CN112921216B - 一种铝合金动力电池壳体及其制备方法 - Google Patents

一种铝合金动力电池壳体及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112921216B
CN112921216B CN202110098910.8A CN202110098910A CN112921216B CN 112921216 B CN112921216 B CN 112921216B CN 202110098910 A CN202110098910 A CN 202110098910A CN 112921216 B CN112921216 B CN 112921216B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum alloy
percent
temperature
power battery
battery shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110098910.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112921216A (zh
Inventor
刘海涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jingjiang Dongda Aluminum Industry Co ltd
Jingjiang East Amperex Technology Ltd
Original Assignee
Jingjiang Dongda Aluminum Industry Co ltd
Jingjiang East Amperex Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jingjiang Dongda Aluminum Industry Co ltd, Jingjiang East Amperex Technology Ltd filed Critical Jingjiang Dongda Aluminum Industry Co ltd
Priority to CN202110098910.8A priority Critical patent/CN112921216B/zh
Publication of CN112921216A publication Critical patent/CN112921216A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112921216B publication Critical patent/CN112921216B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/024—Anodisation under pulsed or modulated current or potential
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种铝合金动力电池壳体及其制备方法，涉及壳体材料技术领域，所述壳体由以下原料成分组成Si、Fe、Mg、Zn、Mn、Cu、Ti、C、Cr、Zr，其余量为Al和不可避免的杂质，其他杂质总和≤0.15%，本发明的铝合金动力电池壳体材料组织均匀，晶粒细小，具有较高的强度、抗拉强度、冲击韧性、抗应力腐蚀开裂性、焊接性等性能，抗拉强度高，克服了原有材料要不强度高、但韧性差、抗腐蚀性能差，要不韧性好、抗腐蚀性能好、但强度低等问题；通过均匀化热处理、热轧工艺、退火工艺及冷轧工艺的合理分配，极大改进了铝合金动力电池壳体的性能，从而提高了其用于冲压制备电池壳的成型率，在铝合金电池领域具有广阔的应用前景。

Description

一种铝合金动力电池壳体及其制备方法
技术领域
本发明涉及壳体材料技术领域，具体是一种铝合金动力电池壳体及其制备方法。
背景技术
铝合金由于其具有高的比强度、易加工成形、热传导性及导电性等优良特性，使其成为当今仅次于钢铁的第二大类金属材料，被广泛应用于厨餐用具、建筑装潢、“三航”工业及交通运输等行业，铝合金不但具有质量轻、强度高、延展性好等特点，同时兼具抗蚀性强、易加工成型等优良性能。因此，铝合金在航空航天、汽车、轮船以及电子产品等领域得到了广泛的应用，成为发展国民经济与提高人民物质和文化生活的重要基础材料，并且在国防军工现代化、交通工具轻量化和国民经济高速持续发展中占有重要的地位。特别是在当今世界人类的生存和发展正面临着资源、能源、环境、安全等问题的严峻挑战，因此，加速发展铝工业和铝合金材料加工技术具有重大的战略意义，尤其是随着新能源汽车轻量化的要求，为了能进一步降低电池的整体重量，提高电池的重量比能量，满足空间用高比能量电流的要求。
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
本发明的目的在于提供一种铝合金动力电池壳体及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铝合金动力电池壳体，所述壳体由以下重量百分比的原料成分组成Si：2.8-3.8％；Fe：0.9-1.4％；Mg：1.4-1.8％；Zn：0.2-0.4％；Mn：0.1-0.3％；Cu：0.1-0.15％；Ti：0.05-0.08％；C：0.02-0.07％；Cr：0.03-0.05％；Zr：0.05-0.12％，其余量为Al和不可避免的杂质，其他杂质总和≤0.15％。
作为本发明进一步的方案：所述壳体由以下重量百分比的原料成分组成Si：3-3.5％；Fe：1.2-1.3％；Mg：1.5-1.7％；Zn：0.25-0.35％；Mn：0.15-0.25％；Cu：0.12-0.14％；Ti：0.06-0.07％；C：0.04-0.06％；Cr：0.035-0.045％；Zr：0.07-0.10％，其余量为Al和不可避免的杂质，其他杂质总和≤0.15％。
一种铝合金动力电池壳体的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量百分比依次称取Si：2.8-3.8％；Fe：0.9-1.4％；Mg：1.4-1.8％；Zn：0.2-0.4％；Mn：0.1-0.3％；Cu：0.1-0.15％；Ti：0.05-0.08％；C：0.02-0.07％；Cr：0.03-0.05％；Zr：0.05-0.12％；
2)合金熔炼：将上述配方的量的合金锭置于熔炼Al中，在惰性气体环境下加热熔炼和精炼处理，在线细化并除渣除气；
3)铸造铣面：铸造温度控制在730-750℃，铸造速度控制在45-50mm/min，将铸造处理后的铝合金铸锭切头切尾，铣面，上刀的铣面铣削量为0.5mm-1.0mm，下刀的铣面铣削量为0.5-1.0mm；
4)热处理：铣面后，将步骤3)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590-620℃，并保温5-8小时，第二阶段的铝合金铸锭温度控制在550-570℃，保温2-4小时，铝合金铸锭出炉温度控制在510-530℃；
5)出炉热轧，热轧厚度为3.0-6.0mm，热轧终轧温度300-350℃；
6)冷轧：在冷轧机上将热轧板轧至一定的厚度，预留20-30％的成品冷轧加工率，冷轧后将其放在退火炉进行中间退火，退火温度为380-390℃，保温时间为3-4小时；
7)将步骤6)中经过冷轧后的皮料放置在自然环境中时效处理13-15小时，静置后将处理后的壳体投入阳极氧化液中，先进行18V，25-35min氧化处理，然后立马将电压调制8V，再氧化50-60min，即可得铝合金动力电池壳体。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤2)中向铝合金溶体中通入惰性气体进行一次精炼，精炼温度控制在730-750℃，精炼时间为20-30min，然后向铝合金溶液中再次通入惰性气体进行二次精炼，精炼温度控制在710-720℃，精炼25-35℃。
作为本发明再进一步的方案：所述惰性气体为纯度为99.99％的氩气或氦气。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤2)中向精炼后的铝合金材料中加入细化剂进行在线细化。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤6)中退火工序是以5℃/秒以上的升温速度将冷轧材料加入到380-390℃，之后立即以5℃/秒以上的冷却速度进行冷却。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明的铝合金动力电池壳体材料组织均匀，晶粒细小，具有较高的强度、抗拉强度、冲击韧性、抗应力腐蚀开裂性、焊接性等性能，抗拉强度高，克服了原有材料要不强度高、但韧性差、抗腐蚀性能差，要不韧性好、抗腐蚀性能好、但强度低等问题；
2)通过均匀化热处理、热轧工艺、退火工艺及冷轧工艺的合理分配，极大改进了铝合金动力电池壳体的性能，使其适合用于新能源动力电池壳，是一种既经济又容易推广的制备方法；
3)本发明制备得到的铝合金动力电池壳体的抗拉强度、延伸率和冲压性能显著提高，从而提高了其用于冲压制备电池壳的成型率，在铝合金电池领域具有广阔的应用前景。
具体实施方式
本发明的铝合金动力电池壳体材料组织均匀，晶粒细小，具有较高的强度、抗拉强度、冲击韧性、抗应力腐蚀开裂性、焊接性等性能，抗拉强度高，克服了原有材料要不强度高、但韧性差、抗腐蚀性能差，要不韧性好、抗腐蚀性能好、但强度低等问题；通过均匀化热处理、热轧工艺、退火工艺及冷轧工艺的合理分配，极大改进了铝合金动力电池壳体的性能，使其适合用于新能源动力电池壳，是一种既经济又容易推广的制备方法；本发明制备得到的铝合金动力电池壳体的抗拉强度、延伸率和冲压性能显著提高，从而提高了其用于冲压制备电池壳的成型率，在铝合金电池领域具有广阔的应用前景。
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
按照重量百分比依次称取Si：2.8％；Fe：0.9％；Mg：1.4％；Zn：0.2％；Mn：0.1％；Cu：0.1％；Ti：0.05％；C：0.02％；Cr：0.03％；Zr：0.05％；合金熔炼：将上述配方的量的合金锭置于熔炼Al中，在惰性气体环境下加热熔炼和精炼处理，在线细化并除渣除气，所述惰性气体为纯度为99.99％的氩气，向铝合金溶体中通入惰性气体进行一次精炼，精炼温度控制在730℃，精炼时间为20min，然后向铝合金溶液中再次通入惰性气体进行二次精炼，精炼温度控制在710℃，精炼25℃，向精炼后的铝合金材料中加入细化剂进行在线细化；造铣面：铸造温度控制在730℃，铸造速度控制在45mm/min，将铸造处理后的铝合金铸锭切头切尾，铣面，上刀的铣面铣削量为0.5mm，下刀的铣面铣削量为0.5；热处理：铣面后，将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℃，并保温5小时，第二阶段的铝合金铸锭温度控制在550℃，保温2小时，铝合金铸锭出炉温度控制在510℃；出炉热轧，热轧厚度为3.0mm，热轧终轧温度300℃；冷轧：在冷轧机上将热轧板轧至一定的厚度，预留20％的成品冷轧加工率，冷轧后将其放在退火炉进行中间退火，退火温度为380℃，保温时间为3小时，退火工序是以5℃/秒以上的升温速度将冷轧材料加入到380℃，之后立即以5℃/秒以上的冷却速度进行冷却；经过冷轧后的皮料放置在自然环境中时效处理13小时，静置后将处理后的壳体投入阳极氧化液中，先进行18V，25min氧化处理，然后立马将电压调制8V，再氧化50min，即可得铝合金动力电池壳体。
实施例2
按照重量百分比依次称取Si：3％；Fe：1.0％；Mg：1.5％；Zn：0.3％；Mn：0.2％；Cu：0.12％；Ti：0.06％；C：0.03％；Cr：0.04％；Zr：0.07％；合金熔炼：将上述配方的量的合金锭置于熔炼Al中，在惰性气体环境下加热熔炼和精炼处理，在线细化并除渣除气，所述惰性气体为纯度为99.99％的氦气，向铝合金溶体中通入惰性气体进行一次精炼，精炼温度控制在740℃，精炼时间为25min，然后向铝合金溶液中再次通入惰性气体进行二次精炼，精炼温度控制在715℃，精炼30℃，向精炼后的铝合金材料中加入细化剂进行在线细化；造铣面：铸造温度控制在740℃，铸造速度控制在50mm/min，将铸造处理后的铝合金铸锭切头切尾，铣面，上刀的铣面铣削量为0.8mm，下刀的铣面铣削量为0.8mm；热处理：铣面后，将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600℃，并保温6小时，第二阶段的铝合金铸锭温度控制在560℃，保温3小时，铝合金铸锭出炉温度控制在520℃；出炉热轧，热轧厚度为4.0mm，热轧终轧温度310℃；冷轧：在冷轧机上将热轧板轧至一定的厚度，预留25％的成品冷轧加工率，冷轧后将其放在退火炉进行中间退火，退火温度为390℃，保温时间为3.5小时，退火工序是以5℃/秒以上的升温速度将冷轧材料加入到385℃，之后立即以5℃/秒以上的冷却速度进行冷却；经过冷轧后的皮料放置在自然环境中时效处理14小时，静置后将处理后的壳体投入阳极氧化液中，先进行18V，30min氧化处理，然后立马将电压调制8V，再氧化55min，即可得铝合金动力电池壳体。
实施例3
按照重量百分比依次称取Si：3.3％；Fe：1.2％；Mg：1.6％；Zn：0.35％；Mn：0.25％；Cu：0.13％；Ti：0.07％；C：0.04％；Cr：0.05％；Zr：0.09％；合金熔炼：将上述配方的量的合金锭置于熔炼Al中，在惰性气体环境下加热熔炼和精炼处理，在线细化并除渣除气，所述惰性气体为纯度为99.99％的氦气，向铝合金溶体中通入惰性气体进行一次精炼，精炼温度控制在745℃，精炼时间为28min，然后向铝合金溶液中再次通入惰性气体进行二次精炼，精炼温度控制在720℃，精炼35℃，向精炼后的铝合金材料中加入细化剂进行在线细化；造铣面：铸造温度控制在745℃，铸造速度控制在45mm/min，将铸造处理后的铝合金铸锭切头切尾，铣面，上刀的铣面铣削量为1.0mm，下刀的铣面铣削量为1.0mm；热处理：铣面后，将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610℃，并保温7小时，第二阶段的铝合金铸锭温度控制在550℃，保温2小时，铝合金铸锭出炉温度控制在510℃；出炉热轧，热轧厚度为5.0mm，热轧终轧温度330℃；冷轧：在冷轧机上将热轧板轧至一定的厚度，预留30％的成品冷轧加工率，冷轧后将其放在退火炉进行中间退火，退火温度为380℃，保温时间为3小时，退火工序是以5℃/秒以上的升温速度将冷轧材料加入到390℃，之后立即以5℃/秒以上的冷却速度进行冷却；经过冷轧后的皮料放置在自然环境中时效处理14小时，静置后将处理后的壳体投入阳极氧化液中，先进行18V，32min氧化处理，然后立马将电压调制8V，再氧化58min，即可得铝合金动力电池壳体。
实施例4
按照重量百分比依次称取Si：3.5％；Fe：1.3％；Mg：1.7％；Zn：0.4％；Mn：0.2％；Cu：0.1％；Ti：0.06％；C：0.05％；Cr：0.03％；Zr：0.10％；合金熔炼：将上述配方的量的合金锭置于熔炼Al中，在惰性气体环境下加热熔炼和精炼处理，在线细化并除渣除气，所述惰性气体为纯度为99.99％的氦气，向铝合金溶体中通入惰性气体进行一次精炼，精炼温度控制在730℃，精炼时间为22min，然后向铝合金溶液中再次通入惰性气体进行二次精炼，精炼温度控制在715℃，精炼30℃，向精炼后的铝合金材料中加入细化剂进行在线细化；造铣面：铸造温度控制在735℃，铸造速度控制在40mm/min，将铸造处理后的铝合金铸锭切头切尾，铣面，上刀的铣面铣削量为0.6mm，下刀的铣面铣削量为0.6mm；热处理：铣面后，将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℃，并保温6小时，第二阶段的铝合金铸锭温度控制在560℃，保温3小时，铝合金铸锭出炉温度控制在520℃；出炉热轧，热轧厚度为4.0mm，热轧终轧温度320℃；冷轧：在冷轧机上将热轧板轧至一定的厚度，预留25％的成品冷轧加工率，冷轧后将其放在退火炉进行中间退火，退火温度为385℃，保温时间为3.5小时，退火工序是以5℃/秒以上的升温速度将冷轧材料加入到385℃，之后立即以5℃/秒以上的冷却速度进行冷却；经过冷轧后的皮料放置在自然环境中时效处理14小时，静置后将处理后的壳体投入阳极氧化液中，先进行18V，30min氧化处理，然后立马将电压调制8V，再氧化55min，即可得铝合金动力电池壳体。
实施例5
按照重量百分比依次称取Si：3.8％；Fe：1.4％；Mg：1.8％；Zn：0.4％；Mn：0.3％；Cu：0.15％；Ti：0.08％；C：0.07％；Cr：0.05％；Zr：0.12％；合金熔炼：将上述配方的量的合金锭置于熔炼Al中，在惰性气体环境下加热熔炼和精炼处理，在线细化并除渣除气，所述惰性气体为纯度为99.99％的氦气，向铝合金溶体中通入惰性气体进行一次精炼，精炼温度控制在750℃，精炼时间为30min，然后向铝合金溶液中再次通入惰性气体进行二次精炼，精炼温度控制在720℃，精炼35℃，向精炼后的铝合金材料中加入细化剂进行在线细化；造铣面：铸造温度控制在750℃，铸造速度控制在50mm/min，将铸造处理后的铝合金铸锭切头切尾，铣面，上刀的铣面铣削量为1.0mm，下刀的铣面铣削量为1.0mm；热处理：铣面后，将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620℃，并保温8小时，第二阶段的铝合金铸锭温度控制在570℃，保温4小时，铝合金铸锭出炉温度控制在530℃；出炉热轧，热轧厚度为6.0mm，热轧终轧温度350℃；冷轧：在冷轧机上将热轧板轧至一定的厚度，预留30％的成品冷轧加工率，冷轧后将其放在退火炉进行中间退火，退火温度为390℃，保温时间为4小时，退火工序是以5℃/秒以上的升温速度将冷轧材料加入到390℃，之后立即以5℃/秒以上的冷却速度进行冷却；经过冷轧后的皮料放置在自然环境中时效处理15小时，静置后将处理后的壳体投入阳极氧化液中，先进行18V，35min氧化处理，然后立马将电压调制8V，再氧化60min，即可得铝合金动力电池壳体。
对比例1
按照重量百分比依次称取Si：3.3％；Fe：1.2％；Mg：1.6％；Zn：0.35％；Mn：0.25％；Cu：0.13％；Ti：0.07％；C：0.04％；Cr：0.05％；Zr：0.09％；合金熔炼：将上述配方的量的合金锭置于熔炼Al中，在惰性气体环境下加热熔炼和精炼处理，在线细化并除渣除气，所述惰性气体为纯度为99.99％的氦气，向铝合金溶体中通入惰性气体进行一次精炼，精炼温度控制在745℃，精炼时间为28min，向精炼后的铝合金材料中加入细化剂进行在线细化；造铣面：铸造温度控制在745℃，铸造速度控制在45mm/min，将铸造处理后的铝合金铸锭切头切尾，铣面，上刀的铣面铣削量为1.0mm，下刀的铣面铣削量为1.0mm；热处理：铣面后，将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610℃，并保温7小时，第二阶段的铝合金铸锭温度控制在550℃，保温2小时，铝合金铸锭出炉温度控制在510℃；出炉热轧，热轧厚度为5.0mm，热轧终轧温度330℃；冷轧：在冷轧机上将热轧板轧至一定的厚度，预留30％的成品冷轧加工率，冷轧后将其放在退火炉进行中间退火，退火温度为380℃，保温时间为3小时，退火工序是以5℃/秒以上的升温速度将冷轧材料加入到390℃，之后立即以5℃/秒以上的冷却速度进行冷却；经过冷轧后的皮料放置在自然环境中时效处理14小时，静置后将处理后的壳体投入阳极氧化液中，先进行18V，32min氧化处理，然后立马将电压调制8V，再氧化58min，即可得铝合金动力电池壳体。
对比例2
按照重量百分比依次称取Si：3.3％；Fe：1.2％；Mg：1.6％；Zn：0.35％；Mn：0.25％；Cu：0.13％；Ti：0.07％；C：0.04％；Cr：0.05％；Zr：0.09％；合金熔炼：将上述配方的量的合金锭置于熔炼Al中，在惰性气体环境下加热熔炼和精炼处理，在线细化并除渣除气，所述惰性气体为纯度为99.99％的氦气，向铝合金溶体中通入惰性气体进行一次精炼，精炼温度控制在745℃，精炼时间为28min，然后向铝合金溶液中再次通入惰性气体进行二次精炼，精炼温度控制在720℃，精炼35℃，向精炼后的铝合金材料中加入细化剂进行在线细化；造铣面：铸造温度控制在745℃，铸造速度控制在45mm/min，将铸造处理后的铝合金铸锭切头切尾，铣面，上刀的铣面铣削量为1.0mm，下刀的铣面铣削量为1.0mm；热处理：铣面后，将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610℃，并保温7小时，第二阶段的铝合金铸锭温度控制在550℃，保温2小时，铝合金铸锭出炉温度控制在510℃；出炉热轧，热轧厚度为5.0mm，热轧终轧温度330℃；冷轧：在冷轧机上将热轧板轧至一定的厚度，预留30％的成品冷轧加工率，冷轧后将其放在退火炉进行中间退火，退火温度为380℃，保温时间为3小时，退火工序是以5℃/秒以上的升温速度将冷轧材料加入到390℃，之后立即以5℃/秒以上的冷却速度进行冷却；经过冷轧后的皮料放置在自然环境中时效处理14小时，即可得铝合金动力电池壳体。
对比例3
按照重量百分比依次称取Si：3.3％；Fe：1.2％；Mg：1.6％；Zn：0.35％；Mn：0.25％；Cu：0.13％；Ti：0.07％；C：0.04％；Cr：0.05％；Zr：0.09％；合金熔炼：将上述配方的量的合金锭置于熔炼Al中，在惰性气体环境下加热熔炼和精炼处理，在线细化并除渣除气，所述惰性气体为纯度为99.99％的氦气，向铝合金溶体中通入惰性气体进行一次精炼，精炼温度控制在745℃，精炼时间为28min，向精炼后的铝合金材料中加入细化剂进行在线细化；造铣面：铸造温度控制在745℃，铸造速度控制在45mm/min，将铸造处理后的铝合金铸锭切头切尾，铣面，上刀的铣面铣削量为1.0mm，下刀的铣面铣削量为1.0mm；热处理：铣面后，将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610℃，并保温7小时，第二阶段的铝合金铸锭温度控制在550℃，保温2小时，铝合金铸锭出炉温度控制在510℃；出炉热轧，热轧厚度为5.0mm，热轧终轧温度330℃；冷轧：在冷轧机上将热轧板轧至一定的厚度，预留30％的成品冷轧加工率，冷轧后将其放在退火炉进行中间退火，退火温度为380℃，保温时间为3小时，退火工序是以5℃/秒以上的升温速度将冷轧材料加入到390℃，之后立即以5℃/秒以上的冷却速度进行冷却；经过冷轧后的皮料放置在自然环境中时效处理14小时，即可得铝合金动力电池壳体。
对实施例1-5以及对比例1-3获得的铝合金动力电池壳体样品分别进行强度测试、耐摩擦测试以及抗腐蚀性能测试。
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，对实施例1-7以及对比例1-3获得的铝合金动力电池壳体样品施加800N载荷后，对趋向与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：将实施例1-7以及对比例1-3获得的铝合金动力电池壳体样品浸泡在4％的氯化钠溶液中17天，测试各样品在浸泡过程中平均每天损失的质量，17天的浸泡自腐蚀速率。
测试结果如下表所示：
Figure BDA0002915325870000101
综上所述、本发明的铝合金动力电池壳体材料组织均匀，晶粒细小，具有较高的强度、抗拉强度、冲击韧性、抗应力腐蚀开裂性、焊接性等性能，抗拉强度高，克服了原有材料要不强度高、但韧性差、抗腐蚀性能差，要不韧性好、抗腐蚀性能好、但强度低等问题；通过均匀化热处理、热轧工艺、退火工艺及冷轧工艺的合理分配，极大改进了铝合金动力电池壳体的性能，使其适合用于新能源动力电池壳，是一种既经济又容易推广的制备方法；本发明制备得到的铝合金动力电池壳体的抗拉强度、延伸率和冲压性能显著提高，从而提高了其用于冲压制备电池壳的成型率，在铝合金电池领域具有广阔的应用前景。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种铝合金动力电池壳体，其特征在于，所述壳体由以下重量百分比的原料成分组成Si：2.8-3.8%；Fe：0.9-1.4%；Mg：1.6-1.8%；Zn：0.35-0.4%；Mn：0.1-0.3%；Cu：0.1-0.15%；Ti：0.05-0.08%；C：0.02-0.07%；Cr：0.03-0.05%；Zr：0.05-0.12%，其余量为Al和不可避免的杂质，其他杂质总和≤0.15%；
所述的铝合金动力电池壳体的制备方法包括以下步骤：
1）按照重量百分比依次称取Si：2.8-3.8%；Fe：0.9-1.4%；Mg：1.6-1.8%；Zn：0.35-0.4%；Mn：0.1-0.3%；Cu：0.1-0.15%；Ti：0.05-0.08%；C：0.02-0.07%；Cr：0.03-0.05%；Zr：0.05-0.12%；
2）合金熔炼：将上述配方的量的合金锭置于熔炼Al中，在惰性气体环境下加热熔炼和精炼处理，在线细化并除渣除气；
3）铸造铣面：铸造温度控制在730-750℃，铸造速度控制在45-50mm/min，将铸造处理后的铝合金铸锭切头切尾，铣面，上刀的铣面铣削量为0.5mm-1.0mm，下刀的铣面铣削量为0.5-1.0mm；
4）热处理：铣面后，将步骤3）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590-620℃，并保温5-8小时，第二阶段的铝合金铸锭温度控制在550-570℃，保温2-4小时，铝合金铸锭出炉温度控制在510-530℃；
5）出炉热轧，热轧厚度为3.0-6.0mm，热轧终轧温度300-350℃；
6）冷轧：在冷轧机上将热轧板轧至一定的厚度，预留20-30%的成品冷轧加工率，冷轧后将其放在退火炉进行中间退火，退火温度为380-390℃，保温时间为3-4小时；
7）将步骤6）中经过冷轧后的皮料放置在自然环境中时效处理13-15小时，静置后将处理后的壳体投入阳极氧化液中，先进行18V，25-35min氧化处理，然后立马将电压调制8V，再氧化50-60min，即可得铝合金动力电池壳体。
2.一种如权利要求1所述的铝合金动力电池壳体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按照重量百分比依次称取Si：2.8-3.8%；Fe：0.9-1.4%；Mg：1.6-1.8%；Zn：0.35-0.4%；Mn：0.1-0.3%；Cu：0.1-0.15%；Ti：0.05-0.08%；C：0.02-0.07%；Cr：0.03-0.05%；Zr：0.05-0.12%；
2）合金熔炼：将上述配方的量的合金锭置于熔炼Al中，在惰性气体环境下加热熔炼和精炼处理，在线细化并除渣除气；
3）铸造铣面：铸造温度控制在730-750℃，铸造速度控制在45-50mm/min，将铸造处理后的铝合金铸锭切头切尾，铣面，上刀的铣面铣削量为0.5mm-1.0mm，下刀的铣面铣削量为0.5-1.0mm；
4）热处理：铣面后，将步骤3）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590-620℃，并保温5-8小时，第二阶段的铝合金铸锭温度控制在550-570℃，保温2-4小时，铝合金铸锭出炉温度控制在510-530℃；
5）出炉热轧，热轧厚度为3.0-6.0mm，热轧终轧温度300-350℃；
6）冷轧：在冷轧机上将热轧板轧至一定的厚度，预留20-30%的成品冷轧加工率，冷轧后将其放在退火炉进行中间退火，退火温度为380-390℃，保温时间为3-4小时；
7）将步骤6）中经过冷轧后的皮料放置在自然环境中时效处理13-15小时，静置后将处理后的壳体投入阳极氧化液中，先进行18V，25-35min氧化处理，然后立马将电压调制8V，再氧化50-60min，即可得铝合金动力电池壳体。
3.根据权利要求2所述的一种铝合金动力电池壳体的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中向铝合金溶体中通入惰性气体进行一次精炼，精炼温度控制在730-750℃，精炼时间为20-30min，然后向铝合金溶液中再次通入惰性气体进行二次精炼，精炼温度控制在710-720℃，精炼25-35℃。
4.根据权利要求3所述的一种铝合金动力电池壳体的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为纯度为99.99%的氩气或氦气。
5.根据权利要求3所述的一种铝合金动力电池壳体的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中向精炼后的铝合金材料中加入细化剂进行在线细化。
6.根据权利要求2所述的一种铝合金动力电池壳体的制备方法，其特征在于，所述步骤6）中退火工序是以5℃/秒以上的升温速度将冷轧材料加热到380-390℃，之后立即以5℃/秒以上的冷却速度进行冷却。
CN202110098910.8A 2021-01-25 2021-01-25 一种铝合金动力电池壳体及其制备方法 Active CN112921216B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110098910.8A CN112921216B (zh) 2021-01-25 2021-01-25 一种铝合金动力电池壳体及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110098910.8A CN112921216B (zh) 2021-01-25 2021-01-25 一种铝合金动力电池壳体及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112921216A CN112921216A (zh) 2021-06-08
CN112921216B true CN112921216B (zh) 2022-08-05

Family

ID=76167465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110098910.8A Active CN112921216B (zh) 2021-01-25 2021-01-25 一种铝合金动力电池壳体及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112921216B (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4936357B2 (ja) * 2006-03-30 2012-05-23 住友軽金属工業株式会社 レーザー溶接性に優れた電池ケースフタ用アルミニウム合金板
JP5160839B2 (ja) * 2006-08-29 2013-03-13 東洋アルミニウム株式会社 集電体用アルミニウム合金箔
JP5057448B2 (ja) * 2007-09-12 2012-10-24 住友軽金属工業株式会社 電池ケース蓋用アルミニウム合金板材
JP5798710B2 (ja) * 2009-03-31 2015-10-21 株式会社神戸製鋼所 イレギュラー・ビード防止性に優れる電池ケース用アルミニウム合金板および電池ケース
CN105714155B (zh) * 2015-12-21 2017-11-10 河南明泰铝业股份有限公司 一种动力电池壳用铝板、铝带及其生产方法
US20210180161A1 (en) * 2018-08-27 2021-06-17 Furukawa Electric Co., Ltd. Aluminum alloy material, and braided shield wire, electroconductive member, member for cell, fastening component, component for spring, component for structure, and cabtire cable using same

Also Published As

Publication number Publication date
CN112921216A (zh) 2021-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021008428A1 (zh) 一种超高强铝锂合金及其制备方法
CN111074107B (zh) 一种3004铝箔及其制备方法与应用
CN108977706B (zh) 一种液化气储气罐用铝合金板及其制备方法
CN105803280A (zh) 一种耐损伤容限高强铝合金板材及其制备方法
CN110964936B (zh) 一种电力线路金具用高强度耐腐蚀铝合金的生产工艺
CN108707790B (zh) 一种高强铸造铝合金
CN112522549A (zh) 一种高强、高导、耐蚀、可焊、良好热成型性能铝合金及其制备方法和应用
CN105714155A (zh) 一种动力电池壳用铝板、铝带及其生产方法
CN112921216B (zh) 一种铝合金动力电池壳体及其制备方法
CN112226636A (zh) 一种高强耐蚀Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ce合金板材的制备方法
CN112760532A (zh) 一种装卸转运平台用铝合金型材及其制备方法
CN117107119A (zh) 一种具有高导电和高强韧性的压铸铝合金及其制备方法
CN113897567B (zh) 一种快速细化和均匀化铸态铝锂合金的均匀化形变热处理方法
CN113528866B (zh) 一种航空用高强耐腐蚀7xxx铝合金板材的制备方法
CN112981198B (zh) 一种高强韧铝锂合金薄板的短流程制备方法
CN112609096B (zh) 一种耐热高强Al-Li-Cu-Ce合金板材的制备方法
CN109022958A (zh) 一种船用5083铝合金厚板的制造方法
CN115323223A (zh) 一种制备1235铝合金新能源电池箔胚料的加工方法
CN112030014A (zh) 动力电池用铝合金材料及其制备方法与应用
CN112708814A (zh) 一种优异耐腐蚀性、变形性能的镁锂合金及轧制变形工艺
CN112795826A (zh) 一种7b04-t7451铝合金板材及其制备方法
CN111690856A (zh) 一种制备5052铝合金带材的方法
CN111893356A (zh) 一种高强稀土铝合金的制备工艺
CN114836659B (zh) 一种向Al-Cu合金中添加Sc提高合金性能的方法及材料和应用
CN110129628A (zh) 电子原器件制造用高强度抗干扰铝镍合金及其制备工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220719

Address after: 214500 No.18, qiweigang West Road, Jingjiang City, Taizhou City, Jiangsu Province

Applicant after: Jingjiang East Amperex Technology Ltd.

Applicant after: JINGJIANG DONGDA ALUMINUM INDUSTRY CO.,LTD.

Address before: 214500 Hekou Dai, Youren village, Jingcheng, Jingjiang City, Taizhou City, Jiangsu Province

Applicant before: JINGJIANG DONGDA ALUMINUM INDUSTRY CO.,LTD.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant