[發明專利]激光焊接性能優良的鋰離子電池殼用高強度鋁合金

有效

• 申請號: 201410181264.1
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103981401A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 遲之東;趙丕植;劉婧
• 申請（專利權）人: 蘇州有色金屬研究院有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C21/08;H01M2/02
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 王玉國;陳忠輝

技術領域

本發明涉及一種激光焊接性能優良的鋰離子電池殼用高強度鋁合金，適用于制造手機、筆記本電腦、數碼相機、游戲機等3C(Communication、Computer、Consumer?Electronics)產品用鋰離子電池殼以及新能源汽車用動力鋰離子電池殼。

背景技術

鋰離子電池具有體積小、重量輕、比能量高、放電電壓穩定、循環壽命長、安全性能好、工作范圍寬、無公害、無記憶效應、自放電率低等優點，在手機、筆記本電腦、數碼相機、游戲機等3C產品中有著廣泛的應用，目前是不可替代的最佳電源供應來源，同時也是新能源汽車用動力電池的首選。

根據鋰離子電池的生產過程及服役條件，其要求電池殼用材料具有良好的減薄-拉深成型性以順利地加工成無破裂且表面平整的電池殼，具有一定的強度和良好的激光焊接性以保證電池在服役過程中的安全性。

在生產實踐過程中，Al-Mn系合金以其優良的綜合性能而受到鋰離子電池生產企業的青睞，成為鋰離子電池殼的主流材料。目前，國內應用最廣泛的是3003合金，其O態板材的抗拉強度為110MPa，用于制作動力鋰離子電池殼；其H14態板材的抗拉強度為160MPa，用于制作3C產品用鋰離子電池殼。

3C產品用鋰離子電池方面，隨著3C類新一代產品的發展，其呈現出功能大融合的趨勢，比如，手機對數碼相機、音樂播放、藍牙等功能的整合，手機電視、視訊電話、無線上網、電子商務等大量附加業務的日趨成熟，對電池電量的消耗越來越多，所以，對電池提出了高容量化的要求。新能源汽車用動力鋰離子電池方面，為了提高新能源汽車的續航里程，對動力鋰離子電池同樣也提出了高容量化的要求。為了滿足上述要求，鋰離子電池生產企業多采用更高強度的鋁材以減薄電池殼壁厚的方式來應對。傳統的3003合金強度較低，其減薄后容易發生變形，并且使得電池殼的耐膨脹性不足，即使內部壓力較小時也容易產生較大的膨脹量，該合金難以滿足新產品的性能要求。因此，開發更高強度的鋁合金來替代3003合金，是鋰離子電池殼用鋁合金的發展趨勢，需要強調的是，開發的新合金是否具有良好的激光焊接性能，是其可否工業化應用的決定性因素。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供激光焊接性能優良的鋰離子電池殼用高強度鋁合金。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

激光焊接性能優良的鋰離子電池殼用高強度鋁合金，其特征在于其成分的質量百分含量為：

Mn：1.0～1.5wt％；

Mg：0.2～1.0wt％；

Cu：0.3～0.399wt％；

Si：0.251～0.4wt％；

Fe：0.2～0.6wt％；

Ti：＜0.05wt％；

B：＜0.005wt％；

Cr：≤0.1wt％；

Mn+Mg+Cu≥1.8wt％；

Mg+Cu+Si≤1.4wt％；

其余由Al以及難以避免的雜質元素。

進一步地，上述的激光焊接性能優良的鋰離子電池殼用高強度鋁合金，所述鋁合金O態板材的抗拉強度≥170MPa，H1X態板材的抗拉強度≥230MPa。

本發明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在：

①涉及的Al-Mn系合金，把Mn、Mg與Cu的總含量嚴格控制在最佳范圍內，使合金具有高強度。

②涉及的Al-Mn系合金，把Mg、Cu與Si的總含量嚴格控制在最佳范圍內，使合金具有良好的激光焊接性能。

③本發明合金成分的鋁合金板材具有優良的激光焊接性能，并且具有高強度與良好的減薄-拉深成型性，適合制作鋰離子電池殼，成本較低而性能卓越，十分有利于工業化生產與應用。

具體實施方式