锂离子动力电池正极集流体用1060铝箔力学性能衰减及其机理研究

通过大轧制变形制备了1060铝箔,采用拉伸试验机、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)探测器、三维原子探针(3DAP)研究了电池铝箔力学性能衰减现象。结果表明:在测试周期内,1060铝箔的抗拉强度由214.58 MPa下降至206.20 MPa,伸长率由3.63%降低至2.70%,分别下降3.9%和25.6%。铝箔力学性能衰减与温度存在相关性,温度越高衰减越快。通过3DAP分析发现衰减后铝箔中存在铜原子团簇,原子团簇的形成对铝箔起到了强化作用,抵消了衰减过程中抗拉强度的下降,从而表现为抗拉强度的衰减幅度远低于伸长率的下降幅度。铝箔ND方向亚晶平均晶粒尺寸由衰减前的1.80μm增加到衰减后的2.35μm,小于1μm级别的亚晶占比由29.1%减少至15.5%。铝箔力学性能衰减的机理主要为亚晶合并长大机制。

微量Cu对1060电池铝箔微观组织和力学性能的影响

采用电子背散射衍射(EBSD),偏光组织观察(POM)和微拉伸仪系统分析了微量Cu对厚15μm的H18态1060电池铝箔微观组织和力学性能的影响。结果表明,添加微量Cu后,铸轧坯料的亚晶粒尺寸和亚晶粒取向角减小,中间退火后再结晶晶粒尺寸显著减小,铝箔沿表面方向的平均晶粒尺寸由3.08μm细化为2.67μm,并且由于再结晶程度增加,铝箔的部分织构由B织构转变为S和S1织构,织构强度略微增加,最终使铝箔的抗拉强度增加约8.0%,伸长率增加约76%。