[發(fā)明專利]具有優(yōu)異激光焊接性能的鋁合金板及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310308158.0
• 申請(qǐng)日: 2013-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN103361521A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘琰峰;趙丕植;江濤;石相軍;馮瑩娟;吳新星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州有色金屬研究院有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/00
• 分類號(hào): C22C21/00;C22F1/04
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 王玉國(guó);陳忠輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及動(dòng)力鋰離子電池殼體用鋁合金及其板材，尤其涉及一種具有優(yōu)異激光焊接性能的鋁合金板及其制備方法，屬于鋁合金加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前專門用于電動(dòng)汽車鋰離子電池外殼用的鋁合金尚處于研發(fā)起始階段。出于對(duì)合金信賴性的考慮，目前國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰離子電池外殼廣泛使用1050與3003合金。但上述合金存在有一定的問(wèn)題：（1）1050合金材質(zhì)較軟，在包裝及運(yùn)輸過(guò)程中受外力沖撞或擠壓后易造成殼口和平面變形；（2）激光焊接時(shí)易出現(xiàn)氣孔和漏氣，品質(zhì)不良率較高；（3）焊池熔深超過(guò)0.35mm時(shí)，焊池均勻性顯著變差，且飛濺嚴(yán)重，影響殼體的密封性和電池安全性能。

通過(guò)對(duì)動(dòng)力鋰離子電池制造商的調(diào)研了解到，出于提高汽車行駛安全性角度，以及電池增容對(duì)外殼減薄的要求，需要有強(qiáng)度更高和激光焊接性能更好的鋁合金板材。

尤其是，目前單體容量為60~200Ah乃至更大容量的電池殼壁厚達(dá)到1~1.2mm，其封裝時(shí)焊池熔深需要超過(guò)0.5mm。現(xiàn)有的1050、3003合金的激光焊接性能很難滿足這種焊接熔深要求，這些合金在焊池熔深達(dá)到0.35mm時(shí)就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的飛濺，而且焊池外觀變得非常差。

專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110083279.0的專利申請(qǐng)公開了一種電池箱用鋁合金板以及電池箱，含有0.1~2wt%Fe、0.05~0.5wt%Si、0.05~0.5wt%Mn，合金焊接沒(méi)有裂紋，但對(duì)焊池均勻性不滿足要求，尤其是板材深熔焊（熔深達(dá)到0.4mm以上）特性不明。

專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810129598.9的專利申請(qǐng)公開了一種激光可焊性優(yōu)良的電池殼體蓋用鋁合金板材，含有1.4~2wt%Fe、0.3wt%以下的Si、0.2wt%以下的Cu、0.2wt%以下的Mg。該合金適合制造手機(jī)或筆記本電腦等用的小型鋰離子電池殼體及蓋，對(duì)焊池均勻性沒(méi)做要求，是否能滿足動(dòng)力電池殼體蓋的激光焊接性能不明。

專利號(hào)為200610146750.5、200710300846.7以及申請(qǐng)?zhí)枮?01010573300.0的專利公開了電池蓋板用鋁合金，含有1.15~1.35?wt%Fe、0.4~0.6wt%Mn、0.005~015wt%Ti、0.0005~0.05wt%B。該合金適于制造電池蓋板，但能否滿足電池殼的焊接要求不明。

上述專利提到的鋁合金板用來(lái)作為動(dòng)力鋰離子電池（尤其是大容量鋰離子電池）殼體蓋用材料均未具備必須滿足的特性，尤其是能否在焊池熔深達(dá)到0.4mm以上時(shí)依舊保持良好的均勻性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種激光焊接性能優(yōu)異的鋁合金板及其制備方法，其具有優(yōu)異的脈沖激光焊接性能，在焊池熔深0.4mm以下，沒(méi)有任何異常焊池、裂紋發(fā)生，即使焊池的熔深超過(guò)0.4mm，也沒(méi)有異常焊池、飛濺、裂紋產(chǎn)生；同時(shí)具有良好的機(jī)械性能和成形性能，滿足不同容量的鋰離子電池殼體的制造要求。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

具有優(yōu)異激光焊接性能的鋁合金板，其成分的質(zhì)量百分含量為：Fe?1.2~1.8wt%，Mn?0.05~0.5wt%，Ti?≤0.012wt%，B?≤10ppm，余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。

進(jìn)一步地，上述的具有優(yōu)異激光焊接性能的鋁合金板，所述合金成分還含有：0.2wt%以下的Si、0.2wt%以下的Cu、0.15wt%以下的Cr中的一種或多種。

更進(jìn)一步地，上述的具有優(yōu)異激光焊接性能的鋁合金板，所述鋁合金板對(duì)Nd：YAG脈沖激光吸收率在18.8%以上。

再進(jìn)一步地，上述的具有優(yōu)異激光焊接性能的鋁合金板，所述鋁合金板材在脈沖激光焊接熔深0.4mm以下，無(wú)任何異常焊池、裂紋發(fā)生，即使焊池的熔深超過(guò)0.4mm，也無(wú)異常焊池、飛濺、裂紋產(chǎn)生。

再進(jìn)一步地，上述的具有優(yōu)異激光焊接性能的鋁合金板，鋁合金板材O態(tài)抗拉強(qiáng)度≥105MPa，延伸率≥40%；H14態(tài)抗拉強(qiáng)度≥160MPa，延伸率≥10%?。