CN106887547B - 铝锰合金动力电池壳体及其制备方法 - Google Patents

铝锰合金动力电池壳体及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铝锰合金动力电池壳体及铝锰合金动力电池壳体的制备方法，所述铝锰合金动力电池壳体包括依次贴覆连接的具有较好耐摩擦性能的第一铝锰合金片、具有较好强度的第二铝锰合金片及具有较好耐腐蚀性能的第三铝锰合金片，使得铝锰合金动力电池壳体具有较好的耐摩擦性能及耐腐蚀性能，从而使得铝锰合金动力电池壳体能够满足动力电池在恶劣的工作环境下进行高强度运行的需求，亦能够满足动力电池高容量高功率储能的需求，进而促进了新能源汽车的快速发展。

Description

铝锰合金动力电池壳体及其制备方法
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，特别是涉及一种铝锰合金动力电池壳体及其制备方法。
背景技术
随着全球性的矿物能源日渐短缺，以及日益加剧的环境污染问题，新能源成为经济发展的新方向，其中，新能源汽车产业属于国家确定的七大战略新兴产业之一，进入快速发展的通道。动力电池作为新能源汽车主要的储能元件，直接决定着电动汽车的使用性能。动力电池壳体作为动力电池的重要组成部分，直接决定着动力电池的使用性能。
目前，由于铝合金材料的强度高，韧性好，且具有良好的热传导性能，传统的动力电池壳体通常采用铝合金材料制备而成。采用铝合金材料制备而成的传统的动力电池壳体具有良好的抗冲击性能，不易破裂和泄露，从而满足了新能源汽车动力电池对动力电池壳体耐冲击性能的需求。
然而，传统的动力电池壳体的耐腐蚀性能相对较差，无法满足动力电池高容量高功率储能的需求。同时，传统的动力电池壳体的耐摩擦性能亦相对较差，难以满足动力电池在恶劣的工作环境下进行高强度运行的需求，进而制约了新能源汽车的发展。进一步地，传统的动力电池壳体通常采用单片壳体制备而成，电池壳体的强度无法满足大型动力电池对电池壳体的强度需求，同样制约了新能源汽车的快速发展。
发明内容
基于此，有必要针对传统的动力电池壳体耐摩擦、耐腐蚀及强度性能不理想，制约了新能源汽车的快速发展的技术问题，提供一种铝锰合金动力电池壳体及其制备方法。
一种铝锰合金动力电池壳体，包括依次贴覆连接的第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片，所述第三铝锰合金片用于与动力电池的电解液相接触；
所述第一铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：3％～5％，Zn：3％～6％，Si：0.002％～0.004％，Fe：0.2％～0.3％，Cu：0.06％～0.09％，Mg：0.0055％～0.0073％，余量为Al；
所述第二铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：1％～3％，Si：0.2％～0.3％，Fe：0.2％～0.3％，Cu：0.06％～0.09％，余量为Al；
所述第三铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：5％～6％，Mg：5％～7％，Ca：0.8％～2.5％，Fe：0.02％～0.03％，Si：0.2％～0.3％，Ce：0.003％～0.005％，La：0.008％～0.012％，余量为Al。
在其中一个实施例中，所述第一铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：3.5％～4.6％，Zn：4％～5％，Si：0.0021％～0.0034％，Fe：0.2％～0.3％，Cu：0.067％～0.089％，Mg：0.0052％～0.0067％，余量为Al。
在其中一个实施例中，所述第一铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：3.5％，Zn：5.6％，Si：0.0025％，Fe：0.3％，Cu：0.08％，Mg：0.006％，余量为Al。
在其中一个实施例中，所述第二铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：1.2％～2.3％，Si：0.21％～0.26％，Fe：0.22％～0.27％，Cu：0.063％～0.08％，余量为Al。
在其中一个实施例中，所述第二铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：2％，Si：0.25％，Fe：0.26％，Cu：0.08％，余量为Al。
在其中一个实施例中，所述第三铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：5.1％～5.7％，Mg：5.35％～6.45％，Ca：1％～2％，Fe：0.021％～0.025％，Si：0.22％～0.26％，Ce：0.0031％～0.0045％，La：0.0081％～0.0098％，余量为Al。
在其中一个实施例中，所述第三铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：5.35％，Mg：5％，Ca：1％，Fe：0.02％，Si：0.2％，Ce：0.003％，La：0.008％，余量为Al。
一种铝锰合金动力电池壳体的制备方法，包括如下步骤：
形成第一铝锰合金片，所述第一铝锰合金片包括如上任一实施例中所述的第一铝锰合金片的各组分；
形成第二铝锰合金片，所述第二铝锰合金片包括如上任一实施例中所述的第二铝锰合金片的各组分；
形成第三铝锰合金片，所述第三铝锰合金片包括如上任一实施例中所述的第三铝锰合金片的各组分；
采用轧制的方式，将所述第一铝锰合金片、所述第二铝锰合金片及所述第三铝锰合金片进行轧制，使得所述第一铝锰合金片、所述第二铝锰合金片及所述第三铝锰合金片依次贴覆连接，获得铝锰合金动力电池壳体。
在其中一个实施例中，所述轧制为热轧。
在其中一个实施例中，所述轧制为冷轧。
上述铝锰合金动力电池壳体及铝锰合金动力电池壳体的制备方法，所述铝锰合金动力电池壳体包括依次贴覆连接的具有较好耐摩擦性能的第一铝锰合金片、具有较好强度性能的第二铝锰合金片及具有较好耐腐蚀性能的第三铝锰合金片，使得铝锰合金动力电池壳体具有较好的耐摩擦性能、强度性能及耐腐蚀性能，从而使得铝锰合金动力电池壳体能够满足动力电池在恶劣的工作环境下进行高强度运行的需求，亦能够满足动力电池高容量高功率储能的需求，进而促进了新能源汽车的快速发展。此外，依次贴覆连接的第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片均具有较好的强度性能，通过三片叠加的多片结构，使得铝锰合金动力电池壳体的强度进一步增强，满足大型动力电池对电池壳体的强度需求，同样促进了新能源汽车的快速发展。
附图说明
图1为本发明一实施方式铝锰合金动力电池壳体的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大示意图；
图3为一实施方式铝锰合金动力电池壳体的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，一种铝锰合金动力电池壳体100，铝锰合金动力电池壳体100用于容纳新能源汽车动力电池的正极、负极、隔膜及电解液。
请参阅图2，铝锰合金动力电池壳体100包括依次贴覆连接的第一铝锰合金片101、第二铝锰合金片102及第三铝锰合金片103，第一铝锰合金片101用于与动力电池的外部环境相接触，第三铝锰合金片103用于与动力电池的电解液相接触，第二铝锰合金片102位于第一铝锰合金片与第三铝锰合金片之间，形成三明治夹心结构，第二铝锰合金片用于提高铝锰合金动力电池壳体的强度性能。其中，第一铝锰合金片与第二铝锰合金片之间，第二铝锰合金片与第三铝锰合金片之间，均达到原子-原子级的距离并产生金属性连接，形成牢固的冶金结合。冶金结合是指两件金属片的界面间原子相互扩散而形成的结合。两件金属片的界面形成冶金结合后，有良好的工艺性能，能够进行各种冷、热压力加工成型，可以进行焊接和机械加工，这是界面为机械结合或范德华力结合的冷复合材料不能比拟的。
需要说明的是，传统的动力电池壳体通常采用铝合金制造而成，耐摩擦的性能相对较差，难以满足动力电池在恶劣的工作环境下进行高强度运行的需求，进而制约了新能源汽车的发展。
在本实施方式中，第一铝锰合金片用于与动力电池的外部环境相接触，为了使得第一铝锰合金片具有较好的耐摩擦的性能，进而满足动力电池在恶劣的工作环境下进行高强度运行的需求，例如，第一铝锰合金片101包括如下质量百分比的各组分：Mn：3％～5％，Zn：3％～6％，Si：0.002％～0.004％，Fe：0.2％～0.3％，Cu：0.06％～0.09％，Mg：0.0055％～0.0073％，余量为Al。
第一铝锰合金片包括Mn，Mn的加入能够在第一铝锰合金片中形成硬质富锰相，降低了第一铝锰合金片的摩擦系数，提高了第一铝锰合金片的耐磨擦性。在第一铝锰合金片中，当Mn的含量逐渐提高时，第一铝锰合金片的摩擦系数逐渐降低，第一铝锰合金片的耐摩擦性能逐渐提高。然而，当Mn加入过量时，Mn会以长条状的形式存在于第一铝锰合金片中并在第一铝锰合金片的局部聚集，割裂第一铝锰合金片的基体，导致第一铝锰合金片的强度及韧性下降。在本实施方式中，Mn的质量百分比为3％～5％。当Mn的质量百分比小于3％时，不利于增强第一铝锰合金片的耐摩擦性能，当Mn的质量百分比大于5％时，易于导致第一铝锰合金片的强度及韧性下降，当Mn的质量百分比为3％～5％时，既能够使得第一铝锰合金片具有较好的耐摩擦性能，又能够避免第一铝锰合金片的强度及韧性下降，又如，Mn的质量百分比为3.5％～4.6％，又如，Mn的质量百分比为3.8％～4.5％，又如，Mn的质量百分比为4.6％，这样，能够在保持第一铝锰合金片的强度及韧性的同时，使得第一铝锰合金片具有较好的耐摩擦性能。
进一步地，第一铝锰合金片包括Zn，Zn与第一铝锰合金片中的Al形成的合金相具有良好的耐摩擦性能，进一步降低了第一铝锰合金片的摩擦系数，进而提高了第一铝锰合金片的耐磨擦性。在第一铝锰合金片中，当Zn的含量逐渐提高时，第一铝锰合金片的摩擦系数逐渐降低，第一铝锰合金片的耐摩擦性能逐渐提高。然而，Zn的密度很高，约为7.1g/cm3，在第一铝锰合金片中，当Zn的含量过高时，将会提高铝锰合金动力电池壳体的重量，进而提高新能源汽车的重量，使得新能源汽车由于自身重量过重而增加能耗。在本实施方式中，Zn的质量百分比为3％～6％。当Zn的质量百分比小于3％时，不利于增强第一铝锰合金片的耐摩擦性能，当Zn的质量百分比大于6％时，易于导致第一铝锰合金片的重量过重，无法满足新能源汽车减轻自重的需求，当Zn的质量百分比为3％～6％时，既能够使得第一铝锰合金片具有较好的耐摩擦性能，又能够满足新能源汽车减轻自重的需求。又如，Zn的质量百分比为4％～5％。又如，Zn的质量百分比为3.5％～5.6％。又如，Zn的质量百分比为3.5％。这样，即能够提高第一铝锰合金片的耐摩擦性能，又能够满足新能源汽车减轻自重的需求。
由此，通过在第一铝锰合金片添加Mn和Zn，使得第一铝锰合金片摩擦系数得到较好地降低，进而使得第一铝锰合金片具有较好的耐摩擦性能，能够满足动力电池在风沙、暴雨及剧烈颠簸等恶劣的工作环境下进行高强度运行的需求，从而能够促进新能源汽车的进一步发展。
此外，铝锰合金动力电池壳体的强度性能对动力电池的性能来说，亦很重要。为了提高铝锰合金动力电池壳体的强度，第一铝锰合金片还包括质量百分比为0.002％～0.004％的Si，质量百分比为0.2％～0.3％的Fe，质量百分比为0.06％～0.09％的Cu，及质量百分比为0.005％～0.007％的Mg。
在第一铝锰合金片中添加Cu，Cu与Zn结合形成CuZn4，Cu与Al反应生成CuAl2，能够较好地提高第一铝锰合金片的强度。然而，当第一铝锰合金片中的Cu含量过多时，易于导致第一铝锰合金片的韧性下降。当Cu的质量百分比为0.06％～0.09％，既能够较好地提高了第一铝锰合金片的强度，又能够避免第一铝锰合金片的韧性下降。又如，Cu的质量百分比为0.07％～0.08％。又如，Cu的质量百分比为0.067％～0.089％。又如，Cu的质量百分比为0.06％。这样，既能够增强第一铝锰合金片的韧性，又能够提高第一铝锰合金片的强度。
在第一铝锰合金片中添加Mg与Si，Mg和Si反应生成Mg2Si，这样，能够较好地提高第一铝锰合金片的强度，尤其是能够较好地提高第一铝锰合金片在高温情况下的强度。然而，当Mg的百分含量与Si的百分含量的比值过大时，将会导致第一铝锰合金片的韧性下降。为了既能够较好地提高第一铝锰合金片的强度，又不易导致第一铝锰合金片的韧性下降，又如，在第一铝锰合金片中，Mg的质量百分比为0.006％～0.0069％，Si的质量百分比为0.003％～0.004％。这样，在第一铝锰合金片中添加Si，既能够较好地提高第一铝锰合金片的强度，又不易导致第一铝锰合金片的韧性下降。
在第一铝锰合金片中添加Fe，Fe既能够较好地提高第一铝锰合金片的强度，又能够较好地避免第一铝锰合金片在制备过程中粘附于反应容器的情况出现。然而，当第一铝锰合金片中的Fe含量过多时，Fe易与合金中的Al和Si反应生成针状的中间化合物，这样，容易导致第一铝锰合金片的强度性能下降。当Fe的质量百分比为0.2％～0.3％，又如，Fe的质量百分比为0.21％～0.24％。又如，Fe的质量百分比为0.22％～0.27％。又如，Fe的质量百分比为0.26％。这样，既能够较好地提高第一铝锰合金片的强度，又能够防止第一铝锰合金片在制备过程中出现粘附于反应容器的情况出现。
可以理解，在第一铝锰合金片中，Mn、Zn、Si、Fe、Cu、Mg及Al之间存在互相影响。例如，当Mg的百分含量与Si的百分含量的比值过大时，将会导致第一铝锰合金片的韧性下降。又如，Cu与Zn结合形成CuZn4，Cu与Al反应生成CuAl2，能够较好地提高第一铝锰合金片的强度。然而，当第一铝锰合金片中的Cu含量过多时，易于导致第一铝锰合金片的韧性下降。
为了使得Mn、Zn、Si、Fe、Cu、Mg及Al之间的互相影响趋向利于增强第一铝锰合金片性能的方向，首先，考虑到在第一铝锰合金片中，Cu与Zn之间的相互影响，Mg与Al之间的相互影响，为了使得第一铝锰合金片兼具较好的耐摩擦性能与强度性能，同时，不易于导致第一铝锰合金片的韧性下降，例如，第一铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：3.5％～4.6％，Zn：4％～5％，Si：0.0021％～0.0034％，Fe：0.2％～0.3％，Cu：0.067％～0.089％，Mg：0.0052％～0.0067％，余量为Al。又如，第一铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：3.5％～4.6％，Zn：3.5％～5.6％，Si：0.003％～0.004％，Fe：0.2％～0.3％，Cu：0.07％～0.08％，Mg：0.006％～0.0069％，余量为Al。
进一步地，考虑到在第一铝锰合金片中，Mg与Si之间的相互影响，为了使得第一铝锰合金片兼具较好的耐摩擦性能与强度性能，同时，不易于导致第一铝锰合金片的韧性下降，例如，第一铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：3.5％～4.6％，Zn：4％～5％，Si：0.0021％～0.0027％，Fe：0.2％～0.3％，Cu：0.067％～0.089％，Mg：0.0052％～0.0067％，余量为Al。又如，第一铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：3.5％～4.6％，Zn：3.5％～5.6％，Si：0.0023％～0.0035％，Fe：0.2％～0.3％，Cu：0.07％～0.08％，Mg：0.0056％～0.0071％，余量为Al。
最后，考虑到在第一铝锰合金片中，Cu与Zn之间的相互影响，Mg与Al之间的相互影响，Mg与Si之间的相互影响，为了使得第一铝锰合金片兼具较好的耐摩擦性能与强度性能，同时，不易于导致第一铝锰合金片的韧性下降，例如，第一铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：3.5％，Zn：5.6％，Si：0.0025％，Fe：0.3％，Cu：0.08％，Mg：0.006％，余量为Al。
这样，使得Mn、Zn、Si、Fe、Cu、Mg及Al之间的互相影响趋向利于增强第一铝锰合金片性能的方向，使得第一铝锰合金片兼具较好的耐摩擦性能与强度性能，同时，不易于导致第一铝锰合金片的韧性下降，
上述第一铝锰合金片通过添加Mn及Zn，使得第一铝锰合金片摩擦系数得到较好地降低，进而使得第一铝锰合金片具有较好的耐摩擦性能，能够满足动力电池在风沙、暴雨及剧烈颠簸等恶劣的工作环境下进行高强度运行的需求，从而能够促进新能源汽车的进一步发展。同时，第一铝锰合金片通过继续添加Si、Fe、Cu、Mg，进一步增强了第一铝锰合金片的强度及韧性。
需要说明的是，传统的动力电池壳体的耐腐蚀的性能相对较差，无法满足动力电池高容量高功率储能的需求。
在本实施方式中，由于第三铝锰合金片用于与动力电池的电解液相接触，通过增强第三铝锰合金片的耐腐蚀的性能，从而实现增强铝锰合金动力电池壳体耐腐蚀性能的目的。
为了增强第三铝锰合金片的耐腐蚀的性能，例如，第三铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：5％～6％，Mg：5％～7％，Ca：0.8％～2.5％，Fe：0.02％～0.03％，Si：0.2％～0.3％，Ce：0.003％～0.005％，La：0.008％～0.012％，余量为Al。
第三铝锰合金片包括Mg，Mg能够与第三铝锰合金片中的Al结合形成Mg17Al12相，Mg17Al12相在腐蚀过程中通常是具有惰性和相对稳定的，从而使得第三铝锰合金片具有较好的耐腐蚀的性能。然而，当Mg的加入量过大时，Mg与Al易于形成Mg8Al5相及Mg3Al2相，这样，将会降低第三铝锰合金片的伸长率，进而降低第三铝锰合金片的韧性。在本实施方式中，Mg的质量百分比为5％～7％。当Mg的质量百分比小于5％时，不利于提高第三铝锰合金片耐腐蚀的性能，当Mg的质量百分比大于7％时，将会降低第三铝锰合金片的伸长率，进而降低第三铝锰合金片的韧性，当Mg的质量百分比为5％～7％时，既能够提高第三铝锰合金片耐腐蚀的性能，又能够较好地避免第三铝锰合金片韧性降低的情况出现。又如，Mg的质量百分比为5.35％～6.45％。又如，Mg的质量百分比为6％～6.8％。又如，Mg的质量百分比为5％。这样，既能够使得第三铝锰合金片具有较好的韧性，又能够提高第三铝锰合金片耐腐蚀的性能。
第三铝锰合金片包括Ca，Ca能够与第三铝锰合金片中的Al结合形成Al2Ca相，Al2Ca相不仅具有耐腐蚀性能，同时具有阻碍腐蚀进一步发展的能力。这样，通过在第三铝锰合金片添加Ca，进一步增强了第三铝锰合金片的耐腐蚀的性能。然而，当Ca的加入量过大时，超过2.5％时，易于导致第三铝锰合金片中合金相出现粗化，反而降低了第三铝锰合金片的耐腐蚀能力。在本实施方式中，Ca的质量百分比为0.8％～2.5％，当Ca的质量百分比小于0.8％时，不利于提高第三铝锰合金片的耐腐蚀性能，当Ca的质量百分比大于2.5％时，反而降低了第三铝锰合金片的耐腐蚀能力，当Ca的质量百分比为0.8％～2.5％，能够进一步增强第三铝锰合金片的耐腐蚀能力。又如，Ca的质量百分比为1％～2％。又如，Ca的质量百分比为1.8％～2.2％。又如，Ca的质量百分比为2％。这样，能够进一步提高第三铝锰合金片的耐腐蚀能力。
第三铝锰合金片还包括Ce和La，Ce和La的加入，能够降低第三铝锰合金片的腐蚀速率，从而能够提高第三铝锰合金片的耐腐蚀性，然而，当Ce和La的加入量过大时，同样易于导致第三铝锰合金片中合金相出现粗化，反而降低了第三铝锰合金片的耐腐蚀能力。在本实施方式中，Ce的质量百分比为0.003％～0.005％，La的质量百分比为0.008％～0.012％，这样，能够进一步增强第三铝锰合金片的耐腐蚀能力。
此外，第三铝锰合金片还包括质量百分比为5％～6％的Mn，质量百分比为0.02％～0.03％的Fe，质量百分比为0.2％～0.3％的Si。Mn、Fe、Si及Al反应，形成Al15(FeMn)3Si2，较好地提高了第三铝锰合金片的强度。
考虑到在增强第三铝锰合金片的耐腐蚀的性能的同时，使得第三铝锰合金片兼具较好的韧性及强度性能，例如，第三铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：5.1％～5.7％，Mg：5.35％～6.45％，Ca：1％～2％，Fe：0.021％～0.025％，Si：0.22％～0.26％，Ce：0.0031％～0.0045％，La：0.0081％～0.0098％，余量为Al。
又如，第三铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：5.3％～5.8％，Mg：6％～6.8％，Ca：1.8％～2.2％，Fe：0.023％～0.028％，Si：0.24％～0.29％，Ce：0.004％～0.0046％，La：0.009％～0.01％，余量为Al。
又如，第三铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：5.35％～6.45％，Mg：5.35％～6.45％，Ca：1％～2％，Fe：0.02％～0.03％，Si：0.2％～0.3％，Ce：0.003％～0.005％，La：0.008％～0.012％，余量为Al。
又如，第三铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：5.35％，Mg：5％，Ca：1％，Fe：0.02％，Si：0.2％，Ce：0.003％，La：0.008％，余量为Al。
这样，一方面使得第三铝锰合金片具有较好的耐腐蚀的性能，另一方面使得第三铝锰合金片兼具较好的韧性及强度性能。
上述第三铝锰合金片通过添加Mg、Ca、Ce及La，使得第三铝锰合金片具有较好的耐腐蚀性能，从而使得铝锰合金动力电池壳体具有较好的耐腐蚀性能，进而克服了传统的动力电池壳体的耐腐蚀的性能相对较差，无法满足动力电池高容量高功率储能的需求的问题。此外，第三铝锰合金片通过继续添加Mn、Fe及Si，使得第三铝锰合金片兼具较好的韧性及强度性能，从而使得铝锰合金动力电池壳体具有较好的韧性及强度性能。
需要说明的是，传统的动力电池壳体通常采用单片壳体制备而成，电池壳体的强度无法满足大型动力电池对电池壳体的强度需求，同样制约了新能源汽车的快速发展。
为了解决上述问题，在本实施例中，铝锰合金动力电池壳体包括依次贴覆连接的第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片，第二铝锰合金片位于第一铝锰合金片与第三铝锰合金片之间，其中，第一铝锰合金片与第三铝锰合金片均具有较好的强度性能，通过提高第二铝锰合金片的强度性能，便能够进一步提高铝锰合金动力电池壳体的强度性能。
为了进一步提高铝锰合金动力电池壳体的强度性能，例如，第二铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：1％～3％，Si：0.2％～0.3％，Fe：0.2％～0.3％，Cu：0.06％～0.09％，余量为Al。其中，Mn、Fe、Si及Al反应，形成Al15(FeMn)3Si2，Cu与Al反应生成CuAl2，较好地提高了第三铝锰合金片的强度。
为了进一步优化第三铝镁合金中Mn、Fe、Si、Cu及Al的含量，从而进一步提高第三铝锰合金片的强度，又如，第二铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：1.2％～2.3％，Si：0.21％～0.26％，Fe：0.22％～0.27％，Cu：0.063％～0.08％，余量为Al。又如，第二铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：1.6％～2.7％，Si：0.23％～0.27％，Fe：0.25％～0.28％，Cu：0.08％～0.089％，余量为Al。又如，第二铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：2％，Si：0.25％，Fe：0.26％，Cu：0.08％，余量为Al。这样，通过进一步优化第三铝镁合金中Mn、Fe、Si、Cu及Al的含量，进一步提高了铝锰合金动力电池壳体的强度性能。
综上，上述铝锰合金动力电池壳体包括依次贴覆连接的具有较好耐摩擦性能的第一铝锰合金片、具有较好强度性能的第二铝锰合金片及具有较好耐腐蚀性能的第三铝锰合金片，使得铝锰合金动力电池壳体具有较好的耐摩擦性能、强度性能及耐腐蚀性能，从而使得铝锰合金动力电池壳体能够满足动力电池在恶劣的工作环境下进行高强度运行的需求，亦能够满足动力电池高容量高功率储能的需求，进而促进了新能源汽车的快速发展。此外，依次贴覆连接的第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片均具有较好的强度性能，通过三片叠加的多片结构，使得铝锰合金动力电池壳体的强度进一步增强，满足大型动力电池对电池壳体的强度需求，同样促进了新能源汽车的快速发展。
本发明还包括一种铝锰合金动力电池壳体的制备方法，如图3所示，铝锰合金动力电池壳体的制备方法包括如下步骤：
S110，形成第一铝锰合金片，第一铝锰合金片包括上述任一实施例中的第一铝锰合金片的各组分。
例如，S110具体包括如下步骤：
将上述任一实施例第一铝锰合金片的各组分进行高温融化，获得第一原料液；
将第一原料液进行浇灌，获得第一铝锰合金锭；
将第一铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第一铝锰合金坯料；
将第一铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第一铝锰合金。
S120，形成第二铝锰合金片，第二铝锰合金片包括上述任一实施例中的第二铝锰合金片的各组分。
例如，S120具体包括如下步骤：将上述任一实施例第二铝锰合金片的各组分进行高温融化，获得第二原料液；
将第二原料液进行浇灌，获得第二铝锰合金锭；
将第二铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第二铝锰合金坯料；
将第二铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第二铝锰合金片。
S130，形成第三铝锰合金片，第三铝锰合金片包括上述任一实施例中的第三铝锰合金片的各组分。
例如，S130具体包括如下步骤：将上述任一实施例第三铝锰合金片的各组分进行高温融化，获得第三原料液；
将第三原料液进行浇灌，获得第三铝锰合金锭；
将第三铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第三铝锰合金坯料；
将第三铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第三铝锰合金片。
S140，采用轧制的方式，将第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片进行轧制，使得第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片依次贴覆连接，获得铝锰合金动力电池壳体。
例如，采用冷轧的方式，将第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片进行轧制，使得第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片依次贴覆连接，获得铝锰合金动力电池壳体。
又如，采用热轧的方式，将第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片进行轧制，使得第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片依次贴覆连接，获得铝锰合金动力电池壳体。
下面为具体的实施例，继续对本发明进行说明。
实施例1
将质量百分比为3.5％的Mn，质量百分比为5.6％的Zn，质量百分比为0.0025％的Si，质量百分比为0.3％的Fe，质量百分比为0.08％的Cu，质量百分比为0.006％的Mg，质量百分比为余量的Al，进行高温融化，获得第一原料液；将第一原料液进行浇灌，获得第一铝锰合金锭；将第一铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第一铝锰合金坯料；将第一铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第一铝锰合金片。
将质量百分比为2％的Mn，质量百分比为0.25％的Si，质量百分比为0.26％的Fe，质量百分比为0.08％的Cu，质量百分比为余量为的Al，进行高温融化，获得第二原料液；将第二原料液进行浇灌，获得第二铝锰合金锭；将第二铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第二铝锰合金坯料；将第二铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第二铝锰合金片。
将质量百分比为5.35％的Mn，质量百分比为5％的Mg，质量百分比为1％的Ca，质量百分比为0.02％的Fe，质量百分比为0.2％的Si，质量百分比为0.003％的Ce，质量百分比为0.008％的La，质量百分比为余量的Al，进行高温融化，获得第三原料液；将第三原料液进行浇灌，获得第三铝锰合金锭；将第三铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第三铝锰合金坯料；将第三铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第三铝锰合金片。
采用冷轧的方式，将第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片进行轧制，使得第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片依次贴覆连接，获得铝锰合金动力电池壳体。
实施例2
将质量百分比为1％的Mn，质量百分比为4％的Zn，质量百分比为0.0021％的Si，质量百分比为0.2％的Fe，质量百分比为0.067％的Cu，质量百分比为0.0052％的Mg，质量百分比为余量的Al，进行高温融化，获得第一原料液；将第一原料液进行浇灌，获得第一铝锰合金锭；将第一铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第一铝锰合金坯料；将第一铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第一铝锰合金片。
将质量百分比为2.3％的Mn，质量百分比为0.26％的Si，质量百分比为0.27％的Fe，质量百分比为0.08％的Cu，质量百分比为余量的Al，进行高温融化，获得第二原料液；将第二原料液进行浇灌，获得第二铝锰合金锭；将第二铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第二铝锰合金坯料；将第二铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第二铝锰合金片。
将质量百分比为5.1％的Mn，质量百分比为5.35％的Mg，质量百分比为1％的Ca，质量百分比为0.021％的Fe，质量百分比为0.22％的Si，质量百分比为0.0031％的Ce，质量百分比为0.0081％的La，质量百分比为余量的Al，进行高温融化，获得第三原料液；将第三原料液进行浇灌，获得第三铝锰合金锭；将第三铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第三铝锰合金坯料；将第三铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第三铝锰合金片。
采用冷轧的方式，将第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片进行轧制，使得第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片依次贴覆连接，获得铝锰合金动力电池壳体。
实施例3
将质量百分比为4.6％的Mn，质量百分比为5％的Zn，质量百分比为0.0027％的Si，质量百分比为0.3％的Fe，质量百分比为0.089％的Cu，质量百分比为0.0067％的Mg，质量百分比为余量的Al，进行高温融化，获得第一原料液；将第一原料液进行浇灌，获得第一铝锰合金锭；将第一铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第一铝锰合金坯料；将第一铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第一铝锰合金片。
将质量百分比为1.2％的Mn，质量百分比为0.21％的Si，质量百分比为0.22％的Fe，质量百分比为0.063％的Cu，质量百分比为余量的Al，进行高温融化，获得第二原料液；将第二原料液进行浇灌，获得第二铝锰合金锭；将第二铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第二铝锰合金坯料；将第二铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第二铝锰合金片。
将质量百分比为5.7％的Mn，质量百分比为6.45％的Mg，质量百分比为2％的Ca，质量百分比为0.025％的Fe，质量百分比为0.26％的Si，质量百分比为0.0046％的Ce，质量百分比为0.01％的La，质量百分比为余量的Al，进行高温融化，获得第三原料液；将第三原料液进行浇灌，获得第三铝锰合金锭；将第三铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第三铝锰合金坯料；将第三铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第三铝锰合金片。
采用热轧的方式，将第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片进行轧制，使得第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片依次贴覆连接，获得铝锰合金动力电池壳体。
实施例4
将质量百分比为3.7％的Mn，质量百分比为3.5％的Zn，质量百分比为0.0023％的Si，质量百分比为0.2％的Fe，质量百分比为0.07％的Cu，质量百分比为0.0056％的Mg，质量百分比为余量的Al，进行高温融化，获得第一原料液；将第一原料液进行浇灌，获得第一铝锰合金锭；将第一铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第一铝锰合金坯料；将第一铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第一铝锰合金片。
将质量百分比为1.6％的Mn，质量百分比为0.23％的Si，质量百分比为0.25％的Fe，质量百分比为0.08％的Cu，质量百分比为余量的Al，进行高温融化，获得第二原料液；将第二原料液进行浇灌，获得第二铝锰合金锭；将第二铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第二铝锰合金坯料；将第二铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，使得第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片依次贴覆连接，获得第二铝锰合金片。
将质量百分比为5.36％的Mn，质量百分比为5.35％的Mg，质量百分比为1.2％的Ca，质量百分比为0.021％的Fe，质量百分比为0.23％的Si，质量百分比为0.004％的Ce，质量百分比为0.009％的La，质量百分比为余量的Al，进行高温融化，获得第三原料液；将第三原料液进行浇灌，获得第三铝锰合金锭；将第三铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第三铝锰合金坯料；将第三铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第三铝锰合金片。
采用冷轧的方式，将第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片进行轧制，使得第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片依次贴覆连接，获得铝锰合金动力电池壳体。
实施例5
将质量百分比为4.6％的Mn，质量百分比为5.6％的Zn，质量百分比为0.0035％的Si，质量百分比为0.23％的Fe，质量百分比为0.078％的Cu，质量百分比为0.0071％的Mg，质量百分比为余量的Al，进行高温融化，获得第一原料液；将第一原料液进行浇灌，获得第一铝锰合金锭；将第一铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第一铝锰合金坯料；将第一铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第一铝锰合金片。
将质量百分比为2.7％的Mn，质量百分比为0.27％的Si，质量百分比为0.28％的Fe，质量百分比为0.089％的Cu，质量百分比为余量的Al，进行高温融化，获得第二原料液；将第二原料液进行浇灌，获得第二铝锰合金锭；将第二铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第二铝锰合金坯料；将第二铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第二铝锰合金片。
将质量百分比为6.45％的Mn，质量百分比为6.45％的Mg，质量百分比为2％的Ca，质量百分比为0.03％的Fe，质量百分比为0.3％的Si，质量百分比为0.005％的Ce，质量百分比为0.012％的La，质量百分比为余量的Al，进行高温融化，获得第三原料液；将第三原料液进行浇灌，获得第三铝锰合金锭；将第三铝锰合金锭依次进行热轧及冷轧，获得第三铝锰合金坯料；将第三铝锰合金坯料依次进行退火、清洗及烘干，获得第三铝锰合金片。
采用热轧的方式，将第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片进行轧制，使得第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片依次贴覆连接，获得铝锰合金动力电池壳体。
对实施例1至实施例5中获得的样品1、样品2、样品3、样品4、样品5及对比例分别进行强度测试、耐摩擦测试及抗腐蚀性能测试。
其中，强度测试包括抗拉强度测试和屈服强度测试。
耐摩擦测试的方法为：在润滑条件下，对样品1、样品2、样品3、样品4、样品5及对比例施加800N载荷后，对趋向于稳定的摩擦系数进行测试。
抗腐蚀性能测试包括自腐蚀速率测试，自腐蚀速率测试的方法为：将样品1、样品2、样品3、样品4、样品5及对比例浸泡在4％的氯化钠溶液中17天，测试样品1、样品2、样品3、样品4、样品5及对比例在浸泡过程中，平均每天损失的质量，17天浸泡的自腐蚀速率。
测试结果如下表1所示：
抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 摩擦系数(μ) 自腐蚀速率(mg/d×cm<sup>2</sup>)
样品1 330 223 0.051 0.0148
样品2 345.64 223.4 0.045 0.0135
样品3 320.45 201.38 0.049 0.0156
样品4 331.2 199.8 0.052 0.0158
样品5 350.4 202.98 0.047 0.0145
对比例 200.12 191.32 0.8 0.02
表1
从表1中的测试结果可知，样品1、样品2、样品3、样品4和样品5的抗拉强度均大于330MPa，屈服强度均大于190MPa，符合满足大型动力电池对电池壳体的强度需求。进一步地，从表1中的测试结果可知，样品1、样品2、样品3、样品4和样品5的摩擦系数及自腐蚀速率，远远小于对比例中的摩擦系数及自腐蚀速率，表明制备所得的铝锰合金动力电池壳体具有较好的耐摩擦及抗腐蚀性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种铝锰合金动力电池壳体，其特征在于，包括依次贴覆连接的第一铝锰合金片、第二铝锰合金片及第三铝锰合金片，所述第三铝锰合金片用于与动力电池的电解液相接触；
所述第一铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：3％～5％，Zn：3％～6％，Si：0.002％～0.004％，Fe：0.2％～0.3％，Cu：0.06％～0.09％，Mg：0.0055％～0.0073％，余量为Al；
所述第二铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：1％～3％，Si：0.2％～0.3％，Fe：0.2％～0.3％，Cu：0.06％～0.09％，余量为Al；
所述第三铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：5％～6％，Mg：5％～7％，Ca：0.8％～2.5％，Fe：0.02％～0.03％，Si：0.2％～0.3％，Ce：0.003％～0.005％，La：0.008％～0.012％，余量为Al。
2.根据权利要求1所述的铝锰合金动力电池壳体，其特征在于，所述第一铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：3.5％～4.6％，Zn：4％～5％，Si：0.0021％～0.0034％，Fe：0.2％～0.3％，Cu：0.067％～0.089％，Mg：0.0052％～0.0067％，余量为Al。
3.根据权利要求1所述的铝锰合金动力电池壳体，其特征在于，所述第一铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：3.5％，Zn：5.6％，Si：0.0025％，Fe：0.3％，Cu：0.08％，Mg：0.006％，余量为Al。
4.根据权利要求1所述的铝锰合金动力电池壳体，其特征在于，所述第二铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：1.2％～2.3％，Si：0.21％～0.26％，Fe：0.22％～0.27％，Cu：0.063％～0.08％，余量为Al。
5.根据权利要求1所述的铝锰合金动力电池壳体，其特征在于，所述第二铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：2％，Si：0.25％，Fe：0.26％，Cu：0.08％，余量为Al。
6.根据权利要求1所述的铝锰合金动力电池壳体，其特征在于，所述第三铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：5.1％～5.7％，Mg：5.35％～6.45％，Ca：1％～2％，Fe：0.021％～0.025％，Si：0.22％～0.26％，Ce：0.0031％～0.0045％，La：0.0081％～0.0098％，余量为Al。
7.根据权利要求1所述的铝锰合金动力电池壳体，其特征在于，所述第三铝锰合金片包括如下质量百分比的各组分：Mn：5.35％，Mg：5％，Ca：1％，Fe：0.02％，Si：0.2％，Ce：0.003％，La：0.008％，余量为Al。
8.一种铝锰合金动力电池壳体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
形成第一铝锰合金片，所述第一铝锰合金片包括如权利要求1至7中任一项所述的第一铝锰合金片的各组分；
形成第二铝锰合金片，所述第二铝锰合金片包括如权利要求1至7中任一项所述的第二铝锰合金片的各组分；
形成第三铝锰合金片，所述第三铝锰合金片包括如权利要求1至7中任一项所述的第三铝锰合金片的各组分；
采用轧制的方式，将所述第一铝锰合金片、所述第二铝锰合金片及所述第三铝锰合金片进行轧制，使得所述第一铝锰合金片、所述第二铝锰合金片及所述第三铝锰合金片依次贴覆连接，获得铝锰合金动力电池壳体。
9.根据权利要求8所述的铝锰合金动力电池壳体的制备方法，其特征在于，所述轧制为热轧。
10.根据权利要求8所述的铝锰合金动力电池壳体的制备方法，其特征在于，所述轧制为冷轧。
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