厚轧制到1.2～1.5mm厚，冷却24h后再轧制到0.38～0.45mm厚度切边，然后低温中间退火转箔轧轧制，较低的低温中间退火温度，大大的减少了退火炉的电耗。
具体实施方式
本发明是一种锂离子电池用高强度铝箔的制备方法，本发明先将电解铝液和铝锭熔炼成铝熔体并直接铸轧成6.95mm厚铸轧卷，再通过本发明的冷轧、低温中间退火以及箔轧等技术参数的合理设置，从而实现铝熔体直接制备铸轧卷，大大缩短了工艺流程，减少了退火炉的电耗。
本发明的制备方法先将电解铝液和铝锭熔炼成铝熔体并直接铸轧成6.95mm厚铸轧卷，然后经过冷轧→纵剪切边→低温中间退火→箔轧→成品分切→检查包装工艺制备出锂离子电池用高强度铝箔，其中纵剪切边、成品分切和检查包装按常规工艺进行。
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，未述部分参考背景技术相关内容。本发明并不局限于下面的实施例，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进。
一、将电解铝液和铝锭熔炼成铝熔体并直接铸轧成6.95mm厚铸轧卷：
将10吨的电解铝液和10吨且铝含量≥99.7％的铝锭一同放入熔炼炉中进行熔炼制备出铝熔体，熔炼炉温控制在750±5℃范围内，熔炼时铝熔体的化学成分经检测应符合下表要求，并要求进行除气、除渣干净且充分搅拌均匀以保证铝熔体的质量，氢含量控制在0.13ml/100g·al以下，采用旋转吹气法进行在线除气并经三级过虑以保证铝熔体质量。
本发明是在1070合金基础上的一种改进配方，通过上表可以明显看出本发明铝熔体的化学成分构成与1070合金化学成分的微量改变之处。
将熔炼炉熔炼出的铝熔体直接进行铸轧，铝熔体的铸轧温度控制在680～710℃，通过铸轧机将铝熔体铸轧成6.95mm厚铸轧卷，铸轧速度控制在700mm/min，该铸轧速度可以有效消除和控制铸轧坯料中的含氢量、夹渣、组织疏松等冶金缺陷，注意合适的铸轧区和嘴辊间隙可以保证其具有良好的铸轧表面质量及内部晶粒组织。铸轧时要求铸轧卷端面不得有错层、缺铝、冷边现象，铸轧机导路中的导辊不能有伤而造成铸轧卷表面划伤、擦伤，铸轧后的铸轧卷必须放在托盘上面，不允许直接放在地面上。
cu含量的微量调整有利于提高高强度铝箔的抗拉强度指标，而fe和si含量的微量调整有利于降低高强度铝箔的脆性、热裂倾向，mn、mg、cr、zn可以增强高强度铝箔的导电率且提高其加工性能。
用电解铝液+铝锭进行熔炼并直接进行铸轧与常规工艺相比，省去了铝锭的铸造和二次重熔过程，经测算：可以减少铝液铸成铝锭过程中0.4～0.5％的铝损和铝锭二次重熔过程中2～4％的铝的烧损，节约了能源，提高了生产效率和成品率。
二、冷轧：
将6.95mm厚铸轧卷冷轧成0.4mm厚冷轧卷，0.4mm厚冷轧卷的各冷轧道次轧制过程是：6.95mm→3.8mm→2.1mm→1.35mm→冷却24h→0.7mm→0.4mm，要求冷轧开坯时必须更换工作辊并清擦导路中的每一个辊子，各道次冷轧时铝卷表面不允许有亮条、亮带及色差，表面吹扫一定要干净，不允许有残留油污，冷轧速度按常规技术要求执行。
三、纵剪切边的参考常规工艺过程：
纵剪切边时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊，确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤，端面不允许有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，中间切边错层必须小于2mm，塔形小于5mm。
四、低温中间退火：
将0.4mm厚冷轧卷进行低温中间退火，在260℃时保温4～6小时，退火时要求用耐高温铝箔胶带对0.4mm厚冷轧卷封口，以确保其不能松层后方可上料架装炉退火，退火出炉后不能下料架且完全冷透后才能进行箔轧。
低温中间退火可以保证箔轧时具有较慢的轧制速度和较小的张力，并防止箔轧时铝箔表面产生印痕、粘伤、厚差波动性大等缺陷，较低的低温中间退火温度可以大大减少退火炉的电耗。
五、箔轧：
将经过低温中间退火的0.4mm厚冷轧卷箔轧成0.015mm厚铝箔卷，0.015mm厚铝箔卷的各箔轧道次轧制过程是：0.4mm→0.2mm→0.1mm→0.055mm→0.028mm→0.015mm，要求箔轧时必须更换工作辊并清擦导路中的每一个辊子，轧制油必须干净，至0.015mm厚铝箔卷时须对其表面吹扫干净且不允许有残留油污，箔轧速度按常规技术要求执行。
箔轧后的0.015mm厚铝箔，经检测其抗拉强度达到≥175mpa，最佳抗拉强度甚至可以达到203～207mpa，表面润湿张力达到≥32达因值，最佳表面润湿张力甚至可以达到34达因值，检测参考方法如下：
按照国家标准gb/t228.1-2010《金属材料拉伸试验》加工成5倍标准拉伸试样，电子拉伸在日本岛津ags-x1kn精密拉力实验机上进行，拉伸速度参考值为1mm/min。达因值检测采用标准达因液对比检测。
六、成品分切的参考常规工艺过程：
分切时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊；确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤。分切的铝卷放在地板必须垫上一块大纸板，不允许直接落地。分切时注意查看铝箔表面有无油污，表面带有油污的不得发往下工序。分切时不允许有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，分切错层必须小于0.5mm。分切后的小卷端面必须干净、整洁；分切好的小卷批号和规格必须用记号笔写在铝卷的表面。
七、检查包装的参考常规工艺过程：
成品检查时主要检查铝箔厚度、宽度不得超过公差范围，端面不得有毛刺、翻边，撞伤，错层不得超过0.5mm。套筒规格、材质必须符合客户要求，套筒两边伸出铝箔端面各为5mm，合格后按照锂离子电池用铝箔的包装要求包装。
为了公开本发明的目的而在本文中选用的技术方案或是实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是：本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。