01 Contexte industriel et défis du processus de laminage
Tendances de l'industrie
La croissance explosive des industries des véhicules électriques à énergie nouvelle (NEV) et des systèmes de stockage d'énergie (ESS) a conduit le développement du film d'aluminium pour batteries au lithium vers l'ultrafinesse (≤10μm), nécessitant un équilibre entre la légèreté, la haute densité énergétique et la sécurité. L'épaisseur du film d'aluminium conventionnel a évolué de 12μm à 8μm, mais la stabilité des processus de production en série et les taux de rendement restent des goulots d'étranglement de l'industrie.
Positionnement des défis techniques
Limite de laminage : Lorsque l'épaisseur est réduite à moins de 10μm, la résistance à la déformation plastique du film d'aluminium augmente fortement, entraînant des problèmes tels que la rupture de la bande et les micro-trous de surface.
Déséquilibre des performances : Le défi consiste à équilibrer une résistance à la traction élevée (≥260MPa) avec un faible allongement (≤3%) pour éviter les fractures fragiles pendant les cycles de charge et de décharge de la batterie.
Difficultés fondamentales du processus de laminage
1. Contrôle de la précision microscopique
La tolérance d'épaisseur doit être stabilisée à **±0,1μm**, ce qui est difficile à atteindre avec la compensation traditionnelle de la flexion du système de cylindres de laminage. Les fluctuations de la forme de la plaque (telles que les vagues centrales et marginales) affectent considérablement l'uniformité de l'épaisseur, nécessitant un ajustement dynamique de la répartition de la force de laminage.
2. Gestion de la résistance à la déformation des matériaux
Lors du laminage ultrafin, le raffinement des grains d'aluminium à des niveaux submicroniques peut facilement déclencher le durcissement au travail et la concentration des contraintes résiduelles. Le laminage asynchrone (contrôle de la différence de vitesse entre les cylindres supérieur et inférieur) est utilisé pour réduire la résistance à la déformation, mais il nécessite une optimisation simultanée de la viscosité du lubrifiant et de la précision de la pulvérisation.
3. Contrôle de la qualité de surface
La rugosité de surface du film d'aluminium doit être ≤0,2μm, sans microfissures ou couches d'oxyde invisibles à l'œil nu. L'adhésion de la poussière et les rayures sur la surface des cylindres pendant le laminage sont les principales sources de défauts, nécessitant des environnements de niveau salle blanche et des systèmes de détection de défauts en ligne.
Défis de performance et solutions
1. Optimisation des performances mécaniques
Équilibre résistance-allongement : Grâce à l'optimisation de la composition de l'alliage (par exemple, ajout de traces de Fe, Si) et aux processus de recuit intermédiaire (contrôle précis du temps de recuit à 300-350℃), le raffinement des grains est réalisé tout en améliorant la ductilité.
Amélioration de la résistance à la corrosion : Développement de technologies de revêtement de passivation de surface (par exemple, revêtements composites phosphate + silicone) pour résister à la corrosion par les électrolytes.
2. Vérification de la compatibilité avec les batteries
Le film d'aluminium doit passer des tests de 500 cycles de charge-décharge avec un taux d'expansion d'épaisseur ≤5%.
La résistance à l'adhésion interfaciale avec les matériaux cathodiques (par exemple, LFP) doit être ≥1,5N/cm pour éviter le délaminage des électrodes.
Pratiques innovantes et réalisations
1. Percées technologiques
North China Aluminum a développé de manière indépendante un système de contrôle en boucle fermée de laminage à six cylindres UC + mesureur de forme, atteignant des fluctuations d'épaisseur ≤±0,08μm.
L'application innovante de la technologie de pulvérisation de nano-lubrifiant a augmenté la vitesse de laminage à 800m/min et réduit le taux de rupture de la bande à moins de 0,5%.
2. Données de production en série
Le taux de rendement du film d'aluminium de 8μm est passé de 40% initialement à 78%, avec une longueur de rouleau unique dépassant 20 000 mètres. Le produit est utilisé dans des entreprises de batteries de premier plan telles que CATL et BYD, améliorant la densité énergétique des batteries de 10% à 15%.
02 Profil de l'expert
Ingénieur R&D chez North China Aluminum Co., Ltd., titulaire du titre d'ingénieur principal. Principalement engagé dans la recherche, le développement et l'application de nouveaux processus, technologies et produits pour les produits en tôle, bandes et films d'aluminium et d'alliages d'aluminium utilisant des procédés de coulée continue et de laminage quasi-net-forme et le traitement de billes. De 2019 à aujourd'hui, responsable ou impliqué dans le projet de la société « Recherche et développement et réserve technique de nouveaux produits de film d'aluminium pour batteries lithium-ion haute performance ». Sous la direction des dirigeants de la société, l'équipe du projet a réalisé des percées continues dans les performances techniques et les indicateurs de qualité des produits du film d'aluminium pour batteries lithium-ion grâce à la conception et au développement de compositions d'alliages et de routes technologiques de procédé. Actuellement, plusieurs produits de film d'aluminium pour batteries lithium haute performance dans les séries d'alliages 1235, 1200 et 1100 ont été développés avec succès, répondant aux besoins de clients de batteries lithium haut de gamme tels que CATL, BYD, EVE et Gotion High-tech. Parmi eux, les produits à haute résistance et à haut allongement des alliages 1200 et 1100C maintiennent une résistance à la traction d'environ 250MPa avec un allongement ≥4,0% ; les produits de film d'aluminium pour batteries lithium haute résistance de la série d'alliages 1100A atteignent une résistance à la traction maximale de plus de 300MPa. Un avantage technologique de premier plan clair a été formé dans la concurrence du marché pour le film d'aluminium pour batteries lithium-ion haute performance. Ces dernières années, les produits de film d'aluminium pour batteries lithium haute performance et les réalisations technologiques ont obtenu plusieurs brevets d'invention nationaux.
Principales distinctions : Attribution du titre de « Travailleur modèle de Baoding » en 2023, « Premier artisan de Baoding » en 2022 et « Atelier d'innovation Wen Qian » en 2021 ; reconnu à plusieurs reprises comme « Travailleur avancé » et « Membre exceptionnel du Parti communiste » par Minmetals International et la société. En 2024, l'équipe de R&D de nouveaux produits a reçu le titre de « Top 100 Team » par le groupe.
Pour une analyse plus approfondie, veuillez assister à l'AICE 2025 Aluminum Industry Expo le 16 avril 2025 au Suzhou International Expo Center, où l'expert prononcera un discours passionnant et partagera des perspectives approfondies lors du [Forum sur le développement de l'industrie des tôles, bandes et films d'aluminium]!
03 À propos de la conférence AICE sur l'aluminium
AICE 2025 SMM (20ème) Conférence sur l'aluminium et Exposition de l'industrie de l'aluminium, profondément enracinée dans l'amont et l'aval de l'industrie, se tiendra en tant que plateforme d'échange industrielle axée sur l'extraction et la fusion de l'aluminium, la transformation des métaux et la consommation finale du 16 au 18 avril 2025 au Suzhou International Expo Center.
Le Forum sur le développement de l'industrie des tôles, bandes et films d'aluminium, l'un des forums les plus importants d'AICE 2025, discutera de la concurrence dans l'industrie des tôles, bandes et films d'aluminium, du marché et de la technologie du film d'aluminium pour batteries, des tôles d'aluminium pour l'automobile, de la transformation des usines intelligentes, des matériaux de canettes recyclés à faible émission de carbone, et d'autres sujets brûlants le 16 avril, apportant un événement inégalé à l'industrie de l'aluminium au printemps.
04 Programme - Forum sur le développement de l'industrie des tôles, bandes et films d'aluminium
