复合添加Fe和Ce的工业铸态8021电池箔铝合金

《Metals》：Microstructure and Properties of Industrially Cast 8021 Battery-Foil Aluminum Alloy with Combined Fe and Ce Additions

　　

为了解决工业铸态8021铝合金用于电池箔时普遍存在的缺陷——割裂基体的粗大富铁相以及难以去除的微米级夹杂物，研究人员在100吨集成工业熔炼保温生产线上制备了不同化学成分的合金。系统研究了Fe-Ce复合微合金化对合金凝固热行为、熔体净化效率、铸态组织、力学性能和耐腐蚀性能的调控规律及内在机理。结果表明，当Fe和Ce的质量分数分别为1.7%和0.3%时，与参比合金相比，合金的α-Al晶粒平均截距长度降低了29%。针状富铁相被改性为弥散分布的短棒状和颗粒状粒子，熔体中微细夹杂物的过滤去除效率显著提高。合金的极限抗拉强度（UTS）达到94.0 MPa，伸长率提高至44.2%。在3.5 wt.% NaCl溶液中的腐蚀电流密度仅为无Ce参比合金的20%。通过Fe和Ce联合添加引发的熔体净化、晶粒细化与第二相变质等多阶段效应，Fe和Ce的复合添加同时改善了合金的冶金质量和服役性能。该工作为锂离子电池封装用高性能铝箔的稳定工业化生产提供了理论支持和工程参考。

随着新能源汽车和储能产业的快速扩张，锂离子电池市场需求持续增长。