[发明专利]一种动力电池壳用铝板、铝带及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金及其生产方法，特别是涉及一种动力电池壳用铝板、铝带及其生产方法。

背景技术

随着科技的进展，人民生活水平提高以及国家大力提倡绿色环保出行，电动汽车、摩托车等适用电瓶驱动的车辆成爆发式增长，带动电池用深冲铝板、铝带需求大幅增加。动力电池是新能源电动汽车的核心部件之一，电池封装工艺在动力电池制作过程中非常重要，良好的电池封装决定了电池的使用安全性及寿命，因此，选择一种优良的电池壳体材料，并根据壳体材料特性选择最优封装工艺，对电池使用的安全性及使用寿命显得尤为重要。动力电池壳用材料对材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率、抗冲击性能以及导热散热性都有一定的要求。因铝合金做成的电池外壳具有抗冲击、不易破裂和泄露并能满足动力电池外壳对强度和刚性的要求，且铝合金密度小、质量轻能减轻电池重量、提高电池能量密度，使电池工作稳定，间接减轻整车质量，增加车辆续航能力。

电动汽车动力电池铝盒一般采用3003铝合金材料，该材料具有易加工成型、耐高温、耐腐蚀、以及良好的传热性和导热性；用于生产电池壳体(除盒盖外)可一次拉伸成型，省去了盒底焊接工艺。3003铝合金属于铝-锰合金，铝和锰的沸点温度相差不大，在进行焊接时不会出现因金属元素烧损而导致的焊缝质量下降等问题。但采用普通3003标准铝合金的配方和生产方法制成的铝板、铝带常存在组织不均匀、晶粒粗大，造成产品深冲拉伸性能较差，很难满足电动汽车动力电池壳的生产要求。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供了一种动力电池壳用铝板、铝带及其生产方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种动力电池壳用铝板、铝带，其化学成份的质量百分数为：硅0.1～0.15％，铁0.45～0.5％，铜0.09～0.12％，锰1.05～1.15％，锌＜0.05％，钛0.04～0.05％，杂质元素合计≤0.10％，其余为Al。

一种动力电池壳用铝板、铝带的生产方法，包括以下步骤：

(1)熔炼：向熔化炉中加入16～20吨的纯铝锭和20～24吨的3系铝合金废料，熔炼6～8小时得到溶体温度720～750℃铝合金熔液基体；扒出铝合金熔液表面的浮渣，取样分析铝合金熔液基体的化学成份，对比动力电池壳用铝板、铝带化学成份要求，向铝合金熔液基体中加入铝合金添加剂，使用大型永磁搅拌设备搅拌，得到合金元素均匀分布的铝合金熔液；

(2)铝合金熔体精炼：向铝合金熔体中通入氩氯混合气进行一次精炼，精炼温度控制在730～740℃，精炼时间为20分钟，取样、分析铝合金熔液化学成份，对比动力电池壳用铝板、铝带化学成份要求，向铝合金熔液基体中加入铝合金添加剂，微调，使其达到成份要求范围；向铝合金熔液中通入氩氯混合气进行二次精炼，精炼温度控制在720～730℃，精炼时间30分钟，扒渣，静置；

(3)铸造：铸造温度控制在700～720℃，铸造速度控制在50～55mm/min；

(4)铣面：将步骤(3)处理后铝合金铸锭切头切尾，铣面，大面单侧铣面量≥15mm；铣面后铸锭表面光滑，无明显刀纹，铣面后厚度为610±1mm；

(5)均匀热处理：将步骤(4)处理后的铝合金铸锭在均热炉中分两个阶段进行均匀热处理，第一阶段的铝合金铸锭温度控制在590～595℃，保温14小时；第二阶段的铝合金铸锭温度控制在540～550℃，保温4小时；铝合金铸锭出炉温度控制为515～530℃；

(6)热轧：将步骤(5)处理后的铝合金铸锭进行热粗轧11道次，粗轧至厚度为32mm，粗轧后温度控制在420～450℃；将粗轧后的铝合金铸锭进行3次精扎至厚度为6mm，精轧后铝合金卷坯温度控制在300～320℃，在热轧过程中使用乳化液润滑和冷却铝合金铸锭；

(7)冷轧：将步骤(6)处理后的铝合金卷坯冷轧至成品，成品厚度为1.0～2.0mm；

(8)退火：将步骤(7)处理后的铝合金成品进行退火处理；

(9)精整和包装：将步骤(8)处理后的铝合金进行精整处理和包装入库。

进一步，步骤(1)中，在熔化过程中，使用大型永磁搅拌设备进行充分搅拌。

进一步，步骤(1)和步骤(2)中，铝合金添加剂包括钛添加剂、铁添加剂、锰添加剂、铜添加剂，钛添加剂中钛的百分含量要求为75±2％、铁添加剂中钛的百分含量要求为75±2％、锰添加剂中钛的百分含量要求为75±2％、铜添加剂中钛的百分含量要求为75±2％。

进一步，步骤(2)中，氩氯混合气中氩气和氯气的比例为10:1。