[发明专利]锂离子电池壳用铝合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池壳用铝合金板材，更具体地说，涉及适合制作手机、笔记本电脑、数码相机、游戏机等3C（Communication、Computer、Consumer Electronics）产品用锂离子电池壳的铝合金。

背景技术

锂离子电池具有体积小、重量轻、比能量高、放电电压稳定、循环寿命长、安全性能好、工作范围宽、无公害、无记忆效应、自放电率低等优点，在手机、笔记本电脑、数码相机、游戏机等3C产品中有着广泛的应用，目前是不可替代的最佳电源供应来源。

根据锂离子电池的生产过程及服役条件，其对电池壳用材料有如下要求：

（1）具有一定的强度：在电池壳制作及运输过程中不致出现不良变形，并且使电池壳具有良好的耐膨胀性，从而保证锂离子电池在充放电及使用过程中的安全性；

（2）具有良好的减薄-拉深成型性：可顺利地加工成无破裂且表面平整的电池壳；

（3）具有良好的激光焊接性：使电池壳与电池盖良好地结合在一起，无焊接裂纹，从而保证锂离子电池具有良好的密封性。

在生产实践过程中，Al-Mn系合金以其优良的综合性能而受到锂离子电池生产企业的青睐，成为3C产品用锂离子电池壳的主流材料。目前，国内应用最广泛的是3003合金，其H16态板材的抗拉强度为160MPa，并且具有良好的减薄-拉深成型性和良好的激光焊接性。

随着3C类新一代产品的发展，对锂离子电池提出了两个方面的要求：

（1）高容量化：3C类新一代产品已经呈现出融合的大趋势，比如，手机对数码相机、音乐播放、蓝牙等功能的整合，手机电视、视讯电话、无线上网、电子商务等大量附加业务的日趋成熟，对电池电量的消耗越来越多，对电池的容量提出了更高的要求；

（2）轻量化：随着3C产业的飞速发展，产品均朝着无线化、可携带化的方向发展，产品的各项高性能组件也往“轻、薄、短、小”的目标迈进，对电池提出了轻量化及小型化的要求。

为了满足3C产品对锂离子电池的高容量化和轻量化要求，锂离子电池生产企业多采用更高强度的铝材以减薄电池壳壁厚的方式来应对。传统的3003合金强度较低，其减薄后容易发生变形，并且使得电池壳的耐膨胀性不足，即使内部压力较小时也容易产生较大的膨胀量，该合金已经难以满足新产品的性能要求。在中、高档产品领域，性能更优异的3005合金已经在替代3003合金，3005-H16态板材的抗拉强度可达230MPa，同时具有良好的减薄-拉深成型性与良好的激光焊接性。

随着3C产品的更进一步发展，必然需要更高强度的铝合金来取代3005合金。本发明即着眼于锂离子电池壳材料的发展趋势，目的在于提供一种锂离子电池壳用铝合金板材，其抗拉强度大于等于250MPa，同时具有良好的减薄-拉深成型性与良好的激光焊接性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种锂离子电池壳用铝合金板材，其抗拉强度大于等于250MPa，同时具有良好的减薄-拉深成型性与良好的激光焊接性。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

锂离子电池壳用铝合金，其成分的质量百分含量为：

Mn：0.8～1.5wt%；

Mg：0.5～1.0wt%；

Cu：0.4～1.0wt%；

Si：0.1～0.6wt%；

Fe：0.2～0.6wt%；

Ti：0.01～0.2wt%；

B：0.001～0.02wt%；

Zr：0.1～0.18wt%；

V：0.05～0.15wt%；

其余由Al以及难以避免的杂质元素。

进一步地，上述的锂离子电池壳用铝合金，所述Mn、Mg与Cu的总含量在2.0～3.0wt% 。

更进一步地，上述的锂离子电池壳用铝合金，所述Zr与V的总含量在0.16～0.3wt%。

再进一步地，上述的锂离子电池壳用铝合金，所述Mn的含量：0.8 %＜Mn≤1.5wt% 。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

①本发明Al-Mn系合金含有较多的Mg、Cu，并把Mn、Mg与Cu的总含量控制在最佳范围内，既使该合金能够顺利铸造，又使所制备的板材具有高的抗拉强度；