CN112496306A - 一种带嵌件的电池端板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带嵌件的电池端板的制备方法，包括端板主体，端板主体的两侧端各设有一安装部，安装部中开设有安装孔；安装部与端板主体一体成型，且均采用铝合金材质；安装部中埋设有铝嵌件，铝嵌件的外表面露出所述安装部朝向电芯的表面形成焊接区域，端板通过所述焊接区域与包裹在电芯表面的铝带焊接固定；其制备方法包括：S1.通过挤压成型的工艺制备铝嵌件；S2.提供一压铸模，将一对铝嵌件埋入压铸模中的预定位置；S3.向压铸模中注入铝合金熔体，通过压铸成型的工艺成型端板。本发明的带嵌件的电池端板的制备方法，结合了高压铸造工艺和铝挤型工艺的优点，不仅提高了电池端板的焊接强度，同时焊接部位发生爆孔的几率也大大降低。

Description

一种带嵌件的电池端板的制备方法
技术领域
本发明涉及电池端板技术领域，具体涉及一种带嵌件的电池端板的制备方法。
背景技术
电池模组的壳体是电池模组的核心部件之一，该壳体的内部形成用于容纳电池的空间。传统的电池模组的壳体主要包括一对侧板、一对端板、底板和上盖，其中端板设置在电池单体排列方向上的两端。端板一般采用铝合金材质，电芯通过铝带层层包裹后，端板再通过焊接的方式固定在铝带上。
目前，市场上的焊接类产品主要采用以下两种工艺：一是铝挤型工艺，这种工艺局限于形状、结构、单一的产品。涉及形状、结构复杂的产品，铝挤成型工艺无法使用。二是挤压铸造工艺，这种工艺局限于壁厚大于3.5mm，且结构相对简单的产品，同时焊接爆孔不良率较高，达到了0.5％。
上述两种工艺的限制较多，均不适合用于成型电池端板，因此亟需开发一种电池端板的制备工艺。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种带嵌件的电池端板的制备方法，该方法结合了高压铸造工艺和铝挤型工艺的优点，不仅提高了电池端板的焊接强度，同时焊接部位发生爆孔的几率也大大降低。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下所述的技术方案：
本发明提供了一种带嵌件的电池端板的制备方法，所述电池端板包括端板主体，所述端板主体的两侧端各设有一安装部，所述安装部中开设有贯通的安装孔；所述安装部与端板主体一体成型，且均采用铝合金材质；所述安装部中埋设有呈条状的铝嵌件，所述铝嵌件的外表面露出所述安装部朝向电芯的表面形成焊接区域，所述端板通过所述焊接区域与包裹在电芯表面的铝带焊接固定；
所述带嵌件的电池端板的制备方法包括以下步骤：
S1.通过挤压成型的工艺制备铝嵌件；
S2.提供一用于成型所述端板的压铸模，将一对铝嵌件分别埋入所述压铸模中的预定位置；
S3.向所述压铸模中注入铝合金熔体，通过压铸成型的工艺成型所述端板，脱模后即得到带有嵌件的电池端板。
进一步地，所述铝嵌件整体呈长方体状，其侧面上形成有一凹槽。
进一步地，所述铝嵌件的外表面与安装部朝向电芯的表面相平齐。
进一步地，所述铝嵌件采用A6060铝材或A6061铝材。
进一步地，所述端板的上侧一体成型有一对吊装部，所述吊装部上开设有吊装孔。
进一步地，所述端板上开设有多个减重孔。
进一步地，所述端板主体的材质为A380铝合金。
进一步地，步骤S1中，所述铝嵌件放入压铸模之前，先经过T6热处理。
进一步地，所述电池端板的抗拉强度≥235MPa，屈服强度≥160MPa，焊接区域的延伸率≥5％，焊接爆孔率＜0.1％。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明的带嵌件的电池端板的制备方法，铝嵌件采用挤压成型工艺制备，不需要重复熔炼成型，化学成分比较均匀、稳定，对焊接质量的稳定性相对比较有利；其次，铝嵌件采用挤压成型制备，并经过T6热处理，使得被焊接部位材质密度和韧性比挤压铸造高；另外，由于铝嵌件材质更相近及密度、韧性更高，因此焊接后的相对的抗拉强度更好。
2.本发明的带嵌件的电池端板的制备方法，结合了高压铸造工艺和铝挤型工艺的优点，不仅提高了焊接强度高，抗拉强度＞260MPa，而且焊接部位发生爆孔的几率大大降低(＜0.1％)；并且提高了焊接区域的延伸率，延伸率可达 7％，优于挤压铸造的3％。此外，该工艺的产品良率高(＞95％)，制造成本较挤压铸造低10％左右。
附图说明
图1是本发明的带嵌件的电池端板的结构示意图；
图2是铝嵌件的结构示意图；
其中：100、端板主体；110、安装部；111、安装孔；120、吊装部；121、吊装孔；130、减重孔；200、铝嵌件；210、凹槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如背景技术所示，电池端板一般采用铝合金材质，电芯通过铝带层层包裹后，端板再通过焊接的方式固定在铝带上。目前，市场上的焊接类产品主要采用以下两种工艺：一是铝挤型工艺，这种工艺局限于形状、结构、单一的产品。涉及形状、结构复杂的产品，铝挤成型工艺无法使用。二是挤压铸造工艺，这种工艺局限于壁厚大于3.5mm，且结构相对简单的产品，同时焊接爆孔不良率较高，达到了0.5％。这就决定了铝挤型工艺与挤压铸造工艺都不适合成型电池端板。
为了解决这一技术问题，本发明提供了一种带嵌件的电池端板。请参见图 1-2，所述电池端板包括端板主体，端板主体的两侧端各设有一安装部，所述安装部中开设有贯通的安装孔，用于将电池模组安装到车身上。端板的上侧具有一对吊装部，所述吊装部上开设有吊装孔，用于吊装整个电池模组。安装部、吊装部与端板主体一体成型，且均采用铝合金材质，包括但不限于A380铝合金。另外，端板上还开设有多个减重孔。
电池端板与电芯组装时，是通过焊接的方式固定到包裹在电芯表面的铝带上的。而挤压铸造的电池端板与铝带焊接时，不仅容易产生爆孔(爆孔率达到了0.5％)，影响焊接强度，而且焊接区域的延伸率较低，仅为3％，无法满足要求。
本发明中，发明人经过长期试验发现，通过在安装部中埋设铝嵌件，并使得所述铝嵌件的外表面露出所述安装部朝向电芯的表面，从而形成焊接区域，通过于该焊接区域焊接，使电池端板与包裹在电芯表面的铝带焊接固定，不仅使得焊接区域的爆孔率大大降低(＜0.1％)，提高了焊接的强度，而且焊接区域的延伸率可达7％，优于挤压铸造的3％。
本发明中，所述铝嵌件呈条状，优选为呈长方体状。其侧面上形成有一凹槽。在铝嵌件被埋入部位做凹凸槽设计，与铸件结合形成成整体结构，从而使得铝嵌件与铸件的结合性佳、抗拉性强。该凹槽的形状不限，优选为燕尾槽。所述铝嵌件的外表面优选为与安装部朝向电芯的表面相平齐，从而便于焊接。所述铝嵌件的材质包括但不限于6000系列铝材，优选为A6060铝材、A6061 或A6063铝材。这类铝材自身的密度和延伸率更高，因此对于焊接后的强度更高。
本发明还提供了所述带嵌件的电池端板的制备工艺，具体包括以下步骤：
S1.通过挤压成型的工艺制备铝嵌件；
S2.提供一用于成型所述端板的压铸模，将一对铝嵌件分别埋入所述压铸模中的预定位置；
S3.向所述压铸模中注入铝合金熔体，通过压铸成型的工艺成型所述端板，脱模后即得到带有嵌件的电池端板。
本发明步骤S1和S3中，所述挤压成型和压铸成型工艺均为本领域常规工艺。
本发明步骤S1中，所述铝嵌件放入压铸模之前，优选地先经过T6热处理。
本发明的带嵌件的电池端板的制备方法，铝嵌件采用挤压成型工艺制备，不需要重复熔炼成型，化学成分比较均匀、稳定，对焊接质量的稳定性相对比较有利；其次，铝嵌件采用挤压成型制备，并经过T6热处理，使得被焊接部位材质密度和韧性比挤压铸造高；另外，由于铝嵌件材质更相近及密度、韧性更高，因此焊接后的相对的抗拉强度更好。
现有的采用挤压铸造的电池端板，其焊接部位的抗拉强度为235MPa，延伸率仅为3％，爆孔率达到了0.5％。而本发明的工艺制备的电池端板，焊接位置的抗拉强度达到了260MPa，延伸率达到了7％，屈服强度≥160MPa，焊接爆孔率＜0.1％，满足客户端对于电池端板的各种测试要求。此外，本发明的工艺不仅提高了电池端板的产品稳定性和良品率，同时降低了生产成本。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种带嵌件的电池端板的制备方法，其特征在于，所述电池端板包括端板主体，所述端板主体的两侧端各设有一安装部，所述安装部中开设有贯通的安装孔；所述安装部与端板主体一体成型，且均采用铝合金材质；所述安装部中埋设有呈条状的铝嵌件，所述铝嵌件的外表面露出所述安装部朝向电芯的表面并形成焊接区域，所述端板通过所述焊接区域与包裹在电芯表面的铝带焊接固定；
所述带嵌件的电池端板的制备方法包括以下步骤：
S1.通过挤压成型的工艺制备铝嵌件；
S2.提供一用于成型所述端板的压铸模，将一对铝嵌件分别埋入所述压铸模中的预定位置；
S3.向所述压铸模中注入铝合金熔体，通过压铸成型的工艺成型所述端板，脱模后即得到所述带嵌件的电池端板。
2.根据权利要求1所述的一种带嵌件的电池端板的制备方法，其特征在于，所述铝嵌件整体呈长方体状，其侧面上形成有一凹槽。
3.根据权利要求1所述的一种带嵌件的电池端板的制备方法，其特征在于，所述铝嵌件的外表面与安装部朝向电芯的表面相平齐。
4.根据权利要求1所述的一种带嵌件的电池端板的制备方法，其特征在于，所述铝嵌件采用A6060铝材或A6061铝材。
5.根据权利要求1所述的一种带嵌件的电池端板的制备方法，其特征在于，所述端板的上侧一体成型有一对吊装部，所述吊装部上开设有吊装孔。
6.根据权利要求1所述的一种带嵌件的电池端板的制备方法，其特征在于，所述端板上开设有多个减重孔。
7.根据权利要求1所述的一种带嵌件的电池端板的制备方法，其特征在于，所述端板主体的材质为A380铝合金。
8.根据权利要求1所述的一种带嵌件的电池端板的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述铝嵌件放入压铸模之前，先经过T6热处理。
9.根据权利要求1所述的一种带嵌件的电池端板的制备方法，其特征在于，所述电池端板的抗拉强度≥235MPa，屈服强度≥160MPa，焊接区域的延伸率≥5％，焊接爆孔率＜0.1％。
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