MX2014012730A - Lamina de aleacion de aluminio para cubiertas de bateria que tiene excelente formabilidad, disipacion de calor, y soldabilidad. - Google Patents

Lamina de aleacion de aluminio para cubiertas de bateria que tiene excelente formabilidad, disipacion de calor, y soldabilidad.

Info

Publication number
MX2014012730A
MX2014012730A MX2014012730A MX2014012730A MX2014012730A MX 2014012730 A MX2014012730 A MX 2014012730A MX 2014012730 A MX2014012730 A MX 2014012730A MX 2014012730 A MX2014012730 A MX 2014012730A MX 2014012730 A MX2014012730 A MX 2014012730A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
mass
less
aluminum alloy
sheet
weldability
Prior art date
Application number
MX2014012730A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenta Suzuki
Yasuyuki Oowada
Hisashi Hori
Kazumitsu Mizushima
Original Assignee
Nippon Light Metal Co
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 Nippon Light Metal Co filed Critical Nippon Light Metal Co
Publication of MX2014012730A publication Critical patent/MX2014012730A/es

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0233Sheets, foils
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/286Al as the principal constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117Inorganic material
    • H01M50/119Metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

Se proporcionó una lámina de aleación de aluminio de la serie 3000 que tiene características de disipación de calor aplicables a grandes contenedores de celdas ión litio, y también tienen excelente propiedades de moldeabilidad, congelación de forma, y soldabilidad por láser. La lámina de aleación de aluminio es un material recocido, laminado en frio, que tiene una composición de componente de, por masa, 0.05 a menos del 0.3 % de Fe, 0.6 a 1.5 % de Mn, y 0.05 a 0.6 % de Si, con el balance que esta formado de Al e impurezas, las impurezas son, por masa, menos del 0.35 % de Cu y menos de 0.05 % de Mg; y manifiestan una conductividad eléctrica IACS que excede el 45 %, una tensión de prueba del 0.2 % de 40 a menos de 60 MPa, y un valor de elongación del 20 % o más. Alternativamente, la lámina de aleación de aluminio puede ser un material de laminado en frio que muestra una conductividad eléctrica IACS que excede 45 %, un 0.2 % de tensión de prueba de 60 a menos de 150 MPa, y un valor de elongación del 3 % o más. Para además incrementar la conductividad eléctrica, uno o más de, por masa, 0.001 a 0.5 % de Co, 0.005 a 0.05 % de Nb, y 0.005 a 0.05 % de V que se pueden incluir.

Description

LÁMINA DE ALEACIÓN DE ALUMINIO PARA CUBIERTAS DE BATERIA QUE TIENE EXCELENTE FORMABILIDAD , DISIPACIÓN DE CALOR, Y SOLDABILIDAD CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere una lámina de aleación de aluminio la cual es excelente en su formabilidad, disipación de calor, y soldabilidad para utilizarse en un contenedor para una batería de ión de litio u otra batería secundaria .
ANTECEDENTE DEL ARTE Aleaciones de serie 3000 de base Al-Mn son excelentes relativamente en resistencia, formabilidad, y soldabilidad láser, así que se utilizan como materiales cuando se producen contenedores para baterías de ion litio y otras baterías secundarias. Se forman en formas deseadas, a continuación se sueldan con láser para sellarlos y se hermetizan para utilizarlos como contenedores para baterías secundarias. Junto con las aleaciones de serie 3000, se usan las láminas de aleaciones de aluminio para los contenedores de baterías secundarias las cuales se basan en aleaciones de serie 3000 existentes pero se han desarrollado para incrementar aún más en resistencia y formabilidad .
Por ejemplo, PLT 1 describe lámina de aleación de aluminio para una cubierta o receptáculo de batería en forma de caja caracterizada por tener como la composición de lámina de aleación de aluminio, la composición la cual se prescribe en JIS A3003, teniendo una relación de pendiente del 8% o menos, teniendo un tamaño de partícula promedio de granos de cristal recristalizado de 50 µp? o menos, y tiene una conductividad eléctrica de 45 IACS% o menos.
Por el otro lado, como una caja o cubierta de batería, una lámina de aleación de aluminio para una caja de batería la cual es excelente en resistencia a la hinchazón en tiempo de altas temperaturas, se ha desarrollado la carga de presión interna. PLT 2 describe una lámina de aleación de aluminio para una caja o cubierta de batería la cual es excelente en resistencia a la hinchazón en tiempo de altas temperaturas, la carga de presión interna caracterizada por contener Mn: 0.8 a 2.0 % (% en peso, lo mismo abajo), se restringe en elementos de impureza a Si: 0.04 a 0.2 % y Fe: 0.04 a 0.6 %, que tiene un balance de Al e impurezas indeseables, que tienen una cantidad de Mn en disolución sólida de 0.25 % o más, que tiene un valor límite de elasticidad de 150 a 220 N/mm2 en intervalo, y tiene un área promedio de tamaño de partícula de cristal en una sección transversal paralela a la dirección de laminación de 500 a 8000 |im2 en intervalo.
Sin embargo, en una lámina de aleación de aluminio basada en una aleación de serie 3000 la cual se ha mejorado en composición, algunas veces se forma un talón anormal. Se sabe que es un problema en la soldabilidad por láser. Por lo tanto, también se desarrollan, una lámina de aleación de aluminio mejorada en soldabilidad por láser para el uso de contenedor de batería secundaria el cual se basa en serie 1000. PLT 3 describe una lámina de aleación de aluminio la cual es excelente en soldabilidad por láser la cual está libre en el talón irregular cuando la soldadura por láser de un material de aluminio de base A1000. Conforme a esto, en la lámina de aleación de aluminio, es suficiente para incluir Si: 0.02 a 0.10 en % de masa, restringir el contenido de Fe a 0.30 % en masa o menos, incluir un balance de Al e impurezas inevitables, y restringir el número de partículas de compuesto intermetálicas con un diámetro de circulo equivalente de 1.5 a 6.5 |om a 1000 a 2400/mm2.
Lista de Citaciones PLT 1: Patente Japonesa Número 3620955 PLT 2: Patente Japonesa Número 3763088 PLT 3: Publicación de Patente Japonesa Número 2009-256754A BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Problema Técnico En efecto, en las serie 1000, existe el problema que mientras la soldabilidad es estable y la formabilidad es excelente, la resistencia es baja. Por lo tanto, con las baterías de ión litio haciéndose cada vez mayor en tamaño, se espera que haya demanda de las características de alta resistencia también y habría un problema con la aplicación de materiales de aluminio de serie 1000.
Como se explicó arriba, en las láminas de aleación de serie 30C0, se obtienen la resistencia a la resistencia y a la hinchazón en el momento de alta temperatura, la carga de presión interna, la formabilidad es inferior comparada con las láminas de aleación de serie 1000, y el número de granos anormales tiende a hacerse más grande. Además, con las baterías de ión litio haciéndose cada vez mayor en tamaño, se anticipa que la cantidad de calor la cual se genera de las baterías de ión litio en el tiempo de carga y descarga aumentará, y también se demandarán excelentes características de disipación de calor. Además, las láminas de aleación de aluminio de serie 3000 son generalmente altas en cantidad de Mn en solución sólida. Algunas veces, dependerá de la composición química, la resistencia de prueba se hace demasiado alta para un contenedor de batería ión litio de gran tamaño. También hay un problema con la simplicidad de ocurrencia de la recuperación elástica después del conformado en prensa y la inhabilidad para realizar una forma de diseño predeterminado, que es, la llamada congelabilidad de la forma.
La presente invención fue creada para resolver tal problema y tiene como su objeto la provisión de la lámina de aleación de aluminio de serie 3000 la cual tiene una característica de disipación de calor la cual mejora la solicitud para una contenedor de batería ión litio de tamaño grande y además es excelente en formabilidad y congelabilidad de forma y excelente en soldabilidad por láser.
Solución al Problema La lámina de aleación de aluminio para el uso de contenedor de batería la cual es excelente en formabilidad y soldabilidad de la presente invención logra este objetivo conteniendo Fe: 0.05 a menos que 0.3 en % de masa, n: 0.6 a 1.5 en % de masa, y Si: 0.05 a 0.6 en % de masa, teniendo un balance de Al e impurezas, teniendo, como impurezas, Cu: menos que 0.35 en % de masa y Mg: menos que 0.05 en % de masa en composición química y teniendo una conductividad eléctrica de sobre 45 % IACS.
Cuando se hace en un material recocido, laminado en frió, el 0.2 % de resistencia de prueba es 40 a menos que 60 MPa y un 20 % o más que se visualiza el valor de elongación. Además, cuando un material laminado como en frió, el 0.2 % de resistencia de prueba es 60 a menos que 150 Mpa y un 3 % o más del valor de elongación que se exhibe.
Además, para elevar la conductividad eléctrica, uno o más de Co: 0.001 a 0.5 en % de masa, Nb: 0.005 a 0.05 en % de masa, y V: 0.005 a 0.05 en % de masa puede estar además contenido .
Efectos Ventajosos de la Invención La lámina de aleación de aluminio de la presente invención tiene una alta conductividad de calor y es excelente en formabilidad también y además se proporciona con excelente soldabilidad por láser, asi que es posible producir a un bajo costo un contenedor para el uso de batería secundaria el cual es excelente en el rendimiento del sellado y mejorado en la característica de disipación de calor.
En particular, un material recocido, laminado en frió, muestra un 20 % o más del valor de elongación y exhibe excelente formabilidad y también tiene una resistencia de prueba de un bajo 40 a menos que 60 MPa, así que la recuperación elástica en el momento de conformación de prensa se suprime y como un resultado la congelabilidad de la forma es también excelente.
Además, un material como laminado en frió muestra un 3 % o más del valor de elongación y exhibe excelente formabilidad y también tiene una resistencia de prueba de un bajo 60 a menos que 150 MPa, así que la recuperación elástica en el momento de formación de prensa se suprime y como un resultado la congelabilidad de la forma es también excelente.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1 es una vista conceptual la cual explica el método de medición/evaluación del número de defectos de soldadura.
DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES Se produce una batería secundaria colocando miembros de electrodo en un contenedor, luego se fija una tapa por medio de soldadura etc. para sellarlo. Si se utiliza tal batería secundaria para un teléfono móvil etc., en el momento de carga, la temperatura en el interior del contenedor algunas veces se eleva. Por esta razón, existe el problema que si el material del cual se hace el contenedor es bajo en la conductividad de calor, la característica de disipación de calor se hará inferior la cual, sucesivamente, conducirá a un tiempo de vida corto de la batería de ión litio. Por lo tanto, como el material del cual se utiliza, se busca uno que tiene una conductividad de calor alta.
Además, el uso de presión como un método para formar al contenedor es la práctica general, así que el material utilizado en si se requiere para tener excelente formabilidad de presión. Además, en un contenedor de batería de ion litio de tamaño grande también, se espera que en el futuro, la reducción en el espesor del material será impulsado. Por supuesto, si el material se hace más delgado, ' existe la posibilidad de la superficie problema de la recuperación elástica fácilmente se produce después de la conformación en prensa y una forma de diseño predeterminado que no está realizada. Por lo tanto, se requiere el material utilizado en si para tener excelente congelabilidad de forma.
Además, ya que el método de soldadura se utiliza como el método de unir y sellar la tapa, también se demanda la excelente soldabilidad. Además, como el método de soldadura al producir una contenedor para el uso de batería secundaria etc., se utiliza usualmente el método de soldadura por láser.
Como se explicó arriba, en un material de lámina de serie 3000, en general, para impartir la resistencia a la hinchazón, la cantidad de Mn en la solución sólida se incrementa para elevar la resistencia de prueba. Mientras que la resistencia a la hinchazón en el momento de una temperatura alta, la carga de presión interna puede ser asegurada suficientemente, existe el problema de que el material es inferior en conductividad en caliente e inferior en la característica de disipación de calor del contenedor.
Por lo tanto, en la presente invención, mediante el establecimiento de la temperatura de partida para laminar en caliente la losa inferior que la temperatura de tratamiento de homogenización para hacer intencionalmente el Mn y Si el cual forma soluciones sólida en la matriz que esta difundida y absorbida en los compuestos intermetálicos y reduce la cantidad de Mn en solución sólida y la cantidad de Si en solución sólida, la conductividad de calor de la lámina final se eleva y simultáneamente el valor de elongación se eleva y la resistencia de prueba se mantiene baja. Como un resultado, es posible obtener una lámina de aleación de aluminio la cual tiene una característica de disipación de fuego alto y el cual es excelente en la formabilidad y congelabilidad de la forma también .
Por lo tanto, la lámina de aleación de aluminio de serie 3000 conforme a la presente invención tiene una alta conductividad de calor, así que cuando se enlaza el contenedor el cual se obtiene por conformación en prensa y la tapa por un láser pulsante, es necesario elevar la energía por pulso etc. para llevar a cabo la unión bajo más diversas condiciones. Sin embargo, si se lleva a cabo la soldabilidad por láser bajo relativamente condiciones severas en esta manera, existe el problema de que el cordón de soldadura será rebajado y el corte sesgado llamado "agujeros de soplado" ocurrirán.
Por el disparo de tal pulso láser, se conjetura que la temperatura de superficie del cordón de soldadura siendo unido alcanzará localmente unos 2000 °C o temperatura más alta. El aluminio se considera un material de reflectancia alta y se considera que refleja casi el 70 % de un rayo láser. Por el otro lado, las partículas de segunda fase las cuales están presentes cerca de la superficie de la lámina de aleación de aluminio, por ejemplo, el a-Al- ( Fe*Mn) -Si u otros compuestos intermetálicos, tienen un calor especifico más pequeño y conductividad de calor comparada con el aluminio de la matriz incluso a temperatura ambiente y aumento de la temperatura en avanzado. Las conductividades de calor de estos componentes intermetálicos se hacen más inferiores junto con un aumento en la temperatura. La velocidad de absorción ligera aumenta de una manera acelerada por lo que solo los componentes intermetálicos se calientan rápidamente y se derriten. El tiempo de cocción de un pulso del pulso láser esta en nanosegundos o femtosegundos u otro corto de tiempo extremadamente. Por lo tanto, alrededor del tiempo en que la matriz a-Al se funde y transita a una fase liquida, el a-Al-(Fe*Mn)-Si u otro compuesto intermetálico que primero alcanza el punto de ebullición y evapora, por lo cual el volumen se hace para expandirse rápidamente.
Por lo tanto, en la presente invención, los contenidos de Fe, Mn, y Si se prescriben, los contenidos de las impurezas de Cu y Mg se mantienen bajas, y la temperatura de tratamiento de homogenización de la losa se ajusta a una temperatura relativamente alta de manera que promueva la formación de soluciones sólidas de los elementos de transición a un cierta medida y reducir el número de defectos de soldadura los cuales ocurren en la zona de soldadura láser. Los inventores comprometidos en las investigaciones de las características relacionadas a las conductividades de calor (conductividad eléctrica) y formabilidad de presión e investigaciones del número de defectos de soldadura los cuales ocurren en la zona de soldadura de manera que se estudie en lo profundo como obtener una lámina de aleación de aluminio la cual es excelente en la soldabilidad láser y de ese modo se alcance la presente invención.
Abajo, se explicarán los contenidos.
Primero, las acciones, los contenidos adecuados, etc., de los elementos los cuales están contenidos en la lámina de aleación de aluminio para el uso del contenedor de batería secundaria de la presente invención que será explicada.
Fe: 0.05 a menor que 0.3 en % de masa Fe es un elemento esencial para aumentar la resistencia de la lámina de aleación de aluminio. Si el contenido de Fe es menor que 0.05 % en masa, la lámina de aleación de aluminio cae en resistencia, así que no es preferible. Si el contenido de Fe esta sobre 0.3 en % de masa, en el momento de la fundición de un lingote fundido, a-Al- ( Fe*Mn) -Si-base, Al6 (Fe*Mn) -base, u otro componente intermetálico precipita. Estos componentes intermetálicos vaporizan más fácilmente en el tiempo de la soldadura láser comparada con la matriz Al. El número de defectos de soldadura aumenta y la soldabilidad cae, así que no es preferible.
Por lo tanto, el contenido de Fe es 0.05 o menos que 0.3 de % de masa en el intervalo. El contenido más preferible de Fe es 0.07 a menor que 0.3 % en masa en el intervalo. El todavía más preferible contenido de Fe es 0.1 a menor que 0.3 de % de masa en el intervalo.
Mn: 0.6 a 1.5 en % en masa Mn es un elemento esencial para aumentar la resistencia de la lámina de aleación de aluminio. Si el contenido de Mn es menor que 0.6 en % de masa, la lámina de -aleación de aluminio cae en resistencia, asi que no es preferible. Si el contenido de Mn excede el 1.5 en % en masa, la cantidad de Mn forma una solución sólida en la matriz que se hace demasiado alta asi que no solo hace que la lámina final caiga en la conductividad de calor, pero también la resistencia de prueba se hace demasiado alta y la congelabilidad de forma también disminuye. Además, en el momento de fundir un lingote fundido, a-Al- ( Fe*Mn) -Si-base, ??? ( Fe*Mn) -base, u otros compuestos intermetálicos ásperos precipitan. Estos componentes intermetálicos vaporizan más fácilmente en el momento de soldadura láser comparada con la matriz Al, asi que el número de defectos de soldadura aumenta y la soldabilidad cae, asi que no es preferible.
Por lo tanto, el contenido de Mn es 0.6 a 1.5 en % de masa en el intervalo. El contenido de Mn más preferible es 0.6 a 1.4 en % en masa en intervalo. El contenido de Mn todavía más preferible es 0.6 a 1.3 en % de masa en intervalo.
Si: 0.05 a 0.6 % en masa Si es un elemento esencial para aumentar la resistencia de la lámina de aleación de aluminio y mejorar el flujo de masa fundida en el momento de fundición. Si el contenido de Si es menor que 0.05 % de masa, la lámina de aleación de aluminio cae en resistencia y el flujo de masa fundida cae, asi que no es preferible. Si el contenido de Si excede 0.6 % en masa, en el momento de fundición de un lingote fundido, relativamente áspero a-Al- ( Fe*Mn) -Si-base u otros compuestos intermetálicos precipitan. Estos compuestos intermetálicos vaporizan más fácilmente en el momento de soldabilidad por láser comparada con la matriz Al, asi que el número de defectos de soldadura aumenta y la soldabilidad cae, por eso no es preferible.
Por lo tanto, el contenido de Si preferible es 0.05 % de masa a 0.6 % en masa en el intervalo. El contenido Si más preferible es 0.07 % de masa a 0.6 % en masa en el intervalo. El contenido de Si todavía más preferible es 0.07 % en masa a 0.55 % en masa en el intervalo.
Co: 0.001 a 0.5 % en masa Co tiene el efecto de aumentar la conductividad eléctrica de la lámina final y además de también aumentar el valor de elongación en el intervalo de la composición de aleación de la presente invención. Con respecto a los efectos ventajosos cuando se incluye Co: 0.001 a 0.5 % en masa, no está claro en el presente por qué tipo de mecanismo de este se manifiesta. Los inventores suponen que, en el intervalo de la composición de aleación de la presente invención, si se incluye Co: 0.001 a 0.5 % en masa, en el tratamiento de homogenización o en el proceso de enfriamiento de horno después del tratamiento de homogenización, Al6(Fe*Mn) precipita más uniformemente en la matriz .
Si el contenido Co es menor que 0.001 % en masa, no se expresan los efectos ventajosos tales mencionados de arriba. Si el contenido de Co esta sobre 0.5 % en masa, el costo de fabricación solo aumenta, asi que no es preferible. Por lo tanto, el contenido Co preferible es 0.001 a 0.5 en % de masa en el intervalo. El contenido de Co todavía más preferible es 0.001 a 0.1 % en masa en el intervalo.
Nb: 0.005 a 0.05 % en masa Nb tiene el efecto de elevar la conductividad eléctrica de la lámina final y además también se eleva el valor de elongación en el intervalo de la composición de la aleación de la presente invención. Conforme a los efectos ventajosos cuando se incluye Nb: 0.005 a 0.05 % en masa también, no está claro en el presente por qué tipo de mecanismo este se manifiesta. Los inventores suponen que, en el intervalo de la composición de aleación de la presente invención, si se incluye Nb: 0.005 a 0.05 % en masa, en el tratamiento de homogenización o en el proceso de enfriamiento del horno después del tratamiento de homogenización, Ale(Fe*Mn) precipita más uniformemente en la matriz.
Si el contenido de Nb es menor que 0.005 % de masa, tales efectos mencionados de arriba no se expresan mientras si el contenido de Nb esta sobre 0.05 % en masa, el costo de fabricación solo aumenta, asi que no es preferible. Por lo tanto, el contenido Nb preferible es de 0.005 a 0.05 % en masa en el intervalo. El contenido Nb más preferible es 0.007 a 0.05 % en masa en el intervalo. El contenido Nb todavía más preferible es 0.01 a 0.05 % en masa en el intervalo.
V: 0.005 a 0.05 % en masa V tiene el efecto de elevar la conductividad eléctrica de la lámina final en el intervalo de la composición de aleación de la presente invención. Conforme a los efectos ventajosos cuando se incluye V: 0.005 a 0.05 % en masa también, no está claro en el presente porque tipo de mecanismo es el que se manifiesta. Los inventores suponen que, en el intervalo de la composición de aleación de la presente invención, si se incluye V: 0.005 a 0.05 % en masa, en el tratamiento de homogenización o en el proceso de enfriamiento de horno después del tratamiento de homogenización, Ale(Fe*Mn) precipita más uniformemente en la matriz.
Si el contenido de V es menor que 0.005 en % de masa, no se expresan tales efectos ventajosos mencionados arriba. Si el contenido de V está sobre 0.05 % de masa, por el contrario la conductividad cae, así que no es preferible. Por lo tanto, el contenido V preferible es 0.005 a 0.05 % en masa en el intervalo. El contenido V más preferible es 0.005 a 0.03 % en masa en intervalo. El contenido V más preferible es 0.01 a 0.03 % en masa en intervalo.
Cu como impureza inevitable: menor que 0.35 % en masa Cu puede estar contenido como una impureza inevitable en menos que 0.35 % en masa. En la presente invención, si el contenido de Cu es menor que 0.35 % en masa, la conductividad de calor, formabilidad, soldabilidad, y otras características no disminuirán. Si el contenido de Cu es 0.35 % en masa o más, la conductividad de calor caerá, así que esto no es preferible .
Mg como impureza inevitable: menos que 0.05 % en masa g puede estar contenido como impureza inevitable en menor que 0.05 % en masa. En la presente invención, si el contenido Mg es menor que 0.05 % en masa, la conductividad de calor, formabilidad, soldabilidad, y otras características no caerán .
Otras Impurezas Inevitables Las impurezas inevitables inevitablemente entran de los metales de material de partida, materiales reciclados, etc. sus contenidos permisibles son, por ejemplo, Zn: menor que 0.05 % en masa, Ni: menor que 0.10 % masa, Pb, Bi, Sn, Na, Ca, y Sr: respectivamente menor que 0.02 % masa, Ga y Ti: menor que 0.01 % masa, Nb y V: menor que 0.005 % masa, Co : menor que 0.001 % masa, otros: menor que 0.05 % masa. Incluso si los elementos no gestionados se contienen en este intervalo, los efectos de la presente invención, no se ven afectados.
Valor de Elongación y 0.2 % laminado en frió de resistencia de prueba, material recocido: valor de elongación de 20 % o mas y 0.2% resistencia de prueba de 40 a menos de 60 MPa Como material de laminado en frío: el valor de elongación del 3% o más y 0.2% de prueba de resistencia de 60 a menos que 150 MPa En este aspecto, en la aplicación de las láminas de aleación de aluminio de serie 3000 a un contenedor de batería de ión litio de gran tamaño, etc., es necesario no solo tener unas características de disipación de alto calor y excelente soldabilidad por láser, pero también mantiene la resistencia adecuada mientras está excelente en formabilidad y congelabilidad de forma también. La congelabilidad de forma y resistencia de un material se puede aprender por la prueba de resistencia de 0.2 % en el tiempo de realizar una prueba de tracción, mientras que la formabilidad se puede aprender por el valor de la elongación en el tiempo de la prueba de tracción .
Los detalles se dejarán a la posterior descripción de los ejemplos, pero como la lámina de aleación de aluminio de serie 3000 de la presente invención la cual se aplica a un contenedor de batería ión litio de tamaño grande, etc., laminado en frió, material recocido el cual tiene las características de un valor de elongación del 20 % o más y una prueba de resistencia de 0.2 % de 40 a menor que 60 MPa y un material como laminado en frió el cual tiene las características de un valor de elongación de 30 % o más y una prueba de resistencia 0.2 % de 60 a menos de 150 MPa que son preferibles.
Conductividad Eléctrica Sobre 45 % IACS Las características anteriormente indicadas se realizan cuando se produce la lámina de aleación de aluminio de serie 3000 la cual tiene una composición química especifica mediante el ajuste de la temperatura de inicio de laminado más baja que la temperatura del tratamiento de homogenización y por lo cual reduce la cantidad de Mn en solución sólida y la cantidad de Si en solución sólida en la matriz.
Específicamente, por ejemplo, es posible insertar la losa en un horno de remojo, calentarlo y mantenerlo a 600 °C por 1 hora o más como tratamiento de homogenización, luego el horno lo enfría hasta una temperatura predeterminada, por ejemplo, 500 °C, luego elimina la losa del horno de remojo a tal temperatura y comienza la laminación en caliente.
Además, es posible insertar la losa en un horno de remojo, calentarla y mantenerla a 600 °C por 1 hora o más como tratamiento de homogenización, luego enfriarla en el horno de remojo hasta una temperatura predeterminada, por ejemplo, 500 °C, y después mantenerla a 500 °C por 1 hora o más para una segunda etapa de tratamiento de homogenización, luego eliminar la losa del horno de remojo y comenzar la laminación en caliente .
Llevando a cabo el tratamiento de homogenización de losa de 520 a 620 °C manteniéndolo a temperatura por una hora o más en el tiempo de mantenimiento por una hora o más en el tiempo de mantenimiento y ajustar la temperatura de inicio del laminado en caliente a menos de 520°C en esta manera, se hace posible para reducir la cantidad de Mn en solución sólida y la cantidad de Si en solución sólida en la matriz.
Si la temperatura de inicio para el laminado en caliente es menor que 420°C, la presión de laminado la cual se requiere para la deformación plástica en el tiempo de laminado en caliente se hace alta y la reducción de laminado por pasada se hace demasiado baja, asi que la productividad cae, asi que no es preferible. Por lo tanto, la temperatura de inicio preferible para el laminado en caliente es 420 a menor que 520 °C en el intervalo.
En el proceso de enfriamiento del horno después del tratamiento de homogenización (incluyendo la segunda etapa del tratamiento de homogenización) , en el lado de la temperatura alta, el Al6(Fe*Mn) que precipita absorbe el Mn en solución sólida en la matriz aumentando en tamaño, mientras que en el lado de baja temperatura, el Al6(Fe*Mn) que precipita absorbe el Mn y Si en solución sólida en la matriz transformando al a-Al- (Fe*Mn) -Si por difusión.
Los presentes inventores conjeturaron que en el intervalo de la composición de aleación de la presente invención, si se incluye Co, Nb, o V en cantidades predeterminadas, en el tratamiento de homogenización o el proceso de enfriamiento de horno después del tratamiento de homogenización, Al6(Fe*Mn) podría precipitar más finamente. En tal caso, el número de sitios donde el Mn y Si los cuales formaron soluciones sólidas en la matriz podrían estar difundidas y absorbidas que podrían aumentar, así que podría hacerse posible más eficientemente más bajas las cantidades de solución sólida del Mn y Si en la matriz y aumentar la conductividad eléctrica.
Por el otro lado, en el tiempo de la fundición de la aleación de serie 3000, en particular en locaciones como las partes solidificadas finales, mientras también depende en la composición química, relativamente rígido i ( Fe*Mn) , a-Al- (Fe*Mn)-Si y otros compuestos intermetálicos precipitan. Estos componentes intermetálicos rígidos relativamente vaporizan más fácilmente que la matriz Al en el momento de la soldadura láser de la lámina final y se cree que llega a ser una causa de aumentar en el número de defectos de soldadura. Sin embargo, incluso si se hace la fundición del intervalo de la composición de la presente invención que contiene Co, Nb, o V en cantidades predeterminadas, ningún efecto de la notable reducción del número de defectos de soldadura en la zona de soldadura láser que se podría confirmar. Por lo tanto, incluso si se hace la fundición del intervalo de composición de la presente invención que contiene Co, Nb, o V en cantidades predeterminadas, se supone que no existe efecto en la forma de la precipitación de la rigidez relativamente de Al6 ( Fe*Mn) , a-Al- (Fe*Mn) -Si, u otros componentes intermetálicos.
Luego, el método de producción de la lámina de aleación de aluminio arriba mencionada para el uso del segundo contenedor de batería secundaria será simplemente introducido.
Fundición y Refinación Los materiales de partida se cargan en el horno de fundición. Después de alcanzar una temperatura de fundición predeterminada, el flujo se carga adecuadamente y se agita y además, conforme con necesidad, una lanza, etc. se utiliza para realizar en el horno de desgasificación, luego la fundición se mantiene para permitirlo para resolver y escoria se separa de la superficie de fundición.
En esta fundición y refinación, para obtener los ingredientes de aleación predeterminados, es importante cargar otra vez la aleación madre y otros materiales de partida, pero es extremadamente importante asegurar un tiempo de ajuste suficiente hasta que el flujo y escoria flota hasta que la aleación de aluminio se funde a la superficie de fundición para la separación. El tiempo de establecimiento es preferiblemente usualmente 30 minutos o más.
La fundición de aleación de aluminio la cual se funde en el horno de fundición algunas veces se echa después de que una vez se transfiera a un horno de retención, pero algunas veces también es directamente aprovechado del horno de fundición y molde. El tiempo de ajuste más preferible es de 45 minutos o más .
Conforme con la necesidad, también es posible correr la masa de fundición a través de una desgasificación en linea y proceso de filtración.
La desgasificación en linea es principalmente de un tipo del cual sopla un gas inerte etc., de un rotor giratorio en la fundición de aluminio para causar el gas hidrógeno en la fundición para difundir en las burbujas de gas inerte para eliminación. Cuando se utiliza el gas inerte constituido por gas nitrógeno, es importante manejar el punto de roció a, por ejemplo, -60 °C o menos. La cantidad de gas hidrógeno del lingote colado se reduce preferiblemente a 0.20 cc/100 g o menos .
Si la cantidad de gas hidrógeno del lingote colado es grande, ocurre la porosidad en las partes solidificadas finales del lingote colado, asi que la reducción de laminación por paso en el paso de laminación en caliente tiene que estar restringida a, por ejemplo, 7 % o más para aplastar los poros.
Además, el gas de hidrógeno el cual forma una solución sólida en el lingote fundido en un estado supersaturado, mientras depende de las condiciones del tratamiento de homogenización antes del paso de laminado en caliente, algunas veces precipita en el tiempo de la soldabilidad por láser después de la formación de la lámina final y causa la formación de un número grande de agujeros de soplado en el cordón. Por esta razón, la cantidad más preferible de gas hidrógeno del lingote fundido es 0.15 cc/100 g o menos.
Fundición El lingote de fundición se produce por fundición semicontinua (Fundición DC) . En el caso de fundición semicontinua normal, el espesor del lingote de fundición es generalmente de 400 a 600 mm o asi, asi que el estado de enfriamiento de solidificación en la parte del centro del lingote fundido es de casi 1 °C/sec. Por esta razón, en particular, cuando la fundición de una aleación de aluminio se funde con altos contenidos de Fe, Mn, y Si por fundición semicontinua, Al6(Fe*Mn), a-Al- (Fe*Mn) -Si, y otros compuestos intermetálicos relativamente ásperos que tienden a precipitar de la fundición de aleación de aluminio en la parte central del lingote fundido.
La velocidad de fundición en el momento de fundición semicontinua depende en el espesor del lingote fundido, pero usualmente, considerando también la productividad, es 50 a 70 mm/min. Sin embargo, cuando se realiza la desgasificación en linea, si se considera el tiempo real de residencia de fundido en el tanque de tratamiento de desgasificación, mientras dependa también de la velocidad de flujo del gas inerte y otras condiciones de desgasificación, entre más pequeña sea la velocidad de flujo de fusión de aluminio (velocidad de alimentación de la masa fundida por unidad de tiempo) , mejor es la eficiencia de desgasificación en el tanque y se puede reducir más la cantidad de gas hidrógeno en el lingote fundido. Mientras depende también en el número de operaciones de vertido durante la fundición, para reducir la cantidad de gas hidrógeno en el lingote fundido, es deseable restringir la velocidad de fundición para de 30 a 50 mm/min. La velocidad de fundición más deseable es de 30 a 40 mm/min. Por su puesto, si la velocidad de fundición es menor que 30 mm/min, la productividad cae, así que no es deseable. Note que, entre más bajo es la velocidad de fundición, es más suave la inclinación del sumidero (interface de la fase sólida/fase líquida) en el lingote colado y el más posible es prevenir ni que decir la fundición de grietas.
Tratamiento de Homogenización: 520 a 620 °C x 1 hora o más El lingote fundido el cual se obtiene mediante la fundición por el método de fundición semicontinuo que se trata por homogenización.
El tratamiento de homogenización es un tratamiento el cual facilita la laminación manteniendo el lingote fundido en una temperatura alta y eliminar la segregación de fundición y la tensión residual dentro del lingote fundido. En la presente invención, es necesario mantener el lingote en la temperatura de mantenimiento de 520 a 620 °C por 1 hora o más. En este caso, esto también se trata para hacer los elementos de transición etc. el cual forma los compuestos intermetálicos los cuales se precipitan en el tiempo de fundición de soluciones de forma sólida en la matriz a una cierta medida. Si esta temperatura de mantenimiento es demasiado baja o la temperatura de mantenimiento es corta, la formación de arriba de una solución sólida no procederá y la piel externa después de los dibujos y plancha es responsable de no ser un bonito acabado. Además, si la temperatura de mantenimiento es demasiado alta, las partes solidificadas finales, que es, partes eutécticas, del lingote fundido son responsables para fundir, que es, la quema es probable que se produzca. La temperatura de tratamiento de homogenizacion más preferible es 520 a 610 °C.
Temperatura de Inicio de Laminación en Caliente: 420 a menos que 520 °C Realizando el tratamiento de homogenizacion de loza en una temperatura de mantenimiento de 520 a 620 °C por una hora o más tiempo de mantenimiento y ajusfando la temperatura de inicio del laminado en caliente a menor que 520 °C en esta manera, se hace posible reducir las cantidades de Mn y Si la cual forma soluciones sólidas en la matriz. Si la temperatura de inicio para el laminado en caliente es menos que 420 °C, la presión de rodillo que es necesaria para la deformación pastica en el momento del laminado en caliente se hace alta y la reducción de laminado por paso se hacen demasiado baja y la productividad cae, asi que no es preferible. Por lo tanto, la temperatura de inicio preferible para el laminado en caliente es 420 a menos de 520 °C en el intervalo. La loza la cual se quita del horno de remojo se suspende como es por una grúa y continúa a un molino de laminado en caliente. Mientras depende en el tipo del molino de laminado de caliente, usualmente varias pasadas de laminación se utilizan para el laminado en caliente para obtener un espesor predeterminado, por ejemplo, 4 a 8 mm o asi de una lámina laminada en caliente la cual luego termina en una bobina.
Etapa de Laminación en Frió La bobina de la lámina laminada en caliente la cual fue liquidada se pasa a través de un molino de laminado en frió y usualmente el laminado en frió por varios pasos. En este tiempo, la deformación plástica la cual se introduce por el laminado en frió causa endurecimiento de trabajo que se produzca, asi si es necesario, se lleva a cabo el proceso de tratamiento de recocido. El proceso normal de recocido también es el tratamiento de ablandamiento, asi que mientras dependa del material, también es posible insertar las bobinas laminadas en frío en un horno batch y mantenerlo de 300 a 450 °C en temperatura por 1 hora o más. Si la temperatura de mantenimiento es inferior que 300 °C, no se promueve el ablandamiento. Si la temperatura de mantenimiento excede los 450 °C, se induce un incremento en los costos de tratamiento. Además, el proceso de recocido también puede servir como un tratamiento de solución si se utiliza un horno de recocido continuo para mantener la lámina, por ejemplo, 450 °C a 550 °C en la temperatura por 15 segundos o menos y luego enfriar rápidamente. Si la temperatura de mantenimiento es inferior que 450 °C, no se promueve el ablandamiento, mientras que si la temperatura de mantenimiento excede los 550 °C, es probable de que ocurra la quema.
Recocido Final En la presente invención, el recocido final el cual se realiza después del laminado en frió fina puede, por ejemplo, ser un proceso batch o intermitente el cual utiliza un horno de recocido para mantener el material a una temperatura de 350 a 500 °C por 1 hora, pero si se utiliza un horno de recocido continuo para mantener el material a, por ejemplo, 400 °C a 550 °C en la temperatura por dentro de 15 segundos, luego se enfria rápidamente, es posible tener que esto sirva simultáneamente como el tratamiento de solución.
Cualquiera que sea el caso, en la presente invención, el recocido final no es necesariamente esencial, pero si se considera la formabilidad en el dibujo usual y planchado, es preferible suavizar la lámina final tanto como sea posible. Si se considera la formabilidad en la etapa de formación muerta, es deseable hacer la lámina un material recocido o un material tratado de solución.
Cuando se da prioridad a una resistencia mecánica sobre la formabilidad, la lámina se proporciona como un material de laminado en frió.
Reducción del Laminado en Frió Final La reducción del laminado en frió final cuando se realiza el recocido final es preferiblemente del 50 a 90 % en intervalo. Si la reducción de laminado en frió final está en el intervalo, el tamaño de partícula promedio de los granos de cristal recristalizado en la lámina final después del recocido se puede hacer 20 a 100 um para hacer el valor de elongación 20 % o más y la piel externa después de la formación que se puede terminar bonito. La reducción de laminado en frió final todavía más preferiblemente es de 60 a 90 % en intervalo.
Por el otro lado, la reducción de laminado en frió final cuando no se lleva a cabo el recocido final y se deja el material como un material recocido en frió es preferiblemente de 5 a 20 % en intervalo. Cuando el planchado se hace más grande en el momento de dibujar y planchar, es necesario proporcionar una lámina final la cual es algo más duro que el material recocido. Si la reducción de enfriamiento fina es menor que el 5 %, mientras depende de la composición, se hace difícil de hacer la resistencia de prueba en la lámina final de 60 MPa o más. Si la reducción de laminado en frió final excede el 20 %, mientras depende de la composición, se hace difícil de hacer el valor de elongación en la lámina final de 3 % o más.
Si la reducción de laminado en frió final está en este intervalo, es posible hacer el valor de elongación en la lámina final como 3 % de laminado en frió o más y haciendo la resistencia de prueba de 60 a menor que 150 MPa. La reducción de laminado en frió final más preferible es de 5 a 15 % en intervalo .
Pasando a través de tales pasos ordinarios de arriba, es posible obtener lámina de aleación de aluminio para el uso del contenedor de batería secundaria.
Ejemplos Preparación de la Lámina Final Los lingotes predeterminados de cada tipo donde se pesaron y mezclaron de modo que 6 kg de cada (total de ocho materiales de prueba) de lingotes que se insertaron en #20 crisoles revestidos con materiales de liberación de molde. Estos crisoles se insertaron en un horno eléctrico donde los contenidos se fundieron a 780 °C, se eliminó la escoria, la fundición se mantuvo a una temperatura de 760 °C, luego 6 g de cada flujo de des escoriación que se envolvió en papel aluminio y se agregó empujándolo por un fosforizador .
Luego, se insertó una lanza en cada fundición y el gas N2 se esfumo a una velocidad de flujo de 1.0 litros/minutos por 10 minutos por tratamiento de desgasificación. Después que, se permitió la fundición reposar durante unos 30 minutos y la escoria la cual floto hacia la superficie de la masa fundida se eliminó por una varilla de agitación y, además, se utilizó una cuchara para obtener una muestra de disco en un molde de fundición para análisis químico.
Luego, se utilizó un accesorio para quita exitosamente los crisoles del horno eléctrico y las fundiciones de aluminio se vertieron en moldes precalentados (250 mmx200 mmx30mm) . Muestras de discos de los materiales de prueba se analizaron para la composición por espectroscopia de emisión óptica. Los resultados se muestran en las Tablas 1 y 2.
Tabla 2. Composición Química de los Materiales de Prueba (Ejemplos Comparativos) Nota) Los valores subrayados significan valores valores fuera de bs intervalos prescritos para los elementos. Para los ejemplos comparativos 7 y 8, ver las temperaturas de inicio de laminado en caliente de la Tabla 4.
El lingote fundido se cortó para eliminar las bandas, luego se rasuraron 2 mm cada una en dos superficies para obtener un espesor de 26 mm.
Se insertó el lingote fundido en un horno de calentamiento eléctrico y se calentó a una velocidad de elevación de temperatura de 100 °C/h hasta 600 °C, se mantuvo a 600 °C x 1 hora para el tratamiento de homogenización, luego se guitó del horno de calentamiento y se laminó en caliente por un laminador en caliente hasta un espesor de 6 mm o se mantuvo a 600 °C x 1 hora por tratamiento de homogenización, luego se enfrió en horno como es después de apagar la salida del horno de calentamiento eléctrico y, luego se alcanzó una temperatura predeterminada (550 °C, 500 °C, 450 °C) , se quitó del horno de calentamiento y laminado en caliente por un laminador en caliente para un espesor de 6 mm.
La lámina de laminado en caliente se lamino en frió para obtener un espesor de 1.25 mm o 1.11 mm de lámina laminada en frió. La hoja de laminado en frió se insertó a un recocedor y se mantuvo a 400 °C x 1 hora para un proceso de recocido, luego la hoja recocida se quitó del recocedor y el aire se enfrió. Luego, la lámina recocida se lamino en frió para obtener un espesor de 1.0 mm de lámina laminada en frió. Esto se designó como el "material laminado en frió" (código de templado: Hi2) . En este caso, la reducción de laminado en frió final fue de 20 % (Ejemplo 16) o 10 % (Ejemplos 17 a 21 y Ejemplos Comparativos 9 a 12) .
Para el laminado en frió, material recocido, primero la lámina de laminado en caliente se lamino en frió sin el proceso de recocido de manera que se obtenga 1 mm de lámina de laminado en frió. En este caso, la reducción de laminado en frió final fue de 83.3 %. El recocido final se llevó a cabo insertando la lámina de laminado en frió en un recocida para recocer a 400 °C x 1 hora, luego la lámina de laminado en frió se quitó del recocedor y el aire se en frió. Esto se designó como "laminado en frió, material recocido" (código de templado: 0) .
Luego, la lámina final obtenida de este modo (material de prueba) se evaluó para formabilidad, congelabilidad de forma y resistencia, soldabilidad por láser, y conductividad de calor.
Evaluación de Conformabilidad La lámina final obtenida se evaluó con respecto a la formabilidad por la elongación (%) de una prueba de tracción.
Específicamente, se quitó una pieza JIS No. 5 para que la dirección de tracción se ejecutó en base de JIS Z2241 de manera que se encuentre la resistencia de prueba de 0.2 % y la elongación (alargamiento a la rotura) .
En el laminado en frió, la lámina final recocida, un material de prueba con un valor de elongación del 20 % o más se evaluó como para tener una buena formabilidad ("Buena") y un material de prueba con un valor de menos que el 20 % que se evaluó como tener una formabilidad pobre ("Pobre") . Los resultados de la evaluación se mostraron en las Tablas 3 y .
En la lámina final de laminado como en frió, un material de prueba como un valor de elongación del 3 % o más se evaluó como tener una formabilidad buena ("Buena") , y un material de prueba con un valor de menor que el 3 % que se evaluó para tener una formabilidad pobre ("Pobre") . Los resultados de la evaluación se muestran en la Tablas 3 y 4.
Evaluación de Congelabilidad de Forma y Resistencia La lámina final obtenida se evaluó para la congelabilidad de forma y resistencia por la resistencia de prueba del 2 % (MPa) de una prueba de tracción.
En el laminado en frió, la lámina final recocida (laminado en frió, material recocido) , un material de prueba con una resistencia de prueba de 0.2 % de 40 a menos de 60 MPa se evaluó como para tener una buena congelabilidad de forma y resistencia ("Buena"), y un material de prueba con un valor de 60 MPa o más que se evaluó para tener una pobre congelabilidad de forma ("Pobre") . Además, un material de prueba con una resistencia de prueba del 0.2 % de menor que 40 MPa que se evaluó para tener pobre resistencia ("Pobre") .
En la lámina final de laminado en frió (material como laminado en frió) , un material de prueba con una resistencia de prueba del 0.2 % de 60 a menos de 150 MPa se evaluó como tener una buena congelabilidad de forma y resistencia ("Buena") y un material de prueba con un valor de 150 MPa o más se evaluó como tener una pobre congelabilidad forma ("Pobre") . Además, un material de prueba con una resistencia de prueba de 0.2 % de menos que 60 MPa se evaluó como tener insuficiente resistencia ("Pobre") . Los resultados de la evaluación se mostraron en las Tablas 3 y 4.
Condiciones de Soldabiiidad por láser La lámina final obtenida se irradio por un láser de pulso para evaluar la soldabiiidad por láser. Se utilizó una maquina J 701 de soldabiiidad por láser LUMONICS YAG bajo condiciones de una frecuencia de 33.0 Hz, una velocidad de soldabiiidad de 400 mm/min, y energía por pulso de 6.5 J, un ancho de pulso de 1.5 mseg, y una velocidad de flujo de gas de protección (nitrógeno) de 15 (litros/min) para soldar un total de 100 mm longitud por un láser pulso a lo largo de partes colindantes de dos láminas del mismo material de prueba hecho para aproximadamente sin cualquier brecha entre las partes finales.
Evaluación de Soldabiiidad por láser Medición/Evaluación de Puntos negros Luego, como evaluación de soldabiiidad láser, el número de defectos soldados los cuales ocurrieron en una zona de soldadura medida. Primero, en la línea de soldadura de longitud de 100 mm de arriba, la región de 80 mm de longitud restante después de sustraer la línea de soldadura de longitud de 20 mm en la parte de inicio de soldadura se estableció como región de medición. La parte cerca del inicio de soldadura se excluyó porque fue inestable.
Además, como se mostró en la FIGURA 1, la sección transversal del cordón de soldadura el cual se formó a lo largo de la linea de soldadura de longitud de 80 mm que se escaneo por rayos X CT para obtener una imagen de rayos X CT en la sección transversal del espesor de lámina paralelo para la linea de soldadura. Además, basado en esta imagen de rayos X CT, se utilizó el software de imagen de edición para detectar los puntos negros y se utilizó el software de análisis de imagen para calcular el área de puntos negros. El número de partículas para la cual corresponde cada diámetro de equivalente círculo se calculó del área de los puntos negros.
En la Descripción, un material de prueba con un número de puntos negros con un diámetro de círculo equivalente de 0.1 mm o más de menor de 5 que se evaluó como tener una buena evaluación del número de defectos de soldadura ("Buena"), mientras que un material de prueba con un número de puntos negros con un diámetro equivalente de círculo de 0.1 mm o más de 5 o más que se evaluó como para tener una pobre evaluación del número de defectos de soldadura ("Pobre") . Los resultados de la evaluación se mostraron junto con las tablas 3 y 4.
Evaluación de la Medición de Conductividad de Calor/Evaluación de la Conductividad Eléctrica La conductividad eléctrica (%IACS) se midió por un metro de conductividad (AUTOSIGMA 2000, hecho por Japón Hocking) . Un material de prueba con una conductividad eléctrica sobre 45 (%IACS) se evaluó como tener buena conductividad de calor ("Buena"), mientras que un material de prueba con una conductividad eléctrica de 45 (%IACS) o menos se evaluó como tener una pobre conductividad de calor ("Pobre") . Los resultados de la evaluación se muestran conjuntamente en las Tablas 3 y 4.
Tabla 3. Resultados de Evaluación de Materiales de Prueba (Ejemplos) Tabla 4. Resultados de Evaluación de Materiales de Prueba (Ejemplos Comparativos) Evaluación de los Materiales de Prueba En las tablas 3 y 4 las cuales muestran los resultados de la evaluación de las láminas finales, Ejemplos 1 a 21 son láminas finales en el intervalo de composición de la presente invención (laminado en frió, materiales recocidos y materiales como laminados en frió) . La temperatura de inicio para el laminado en caliente fue de 500 °C o 450 °C, y la evaluación de la soldabilidad por láser (puntos negros) , evaluación de congelabilidad de forma y resistencia (resistencia de prueba del 0.2 %) , evaluación de formabilidad (elongación), y evaluación de conductividad de calor (conductividad eléctrica) fueron todas buenas ("Buenas") .
Además, los Ejemplos 9 a 14, comparados con los Ejemplos 3, contienen casi los mismos contenidos de Si, Fe, Cu, Mn, etc., aun a pesar de que las cantidades predeterminadas de contenido de Co, Nb, o V, asi que la conductividad eléctrica rosa a 0.5 a 1.3 % IACS en intervalo. En particular, los Ejemplos 9 a 13, comparados con el Ejemplo 3, contienen cantidades predeterminadas de Co, Nb, y V, asi que se hace más alto en el valor de elongación.
El Ejemplo Comparativo 1 es un laminado en frió, material recocido donde el contenido de Fe es un alto 0.31 de % de masa y, además, el contenido V es demasiado alto de 0.42, asi que la soldabilidad se evaluó como pobre ("Pobre") y la conductividad de calor se evaluó como pobre ("Pobre") .
El Ejemplo Comparativo 2 es un laminado en frió, material recocido donde el contenido de Si es un alto 0.72 en % de masa, asi que la soldabilidad se evaluó como pobre ("Pobre") .
El Ejemplo Comparativo 3 es un laminado en frió, material recocido donde el contenido de Fe es demasiado alto de 0.51 en % de masa, asi que la soldabilidad se evaluó como pobre ("Pobre") .
El Ejemplo Comparativo 4 es un laminado en frió, material recocido donde el contenido Mn es un 1.6 % de masa demasiado alto, asi que la soldabilidad se evaluó como pobre ("Pobre") , y la conductividad de calor se evaluó como pobre ("Pobre") .
El Ejemplo Comparativo 5 es un laminado en frió, material recocido donde el contenido Mn es un 0.5 % de masa demasiado bajo, asi que la resistencia se evaluó como pobre ("Pobre") .
El Ejemplo Comparativo 6 es un laminado en frió, material recocido donde el contenido Cu es un 0.5 % en masa demasiado alto, asi que la congelabilidad de forma se evaluó como pobre ("Pobre") , la formabilidad se evaluó como pobre ("Pobre") , y la conductividad de calor se evaluó como pobre ("Pobre") .
El Ejemplo Comparativo 7 es un laminado en frió, material recocido en el intervalo de composición de la presente invención pero la temperatura de inicio para el laminado en caliente es demasiado alto de 600 °C, asi que la conductividad de calor se evaluó como pobre ("Pobre") .
El Ejemplo Comparativo 8 es un laminado en frió, material recocido en el intervalo de la composición de la presente invención pero la temperatura de inicio para el laminado en caliente es una demasiado alta de 550 °C, asi que la conductividad se evaluó como pobre ("Pobre") .
Ejemplo Comparativo 9 es un material de laminado en frió donde el contenido de Si es un 0.72 % en masa alto, asi que la soldabilidad se evaluó como pobre ("Pobre") .
El Ejemplo Comparativo 10 es un material laminado en frió donde el contenido Fe es un 0.51 % de masa demasiado alto, asi que la soldabilidad se evaluó como pobre ("Pobre") .
El Ejemplo Comparativo 11 es un material de laminado en frió donde el contenido Mn es un 1.6 % en masa demasiado alto, asi que la soldabilidad se evaluó como pobre ("Pobre") , la formabilidad se evaluó como pobre ("Pobre") , y la conductividad de calor se evaluó como pobre ("Pobre") .
El Ejemplo Comparativo 12 es un material laminado como en frió donde el contenido Cu es un 0.5 % de masa demasiado alto, asi que la conductividad de calor se evaluó como pobre ("Pobre") .
En esta manera, conforme a la presente invención, se proporcionaron láminas de aleación de aluminio de serie 300 la cual tiene una característica de disipación de calor la cual permite la aplicación para un contenedor de batería de ión litio de gran tamaño y la cual además es excelente en ambas formabilidad y congelabilidad de forma y también excelente en soldabilidad por láser.

Claims (3)

REIVINDICACIONES
1. Una lámina de aleación de aluminio para el uso en contenedores de baterías, la cual es excelente en formabilidad, disipación de calor, y soldabilidad, caracterizada por comprender un material recocido, laminado en frió, el cual contiene Fe: 0.05 a menos que 0.3 en % de masa, Mn: 0.6 a 1.5 en % de masa, y Si: 0.05 a 0.6 en % de masa, tiene un balance de Al e impurezas, tiene, como impurezas, Cu: menos que 0.35 % en masa y Mg: menos que 0.05 % en masa en composición química, tiene una conductividad eléctrica de arriba de 45 % IACS, tiene una resistencia de prueba de 0.2 % de 40 a menos de 60 MPa, y tiene un 20 % o más de valor de elongación .
2. Una lámina de aleación de aluminio para el uso en contenedores de baterías, la cual es excelente en formabilidad, disipación de calor, y soldabilidad, caracterizada por comprender un material laminado como en frió el cual contiene Fe: 0.05 a menos de 0.3 % de masa, Mn: 0.6 a 1.5 % de masa, y Si: 0.05 a 0.6 % de masa, tiene un balance de Al e impurezas, tiene, como impurezas, Cu: menos de 0.35 % de masa y Mg: menos de 0.05 % de masa en composición química, tiene una conductividad eléctrica de arriba de 45 % IACS, tiene una resistencia de prueba de 0.2 % de 60 a menos de 150 MPa, y tiene un 3 % o más de elongación.
3. La lámina de aleación de aluminio para el uso en contenedores de baterías, la cual es excelente en formabilidad, disipación de calor, y soldabilidad conforme a la reivindicación 1 o 2, caracterizada en que además contiene uno o más de Co: 0.001 a 0.5 % en masa, Nb: 0.005 a 0.05 % de masa, y V: 0.005 a 0.05 % de masa. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se proporcionó una lámina de aleación de aluminio de la serie 3000 que tiene características de disipación de calor aplicables a grandes contenedores de celdas ión litio, y también tienen excelente propiedades de moldeabilidad, congelación de forma, y soldabilidad por láser. La lámina de aleación de aluminio es un material recocido, laminado en frió, que tiene una composición de componente de, por masa, 0.05 a menos del 0.3 % de Fe, 0.6 a 1.5 % de Mn, y 0.05 a 0.6 % de Si, con el balance que esta formado de Al e impurezas, las impurezas son, por masa, menos del 0.35 % de Cu y menos de 0.05 % de Mg; y manifiestan una conductividad eléctrica IACS que excede el 45 %, una tensión de prueba del 0.2 % de 40 a menos de 60 MPa, y un valor de elongación del 20 % o más. Alternativamente, la lámina de aleación de aluminio puede ser un material de laminado en frió que muestra una conductividad eléctrica IACS que excede 45 %, un 0.2 % de tensión de prueba de 60 a menos de 150 MPa, y un valor de elongación del 3 % o más. Para además incrementar la conductividad eléctrica, uno o más de, por masa, 0.001 a 0.5 % de Co, 0.005 a 0.05 % de Nb, y 0.005 a 0.05 % de V que se pueden incluir.
MX2014012730A 2012-10-12 2013-05-23 Lamina de aleacion de aluminio para cubiertas de bateria que tiene excelente formabilidad, disipacion de calor, y soldabilidad. MX2014012730A (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012226968A JP5954099B2 (ja) 2012-10-12 2012-10-12 成形性、放熱性及び溶接性に優れた電池ケース用アルミニウム合金板
PCT/JP2013/064385 WO2014057707A1 (ja) 2012-10-12 2013-05-23 成形性、放熱性及び溶接性に優れた電池ケース用アルミニウム合金板

Publications (1)

Publication Number Publication Date
MX2014012730A true MX2014012730A (es) 2015-01-15

Family

ID=50477185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MX2014012730A MX2014012730A (es) 2012-10-12 2013-05-23 Lamina de aleacion de aluminio para cubiertas de bateria que tiene excelente formabilidad, disipacion de calor, y soldabilidad.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9885097B2 (es)
EP (1) EP2835436B1 (es)
JP (1) JP5954099B2 (es)
KR (2) KR20140139067A (es)
CN (2) CN104204249B (es)
CA (1) CA2871843C (es)
MX (1) MX2014012730A (es)
TW (1) TWI531105B (es)
WO (1) WO2014057707A1 (es)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5929855B2 (ja) * 2013-08-02 2016-06-08 日本軽金属株式会社 成形性、放熱性及び溶接性に優れた電池ケース用アルミニウム合金板
JP6536885B2 (ja) * 2015-06-15 2019-07-03 トヨタ自動車株式会社 電池容器の製造方法および電池容器
CN106521246B (zh) * 2016-10-10 2018-01-02 上海华峰新材料研发科技有限公司 用于电池外壳铝合金防爆阀的材料及其制造方法
CN107393718B (zh) * 2017-08-16 2019-09-20 韶关东阳光电容器有限公司 耐高温铝电解电容器
JP6780664B2 (ja) * 2017-12-05 2020-11-04 日本軽金属株式会社 一体型円形防爆弁成形用の電池蓋用アルミニウム合金板およびその製造方法
CN108206315A (zh) * 2017-12-24 2018-06-26 中山市榄商置业发展有限公司 一种新能源汽车电池组散热装置
JP6614293B1 (ja) * 2018-08-23 2019-12-04 日本軽金属株式会社 一体型防爆弁成形用の電池蓋用アルミニウム合金板およびその製造方法
JP6614305B1 (ja) * 2018-09-21 2019-12-04 日本軽金属株式会社 一体型防爆弁成形用の電池蓋用アルミニウム合金板及びその製造方法
CN109652681A (zh) * 2018-12-29 2019-04-19 安徽鑫铂铝业股份有限公司 一种利于高效散热的铝型材料及其制备方法
CN112210698B (zh) * 2020-09-14 2021-09-10 中国石油天然气股份有限公司 一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金及其制备方法
CN112195373A (zh) * 2020-11-09 2021-01-08 江苏常铝铝业集团股份有限公司 一种电池壳体用铝合金带材及其制造方法

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3096615B2 (ja) 1995-06-02 2000-10-10 三洋電機株式会社 アルミニウム外装缶の二次電池
JPH117922A (ja) * 1997-06-18 1999-01-12 Mitsubishi Cable Ind Ltd 密閉型電池の密閉構造
JP3620955B2 (ja) 1997-12-09 2005-02-16 株式会社神戸製鋼所 角形電池ケース用アルミニウム合金板
JP3772509B2 (ja) 1998-01-20 2006-05-10 住友電気工業株式会社 ハードケース
JP3750966B2 (ja) * 1998-06-10 2006-03-01 古河スカイ株式会社 電池ケース用Al−Mn系合金板およびその製造方法
JP3763088B2 (ja) 1998-06-26 2006-04-05 古河スカイ株式会社 耐フクレ性に優れた電池ケース用アルミニウム合金板およびその製造方法
JP3986688B2 (ja) * 1998-09-29 2007-10-03 株式会社神戸製鋼所 微細な再結晶粒組織を有するAl−Mn系合金圧延材の製造方法
JP3853103B2 (ja) * 1999-03-23 2006-12-06 株式会社神戸製鋼所 開缶性が優れたアルミニウム合金板の製造方法
JP3434236B2 (ja) * 1999-05-12 2003-08-04 古河電気工業株式会社 密閉型角型電池外装缶用アルミニウム合金板の製造方法
JP3843368B2 (ja) * 2000-10-23 2006-11-08 古河スカイ株式会社 耐高温フクレ性に優れた電池ケース用アルミニウム合金板およびその製造方法
JP4105404B2 (ja) 2001-05-15 2008-06-25 三菱アルミニウム株式会社 二次電池ケース用アルミニウム合金板の製造方法
JP3760262B2 (ja) * 2001-06-21 2006-03-29 日本軽金属株式会社 パルスレーザー溶接性に優れたアルミニウム合金板の製造方法
EP1300480A1 (en) 2001-10-05 2003-04-09 Corus L.P. Aluminium alloy for making fin stock material
JP4114342B2 (ja) * 2001-11-12 2008-07-09 松下電器産業株式会社 角型リチウムイオン二次電池
JP3702840B2 (ja) * 2001-11-26 2005-10-05 松下電器産業株式会社 角型リチウムイオン二次電池
JP4242225B2 (ja) * 2002-10-18 2009-03-25 住友軽金属工業株式会社 電池ケース用アルミニウム合金板およびその製造方法
JP2004232009A (ja) * 2003-01-29 2004-08-19 Kobe Steel Ltd 電池ケース用アルミニウム合金板およびその製造方法ならびにアルミニウム合金製電池ケース
JP2006037129A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Kobe Steel Ltd 二次電池ケースの封口板用アルミニウム合金板
JP4281727B2 (ja) * 2005-10-13 2009-06-17 日本軽金属株式会社 電池蓋用アルミニウム合金板
CN100590214C (zh) * 2006-04-13 2010-02-17 深圳市比克电池有限公司 一种用于制造电池外壳的铝合金
CN101100716B (zh) * 2006-07-03 2011-04-06 杰出材料科技股份有限公司 具有纳米复合相的铝合金及其应用
JP5396701B2 (ja) * 2007-08-22 2014-01-22 日本軽金属株式会社 アルミニウム合金板製電池ケース
JP2009256754A (ja) 2008-04-21 2009-11-05 Sumitomo Light Metal Ind Ltd レーザー溶接性に優れた電池ケース用アルミニウム板
CN102400015B (zh) * 2010-09-14 2015-05-06 株式会社神户制钢所 电池箱用铝合金板和电池箱
CN102453819B (zh) 2010-10-26 2014-05-07 上海中天铝线有限公司 导电率为59%的中强度铝合金线的制造方法
KR101321666B1 (ko) * 2011-02-01 2013-10-23 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 전지 케이스용 알루미늄 합금판 및 전지 케이스
JP5725344B2 (ja) * 2011-02-02 2015-05-27 日本軽金属株式会社 成形性、溶接性に優れた電池ケース用アルミニウム合金板
JP5725345B2 (ja) * 2011-02-02 2015-05-27 日本軽金属株式会社 成形性、溶接性に優れた電池ケース用アルミニウム合金板
JP5684617B2 (ja) * 2011-03-22 2015-03-18 三菱アルミニウム株式会社 レーザ溶接性に優れる二次電池大型角型缶用高強度アルミニウム合金板及びその製造方法
CN102925758A (zh) * 2012-10-25 2013-02-13 苏州有色金属研究院有限公司 锂离子电池壳用铝合金

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140139067A (ko) 2014-12-04
EP2835436A4 (en) 2016-03-23
KR20160058975A (ko) 2016-05-25
US20150167126A1 (en) 2015-06-18
TW201415695A (zh) 2014-04-16
WO2014057707A1 (ja) 2014-04-17
TWI531105B (zh) 2016-04-21
CN104204249B (zh) 2017-10-13
US9885097B2 (en) 2018-02-06
CN107475570A (zh) 2017-12-15
CN107475570B (zh) 2019-06-04
CN104204249A (zh) 2014-12-10
EP2835436B1 (en) 2019-03-13
JP5954099B2 (ja) 2016-07-20
EP2835436A1 (en) 2015-02-11
CA2871843C (en) 2017-04-18
KR101900581B1 (ko) 2018-11-02
JP2014077189A (ja) 2014-05-01
CA2871843A1 (en) 2014-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
MX2014012730A (es) Lamina de aleacion de aluminio para cubiertas de bateria que tiene excelente formabilidad, disipacion de calor, y soldabilidad.
JP5725344B2 (ja) 成形性、溶接性に優れた電池ケース用アルミニウム合金板
JP6780783B2 (ja) 一体型円形防爆弁成形用の電池蓋用アルミニウム合金板及びその製造方法
CN103608476B (zh) 成型性、焊接性优异的电池外壳用铝合金板
JP5725345B2 (ja) 成形性、溶接性に優れた電池ケース用アルミニウム合金板
JP6614305B1 (ja) 一体型防爆弁成形用の電池蓋用アルミニウム合金板及びその製造方法
JP6780679B2 (ja) 一体型防爆弁成形用の電池蓋用アルミニウム合金板およびその製造方法
WO2019111422A1 (ja) 一体型円形防爆弁成形用の電池蓋用アルミニウム合金板およびその製造方法
JP6614292B1 (ja) 一体型防爆弁成形用の電池蓋用アルミニウム合金板およびその製造方法
JP6614293B1 (ja) 一体型防爆弁成形用の電池蓋用アルミニウム合金板およびその製造方法
TWI696706B (zh) 用於成形一體型防爆閥之電池蓋用鋁合金板及其製造方法
US9885098B2 (en) Aluminum alloy plate for battery cases, which has excellent moldability and weldability
JP6614307B1 (ja) 一体型防爆弁成形用の電池蓋用アルミニウム合金板およびその製造方法
CN103409668A (zh) 锂离子电池壳体用Al-Mn合金
TWI696705B (zh) 用於成形一體型防爆閥的電池蓋用鋁合金板及其製造方法
JP6614306B1 (ja) 一体型防爆弁成形用の電池蓋用アルミニウム合金板およびその製造方法