[發明專利]一體型防爆閥成形用的電池蓋用鋁合金板及其制造方法

在審

• 申請號: 201880037201.5
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN111212924A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 玉置雄一;金森圭治;下坂大輔;穴見敏也
• 申請（專利權）人: 日本輕金屬株式會社
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22F1/04;H01M2/04;H01M2/12;C22F1/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張佳鑫;胡燁

本發明提供一種電池蓋用鋁合金板及其制造方法，該電池蓋用鋁合金板是散熱性、成形性、加工軟化性優異的電池蓋用鋁合金板，能夠成形為工作壓力偏差小、耐反復疲勞特性優異的一體型防爆閥。一體型防爆閥成形用的電池蓋用鋁合金板的特征在于，具有下述成分組成：含有1.05～1.50質量％的Fe、0.15～0.70質量％的Mn、0.002～0.15質量％的Ti、以及少于0.03質量％的B，剩余部分由Al和雜質構成，Fe/Mn比限制在1.8～7.0，作為雜質的Si限制在少于0.40質量％、Cu限制在少于0.03質量％、Mg限制在少于0.05質量％、V限制在少于0.03質量％，電導率在53.0％IACS以上，伸長率的值在40％以上，具有重結晶組織，并且將以70％的壓下率實施冷軋后的拉伸強度定義為TS70、將以95％的壓下率實施冷軋后的拉伸強度定義為TS95時的(TS95?TS70)的值小于?1MPa，以90％的壓下率實施冷軋后的伸長率的值在5.0％以上。進一步優選重結晶組織的重結晶晶粒的平均結晶粒徑為15～30μm。

技術領域

本發明涉及方形、圓筒形等鋰離子電池中使用的、工作壓力偏差小的一體型防爆閥成形用的電池蓋用鋁合金板。

背景技術

近年來，各國對汽車的尾氣限制越來越嚴格，作為環保汽車的電動汽車的生產正迅速擴張。現在，電動汽車中使用的二次電池的主流是鋰離子電池。作為鋰離子電池的殼體，有方形、圓筒形、片層形等各種各樣的類型，為方形、圓筒形的情況下，使用對能夠實現輕量化的鋁合金板進行拉拔加工或變薄拉深加工(也稱為DI加工)而得的殼體。

如此，作為電池殼體用的材料，要求開發出加工性優異、DI加工容易、并且高強度的鋁合金板。專利文獻1中提出了具有下述特征的殼體用鋁合金板：含有0.8～2.0％(質量％，下同)的Mn，且作為雜質的Fe量限制在0.6％以下、Si量限制在0.3％以下，剩余部分實質上由Al構成，而且Mn固溶量在0.75％以上，且Mn固溶量相對于Mn添加量的比在0.6以上，屈服強度值在185～260N/mm²的范圍內，耐高溫膨脹性優異。藉此，可提供一種特別是當溫度升至70～90℃左右的高溫而內壓增大時、即承受高溫內壓時，也不易發生由膨脹引起的變形的耐高溫膨脹性優異的殼體用鋁合金板。

此外，專利文獻2中提出了具有下述特征的矩形截面電池容器用鋁合金板：作為鋁合金板的組成，含有0.10～0.60重量％的Si、0.20～0.60重量％的Fe、0.10～0.70重量％的Cu、0.60～1.50重量％的Mn、0.20～1.20重量％的Mg、多于0.12重量％且少于0.20重量％的Zr、0.05～0.25重量％的Ti、0.0010～0.02重量％的B，剩余部分由Al和不可避免的雜質構成，以圓筒容器深拉深成形法相對于軋制方向的45°制耳率為4～7％。藉此，可提供一種產品原材料利用率高、薄板的矩形DI成形性良好、而且脈沖激光焊接性優異的鋁合金板。

此外，專利文獻3中提出了具有下述特征的成形性和焊接性優異的電池殼體用鋁合金板：其具有下述成分組成：含有0.3～1.5質量％的Fe、0.3～1.0質量％的Mn、0.002～0.20質量％的Ti，Mn/Fe的質量比為0.2～1.0，剩余部分由Al和不可避免的雜質構成，作為雜質的Si少于0.30質量％、Cu少于0.20質量％、Mg少于0.20質量％，并且具有圓當量徑為5μm以上的第2相粒子數少于500個/mm²的金屬組織，是呈現出5％以上的伸長率的值和90MPa以上的拉伸強度的冷軋材料。藉此，因為具有高強度、成形性也優異，而且具有優異的激光焊接性，所以能夠以低成本來制造密閉性能優異且膨脹能得到抑制的二次電池用容器。

汽車用鋰離子電池伴隨著快速的充放電，因此在設計時充分考慮了其安全性。但是，在因偶然事件而發生破壞事故、電池容器內的內壓迅速升高時，必須要釋放內壓，所以在電池容器或電池蓋上安裝防爆閥。該防爆閥必須要可靠地工作，在容器的內壓超過規定壓力時閥會自動斷裂等。