在SMM舉辦的2020(第二屆)中國工博會新材料論壇-中國汽車新材料應用高峰論壇，暨中國(第八屆)鋁加工產業鏈供需交易峰會、暨中國(第二屆)銅加工產業鏈供需交易峰會上， 江蘇常鋁鋁業集團股份有限公司副總經理張全成現場分享了顯微分析技術在新能源鋰電池用鋁合金材料開發中的應用研究內容。
研究背景
DC加工過程工序長，能耗高，生產成本高。而CC加工過程工序短，能耗低，生產成本低。
CC工藝優點：工序短，能耗低，生產成本低，生產效率高，被廣泛用於生產電池殼。
缺點：組織不均勻，表層粗大晶粒，芯層等軸小晶粒，如何獲得均勻的晶粒至關重要。
單、雙級中間退火對板材組織和性能的影響
雙級退火工藝：Paton等人在7075和7475鋁合金中使用過時效的方式得到了大量的析出相，有效地阻止了後續退火時的晶粒長大過程，從而細化了晶粒。再結晶之前應存在高密度的析出相，退火過程中彌散相牢牢地釘扎住晶界，使得晶粒長大極其緩慢。由此可推測，Al-Mn合金中也可採用類似的方式來調控晶粒組織。
採用一種雙級中間退火工藝，即低溫預回復處理+高溫再結晶退火。
450下退火時，析出總含量達到最大，並且得到了大量細小、密集的顆粒狀彌散相。此外，該溫度條件下只發生了回復過程。通過彌散相阻礙晶界遷移從而抑制晶粒長大過程，從而細化晶粒。
單級退火：大量的含Mn彌散相在晶界/亞晶界處析出，阻礙亞晶長大成再結晶核心，形核率較低。
雙級退火：原始晶界或初生相附近形成了PFZ帶；在PFZ帶內亞晶尺寸要高於晶內的亞晶尺寸。在高溫階段退火時，在PFZ帶內的亞晶迅速長大而成為再結晶核心，大大地提高了再結晶形核率；同時，預回復能顯著降低再結晶驅動力，減緩晶粒長大速度。
成品退火對CC3003鋁箔組織和性能的影響
單級箔材：均勻延伸率和總延伸率都較低。
雙級箔材：低於250或者高於310 時，與單級箔材的曲線非常相似，塑性較差；在250-310 下退火後，雙級箔材的均勻延伸率及總延伸率大幅度增加。
經98.6%冷軋變形後，兩種箔材的強度非常高，抗拉強度都高達294MPa；但其塑性非常差，只有2.5%~3%。退火後，單、雙級箔材的強度下降，韌性有所提升。
在250-310溫度區間內，雙級箔材的屈服強度變化曲線出現一個平臺。
可以看出，單級箔材表面較為粗糙，出現了明暗相間的軋制條紋缺陷，而雙級箔材的表面光滑、細膩，表面質量相對較好。這種軋制條紋不僅使箔材表面不美觀，而且對箔材的力學性能不利，影響最終產品的使用。
單級箔材的表面出現了一排排沿軋向分布的、寬窄不一的帶狀結構，主要是由第二相的聚集引起的；雙級箔材的第二相分布更加均勻。
總結
開發了一種新型的鑄軋3003電池殼的生產工藝，即鑄軋板材+冷軋+雙級中間退火制度+箔材軋制+低溫成品退火，獲得了高強韌性的鑄軋3003電池殼產品。其關鍵技術在於控制中間退火後的晶粒尺寸和保證箔材的總加工率。
（文章來源：SMM）