本发明涉及复合层铝箔领域,特别涉及可应用于铝塑膜的复合层铝箔领域。
背景技术:
热管理技术是软包动力电池的核心技术之一,本领域内已有诸多的热管理技术方案和努力,但热管理问题仍然是制约本行业发展的瓶颈问题之一,对高效热管理的需求依然是非常迫切的。现有的软包电池冷却方式中更多的是风冷,也有油冷和水冷;如cn201210016348.0中介绍的水冷方案是采用水冷板或冷却管与电池接触换热,而这种换热方式中冷却水与电池之间接触热阻高、传热环节多、换热效率低;如cn202550023u中介绍的浸泡式油冷方案虽然温度均一性得到了一定程度的提高,但绝缘油的流动性差,换热效率低,并且还有售后维护等诸多问题存在。
现有技术中也开始有浸泡式水冷的研究,其冷却效率相比以前的非接触式水冷可显著提高,然而,铝塑膜的长期耐蚀性仍然是需要解决的问题。现有技术中软包电池包装用的铝塑膜通常采用8系铝合金铝箔,这种铝箔退火后为软质铝箔,冲深成型性好。若采用3系铝合金铝箔,其抗面腐蚀性可有一定改善。目前电池包装材料主要考虑的是耐电解质腐蚀性,主要技术方案是在包装材料朝向电解质的一侧通过物理或化学方式改性形成耐腐蚀层,其作用是防止电解质腐蚀铝箔内表面而导致铝塑膜层间剥离。现有铝塑膜最外层基本上都含有聚酰胺等保护用塑料膜。
技术实现要素:
本发明提供下列可应用于铝塑膜的复合层铝箔的技术方案:所述复合层铝箔由芯材和皮材复合形成,皮材复合于芯材的外侧,皮材也可称为牺牲层,皮材与冷却水直接接触。本发明中复合层铝箔方案中的元素含量均为质量百分比含量。
复合层铝箔方案1:一种复合层铝箔,所述复合层铝箔由下列芯材和皮材复合形成,其中:芯材为aa8021铝合金,
外侧皮材由具有以下组成的铝合金制得:硅元素质量含量为0.05%~0.2%、更优选为0.2%,铁元素质量含量为1.1%~1.2%、更优选为1.2%,铜元素质量含量为≤0.05%,锌元素质量含量为3.0%~5.0%、更优选为4%,其他元素质量含量为≤0.15%,余量为铝。
复合层铝箔方案2:一种复合层铝箔,所述复合层铝箔由下列芯材和皮材复合形成,其中:芯材为aa8079铝合金,
外侧皮材由具有以下组成的铝合金制得:硅元素质量含量为≤0.2%、更优选为0.2%,铁元素质量含量为1.2%~1.5%、更优选为1.3%,铜元素质量含量为≤0.05%,锌元素质量含量为3.5%~4.5%、更优选为3.5%,其他元素质量含量为≤0.15%,余量为铝。
其他方案3~方案5简述如下:
复合层铝箔方案3
一种复合层铝箔,所述复合层铝箔由下列芯材和皮材复合形成,其中,
芯材由具有以下组成的铝合金制得:fe:1.0-1.2wt%,si:0.2-0.3wt%,mn:0.2-0.3wt%,cu:≤0.1wt%,zn≤0.2wt%,zr:0.01-0.2wt%,其余为al;
皮材由具有以下组成的铝合金制得:zn:3.0-4.0wt%,fe:0.8-1.3wt%,si:0.1-0.3wt%,mn:0.1-0.3wt%,cu:≤0.1wt%,zr:0.01-0.2wt%,其余为al。
复合层铝箔方案4
一种复合层铝箔,所述复合层铝箔由下列芯材和皮材复合形成,其中,
芯材由具有以下组成的铝合金制得:硅≤0.15%,铁1.2~1.5%,铜≤0.05%,其他元素质量含量为≤0.15%,余量为铝;
皮材由具有以下组成的铝合金制得:硅≤0.15%,铁1.2~1.5%,铜≤0.05%,锌3.0~5.0%,其他元素质量含量为≤0.15%,余量为铝。
复合层铝箔方案5:
一种复合层铝箔,所述复合层铝箔由下列芯材和皮材复合形成,其中,
芯材由含有以下组成的铝合金制得:
铁0.3~5.5%、优选为0.5~2.5%、更优选为1.0~1.5%、最优选为1.25%,
硅0.1~1.0%、优选为0.1~0.5%、更优选为0.1~0.3%、最优选为0.2%;
皮材由含有以下组成的铝合金制得:
锌1.0~7.0%、优选为2.0~6.0%、更优选为3.0~4.5%、最优选为3.5%,
铁0.3~5.5%、优选为0.5~2.5%、更优选为0.8~1.5%、最优选为1.0%,
硅0.1~2.0%、优选为0.2~1.0%、更优选为0.5~0.8%、最优选为0.6%。
作为可选方案之一,以上复合层铝箔的芯材中,还可适当地添加锰0.1~1.0%、优选为0.2~0.8%、更优选为0.3~0.6%、最优选为0.5%。
作为可选方案之一,以上复合层铝箔的芯材和皮材中,还可适当地分别添加少量稀土元素,如添加钐0.001~0.6%、优选0.01~0.5%、更优选为0.1~0.3%,最优选为0.15~0.25%。
优选地,上述复合层铝箔方案中的芯材和皮材分别还含有铜,铜含量如下:铜0.0026~0.5%、优选为0.005~0.4%、更优选为0.01~0.05%、最优选为0.02%。
以上复合层铝箔方案中的芯材和皮材中,余量为铝和不可避免的杂质。
以上复合层铝箔方案即包括:
复合层铝箔方案5a:
一种复合层铝箔,所述复合层铝箔由下列芯材和皮材复合形成,其中,
芯材由以下组成的铝合金制得:
硅0.1~1.0%、优选为0.1~0.5%、更优选为0.1~0.3%、最优选为0.2%,
铁0.3~5.5%、优选为0.5~2.5%、更优选为1.0~1.5%、最优选为1.25%,
锰0.1~1.0%、优选为0.2~0.8%、更优选为0.3~0.6%、最优选为0.5%,
余量为铝和不可避免的杂质;
皮材由以下组成的铝合金制得:
硅0.1~2.0%、优选为0.2~1.0%、更优选为0.5~0.8%、最优选为0.6%,
铁0.3~5.5%、优选为0.5~2.5%、更优选为0.8~1.5%、最优选为1.0%,
锌1.0~7.0%、优选为2.0~6.0%、更优选为3.0~4.5%、最优选为3.5%;
余量为铝和不可避免的杂质。
复合层铝箔方案5b:
一种复合层铝箔,所述复合层铝箔由下列芯材和皮材复合形成,其中,
芯材由含有以下组成的铝合金制得:
硅0.1~1.0%、优选为0.1~0.5%、更优选为0.1~0.3%、最优选为0.2%,
铁0.3~5.5%、优选为0.5~2.5%、更优选为1.0~1.5%、最优选为1.25%,
锰0.1~1.0%、优选为0.2~0.8%、更优选为0.3~0.6%、最优选为0.5%,
铜0.0026~0.5%、优选为0.005~0.4%、更优选为0.01~0.05%、最优选为0.02%;
余量为铝和不可避免的杂质;
皮材由含有以下组成的铝合金制得:
硅0.1~2.0%、优选为0.2~1.0%、更优选为0.5~0.8%、最优选为0.6%,
铁0.3~5.5%、优选为0.5~2.5%、更优选为0.8~1.5%、最优选为1.0%,
锌1.0~7.0%、优选为2.0~6.0%、更优选为3.0~4.5%、最优选为3.5%;
铜0.0026~0.5%、优选为0.005~0.4%、更优选为0.01~0.05%、最优选为0.02%;
余量为铝和不可避免的杂质。
复合层铝箔方案5c:
一种复合层铝箔,所述复合层铝箔由下列芯材和皮材复合形成,其中,
芯材由含有以下组成的铝合金制得:
硅0.1~1.0%、优选为0.1~0.5%、更优选为0.1~0.3%、最优选为0.2%,
铁0.3~5.5%、优选为0.5~2.5%、更优选为1.0~1.5%、最优选为1.25%,
锰0.1~1.0%、优选为0.2~0.8%、更优选为0.3~0.6%、最优选为0.5%,
铜0.0026~0.5%、优选为0.005~0.4%、更优选为0.01~0.05%、最优选为0.02%;
钐0.001~0.6%、优选0.01~0.5%、更优选为0.1~0.3%,最优选为0.15~0.25%;
余量为铝和不可避免的杂质;
皮材由含有以下组成的铝合金制得:
硅0.1~2.0%、优选为0.2~1.0%、更优选为0.5~0.8%、最优选为0.6%,
铁0.3~5.5%、优选为0.5~2.5%、更优选为0.8~1.5%、最优选为1.0%,
锌1.0~7.0%、优选为2.0~6.0%、更优选为3.0~4.5%、最优选为3.5%;
铜0.0026~0.5%、优选为0.005~0.4%、更优选为0.01~0.05%、最优选为0.02%;
钐0.001~0.6%、优选0.01~0.5%、更优选为0.1~0.3%,最优选为0.15~0.25%;
余量为铝和不可避免的杂质。
复合层铝箔方案5d:
一种复合层铝箔,所述复合层铝箔由下列芯材和皮材复合形成,其中,
芯材由含有以下组成的铝合金制得:
硅0.1~1.0%、优选为0.1~0.5%、更优选为0.1~0.3%、最优选为0.2%,
铁0.3~5.5%、优选为0.5~2.5%、更优选为1.0~1.5%、最优选为1.25%,
锰0.1~1.0%、优选为0.2~0.8%、更优选为0.3~0.6%、最优选为0.5%,
钐0.001~0.6%、优选0.01~0.5%、更优选为0.1~0.3%,最优选为0.15~0.25%;
余量为铝和不可避免的杂质;
皮材由含有以下组成的铝合金制得:
硅0.1~2.0%、优选为0.2~1.0%、更优选为0.5~0.8%、最优选为0.6%,
铁0.3~5.5%、优选为0.5~2.5%、更优选为0.8~1.5%、最优选为1.0%,
锌1.0~7.0%、优选为2.0~6.0%、更优选为3.0~4.5%、最优选为3.5%;
钐0.001~0.6%、优选0.01~0.5%、更优选为0.1~0.3%,最优选为0.15~0.25%;
余量为铝和不可避免的杂质。
除上述5a、5b、5c、5d的子方案之外,复合层铝箔方案5还包括其他方案。
复合层铝箔方案6:一种复合层铝箔,所述复合层铝箔由下列芯材和外侧皮材复合形成,其中:芯材和皮材中平均结晶粒径分别为100μm以下、优选为60μm以下、更优选为40μm以下、进一步优选为20μm以下、最优选为10μm以下。优选地,所述铝箔芯材和皮材分别是将铝合金铸块在430℃以上且530℃以下进行1小时以上且6小时以下的匀质化保持而获得的铝合金箔。优选地,芯材由含有fe:0.8~2.0质量%、si:0.05~0.2质量%、cu:0.0025~0.5质量%,余量由al及不可避免的杂质构成的铝合金制得。优选地,皮材由含有zn:2~8质量%、fe:0.8~2.0质量%、si:0.05~0.2质量%、cu:0.0025~0.5质量%,余量由al及不可避免的杂质构成的铝合金制得。优选地,铝箔中圆当量直径1.0~5.0μm的金属间化合物存在1.0×104个/mm2以上。
上述复合层铝合金中,皮材的复合率可选为20%~50%,优选为30%。所谓复合率是指皮材厚度占整个复合层(芯材+皮材)厚度的比率。
为了使锌元素在复合层横截面上有良好的分布梯度,因此需要对轧制完成后的样品进行元素扩散处理(如退火处理),退火温度可选为350~550摄氏度、优选为500度,退火时长可选为1.0~3.0小时,优选为2.0小时。上述复合层铝箔方案中的元素含量是指退火扩散前的含量,即轧制态的含量。