本發(fā)明屬于金屬材料軋制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制備納米鋰鋁雙金屬復(fù)合箔材的深冷軋制方法。

背景技術(shù)：

目前，鋰金屬作為新能源材料，得到世界學術(shù)界和企業(yè)界的高度重視，而制備出納米鋰金屬復(fù)合材料也是其中重要的分支。

對于純鋰材料，在加熱、潮濕環(huán)境中，容易發(fā)生氧化，嚴重威脅材料的性能。

對于純鋰材料與純鋁材料進行復(fù)合軋制的時候，由于軋制過程塑性變形，導(dǎo)致材料溫度升高，從而會導(dǎo)致純鋰和純鋁材料發(fā)生反應(yīng)，而形成鋁鋰金屬間化合物，而不再是單一的純鋰和純鋁復(fù)合材料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種制備納米鋰鋁雙金屬復(fù)合箔材的深冷軋制方法，采用深冷疊軋，可以用來制備高質(zhì)量的鋰鋁雙金屬復(fù)合箔材，該材料為層狀復(fù)合材料，為鋁/鋰/鋁……鋰/鋁多層復(fù)合材料，該材料中，鋰與鋁材料界面處不形成鋁鋰金屬間化合物。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種制備納米鋰鋁雙金屬復(fù)合箔材的深冷軋制方法，包括如下步驟：

第一步：以純鋰和純鋁金屬箔材為原料，鋰軋制前的厚度為20～100μm，鋁軋制前的厚度為20～100μm；

第二步：金屬鋁箔和金屬鋰箔剪切成長方形尺寸，鋁箔的寬度與鋰箔相同，但是，鋁箔的長度為鋰箔的一倍；

第三步：將鋁箔對折，完全包覆好鋰箔；

第四步：將包覆好的材料放入液氮中進行冷卻，實現(xiàn)被均勻冷卻到零下196度；

第五步：將材料取出，以壓下率在45-55％進行深冷軋制，軋制結(jié)束后，軋件溫度控制在零下50度以下；

第六步：將軋制后的帶材進行折疊，放入液氮中重新冷卻，冷卻時間在3～5分鐘，冷卻到多少零下196度。

第七步：將冷卻的材料再進行深冷軋制，壓下率維持在45-55％；

重復(fù)第六步和第七步10～20次，成產(chǎn)出無金屬間化合物的鋰鋁雙金屬復(fù)合箔材。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明深冷疊軋技術(shù)目前適合純鋁與純鋰材料，利用該技術(shù)，成功地制備了鋰鋁雙金屬復(fù)合箔材，該復(fù)合箔材在電池材料等領(lǐng)域具有廣闊前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明制備納米鋰鋁雙金屬復(fù)合箔材的深冷軋制示意方法示意圖。

圖2為各疊軋道次后鋰鋁雙金屬箔材的樣品。

其中：(a)第1道次；(b)第4道次；(c)第7道次；(d)第10道次；(e)第13道次。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。

本發(fā)明的主要原理為利用超低溫塑性變形，金屬鋰與金屬鋁之間結(jié)合力相對較弱，從而難以形成金屬間化合物。與此同時，利用超低溫情況下，金屬鋰與金屬鋁均具有良好的塑性，從而實現(xiàn)多道次塑性變形。圖1所示為納米鋰鋁雙金屬復(fù)合箔材的深冷軋制制備流程圖。通過多道次深冷累積軋制，軋件形成層狀結(jié)構(gòu)的鋰鋁雙金屬復(fù)合箔材，如圖1所示，本發(fā)明具體步驟如下：

第一步：以純鋰金屬箔材4和純鋁金屬箔材3為原料，鋰軋制前的厚度為50μm，鋁軋制前的厚度為100μm。

第二步：金屬鋁箔和金屬鋰箔剪切成長方形尺寸，鋁箔的寬度與鋰箔相同，但是，鋁箔的長度為鋰箔的一倍。

第三步：將鋁箔沿長度方向?qū)φ?，完全包覆好鋰箔?/p>

第四步：將材料放入深冷箱1內(nèi)的液氮中進行冷卻，冷卻中的軋件2始終在深冷箱1中，冷卻10分鐘，實現(xiàn)材料溫度被均勻冷卻到零下196度。

第五步：將材料取出，以壓下率((H-h)/H)在50％進行深冷軋制。軋制結(jié)束后，軋件溫度控制在零下50度以下。過程中，壓輥5的速度V控制在2m/s。

其中，壓下率等于(H-h)/H，H和h分別表示軋制前軋件厚度和軋制后軋件厚度。

第六步：將軋制后的帶材沿長度方向進行折疊，放入液氮中重新冷卻，冷卻時間為5分鐘。

第七步：將冷卻的材料再進行深冷軋制，壓下率維持在50％左右。

重復(fù)第六步和第七步15次，成產(chǎn)出無金屬間化合物的鋰鋁雙金屬復(fù)合箔材。

利用本發(fā)明工藝制備鋰鋁雙金屬箔材，圖2為各疊軋道次后鋰鋁雙金屬箔材的樣品。

圖2所給出的是采用這種方法制備的鋰鋁雙金屬箔材，這種箔材里面沒有金屬間化合物。

本發(fā)明中，純鋰金屬箔材4可行的厚度范圍為20-100μm，純鋁金屬箔材3可行的厚度范圍為20-100μm，壓下率可行的厚度范圍為45-55％，壓輥5的速度V可行范圍為1-5m/s，第六步中，冷卻至零下196度左右，軋制道次可行范圍為10-20次，根據(jù)實際的材料類型、厚度等因素來調(diào)整。