01 Contexto de la industria y desafíos del proceso de laminación
Tendencias de la industria
El crecimiento explosivo de las industrias de vehículos eléctricos de nueva energía (NEV) y sistemas de almacenamiento de energía (ESS) ha impulsado el desarrollo de la lámina de aluminio para baterías de litio hacia un espesor ultrafino (≤10 μm), lo que exige un equilibrio entre ligereza, alta densidad energética y seguridad. El espesor de la lámina de aluminio dominante ha evolucionado de 12 μm a 8 μm, pero la estabilidad de los procesos de producción en masa y las tasas de rendimiento siguen siendo cuellos de botella en la industria.
Posicionamiento de los desafíos técnicos
Límite de laminación: Cuando el espesor se reduce por debajo de 10 μm, la resistencia a la deformación plástica de la lámina de aluminio aumenta drásticamente, lo que provoca problemas como roturas de la banda y picaduras superficiales.
Desequilibrio de rendimiento: El desafío de equilibrar una alta resistencia a la tracción (≥260 MPa) con una baja elongación (≤3 %) para evitar fracturas frágiles durante los ciclos de carga y descarga de la batería.
Dificultades centrales en el proceso de laminación
1. Control de microprecisión
La tolerancia de espesor debe estabilizarse dentro de **±0,1 μm**, lo que es difícil de lograr con la compensación tradicional de la deflexión del sistema de rodillos de la laminadora. Las fluctuaciones de la forma de la placa (como ondas centrales y de borde) afectan significativamente la uniformidad del espesor, lo que requiere un ajuste dinámico de la distribución de la fuerza de laminación.
2. Gestión de la resistencia a la deformación del material
En la laminación ultrafina, el refinamiento de los granos de aluminio a niveles submicrométricos puede desencadenar fácilmente el endurecimiento por trabajo y la concentración de tensiones residuales. Se utiliza laminación asincrónica (controlando la diferencia de velocidad entre los rodillos superior e inferior) para reducir la resistencia a la deformación, pero requiere la optimización simultánea de la viscosidad del lubricante y la precisión de la pulverización.
3. Control de la calidad superficial
La rugosidad superficial de la lámina de aluminio debe ser ≤0,2 μm, sin microfisuras ni capas de óxido invisibles a simple vista. La adherencia de polvo y los arañazos en la superficie del rodillo durante la laminación son las principales fuentes de defectos, lo que requiere entornos a nivel de sala limpia y sistemas de detección de defectos en línea.
Desafíos de rendimiento y soluciones
1. Optimización del rendimiento mecánico
Equilibrio entre resistencia y elongación: A través de la optimización de la composición de la aleación (por ejemplo, añadiendo cantidades traza de Fe, Si) y procesos de recocido intermedio (control preciso del tiempo de recocido a 300-350 ℃), se logra el refinamiento de los granos al tiempo que se mejora la ductilidad.
Mejora de la resistencia a la corrosión: Desarrollo de tecnologías de recubrimiento de pasivación superficial (por ejemplo, recubrimientos compuestos de fosfato + silicona) para resistir la corrosión por electrolitos.
2. Verificación de la compatibilidad con la batería
La lámina de aluminio debe pasar las pruebas de 500 ciclos de carga-descarga con una tasa de expansión del espesor de ≤5 %.
La resistencia de unión interfacial con los materiales del cátodo (por ejemplo, LFP) debe ser ≥1,5 N/cm para evitar la delaminación de la lámina del electrodo.
Prácticas y logros innovadores
1. Avances en el proceso
North China Aluminum desarrolló de forma independiente una laminadora UC de seis rodillos + sistema de control en bucle cerrado con medidor de forma, logrando fluctuaciones de espesor de ≤±0,08 μm.
La aplicación innovadora de la tecnología de pulverización de nanolubricantes aumentó la velocidad de laminación a 800 m/min y redujo la tasa de roturas de la banda a menos del 0,5 %.
2. Datos de producción en masa
La tasa de rendimiento de la lámina de aluminio de 8 μm aumentó del 40 % inicial al 78 %, con una longitud de bobina única superior a 20.000 metros. El producto se aplica en empresas de baterías de primer nivel como CATL y BYD, mejorando la densidad energética de la batería en un 10 %-15 %.
02 Perfil del experto
Ingeniero de I+D de North China Aluminum Co., Ltd., con el título de Ingeniero Senior. Se dedica principalmente a la investigación, desarrollo y aplicación de nuevos procesos, tecnologías y productos para productos de láminas, bandas y láminas de aluminio y aleaciones de aluminio mediante procesos de fundición y laminación continua casi netos y procesamiento de lingotes. Desde 2019 hasta la actualidad, ha sido responsable o ha participado en el proyecto de la empresa "Investigación y desarrollo y reserva técnica de nuevos productos de lámina de aluminio para baterías de iones de litio de alto rendimiento". Bajo el liderazgo de los ejecutivos de la empresa, el equipo del proyecto logró avances continuos en los indicadores de rendimiento técnico y calidad del producto de la lámina de aluminio para baterías de iones de litio mediante el diseño y desarrollo de composiciones de aleaciones y rutas de tecnología de proceso. Actualmente, se han desarrollado con éxito múltiples productos de lámina de aluminio para baterías de litio de alto rendimiento en las series de aleaciones 1235, 1200 y 1100, que satisfacen las necesidades de clientes de baterías de litio de alta gama como CATL, BYD, EVE y Gotion High-tech. Entre ellos, los productos de alta resistencia y alta elongación de las aleaciones 1200 y 1100C mantienen una resistencia a la tracción de alrededor de 250 MPa con una elongación de ≥4,0 %; los productos de lámina de aluminio para baterías de litio de alta resistencia de la serie de aleaciones 1100A logran una resistencia a la tracción máxima de más de 300 MPa. Se ha formado una clara ventaja tecnológica líder en la competencia del mercado de láminas de aluminio para baterías de iones de litio de alto rendimiento. En los últimos años, los productos de lámina de aluminio para baterías de litio de alto rendimiento y los logros tecnológicos han recibido varias patentes de invención nacionales.
Principales honores: Premiado como "Trabajador Modelo de Baoding" en 2023, "Primer Artesano de Baoding" en 2022 y "Wen Qian Innovation Studio" en 2021; reconocido repetidamente como "Trabajador Avanzado" y "Miembro Destacado del Partido Comunista" por Minmetals International y la empresa. En 2024, el equipo de I+D de nuevos productos fue galardonado con el título de "Top 100 Team" por el grupo empresarial.
Para un análisis más profundo, asista a la Exposición de la Industria del Aluminio AICE 2025 el 16 de abril de 2025 en el Centro Internacional de Exposiciones de Suzhou, donde el experto pronunciará una emocionante charla y compartirá ideas en profundidad en el [Foro de Desarrollo de la Industria de Láminas, Bandas y Láminas de Aluminio]!
03 Acerca de la Conferencia de Aluminio AICE
La Conferencia de Aluminio y Exposición de la Industria del Aluminio AICE 2025 SMM (20ª), profundamente arraigada en la cadena de suministro de la industria, se celebrará como una plataforma de intercambio industrial centrada en la minería y fundición de aluminio, procesamiento de metales y consumo final del 16 al 18 de abril de 2025 en el Centro Internacional de Exposiciones de Suzhou.
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04 Agenda - Foro de Desarrollo de la Industria de Láminas, Bandas y Láminas de Aluminio
