[發明專利]一種鋁合金電池外殼板及其生產方法

在審

• 申請號: 202210968128.1
• 申請日: 2022-08-12
• 公開（公告）號: CN115305389A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 劉延綱;王進良;馬帥興;焦躍輝;牛玉娟;劉毅
• 申請（專利權）人: 河南科創鋁基新材料有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/03;C22F1/04;C21D8/02;B21B3/00;H01M50/119
• 代理公司: 鄭州金成知識產權事務所(普通合伙) 41121
• 代理人: 郭乃鳳

本發明公開了一種鋁合金電池外殼板，以重量百分比計算，所述鋁合金電池外殼板的化學成分如下：Si硅0.20～0.25%，Fe鐵0.50～60%，Cu銅0.06～0.10%，Mn錳1.05～1.15%，Mg鎂＜0.05%，Zn鋅＜0.015%，Ti鈦0.025～0.035%，單個雜質≤0.03%，雜質總量≤0.15%，余量為Al鋁。采用熔煉→鑄錠→銑面→均勻化加熱→熱連軋→冷軋→中間退火→二次冷軋→精整等工藝步驟，關注每個工序參數對材料力學性能、各向異性、織構分布、晶粒組織、表面質量、厚度公差的影響，選擇合適的均勻化加熱制度，對鑄錠進行充分的均勻化退火，消除成分偏析對成品性能的不利影響，生產出沖壓性能優異、表面質量好、且板材的各種性能和厚度精度都相當穩定的電池殼用鋁板產品。

技術領域

本發明屬于鋁壓延加工技術領域，特別是涉及一種鋁合金電池外殼板及其生產方法。

背景技術

近年來隨著“雙碳”目標的持續推進，節能、環保、綠色出行的理念已深入人心。但是，作為新能源交通的動力裝置－—動力電池，受加工制造技術的影響，卻難以無限制的變小，為了適應新能源交通的發展趨勢，研發輕便小巧、續航里程持久的動力電池已成為新能源交通的重點課題之一。在這種背景下，動力電池用材料的研究越來越受到新能源交通電池廠家的重視。近年來，鋁合金板帶材以其優良的綜合機械加工性能、良好的抗蝕性和比重輕等特點正逐步取代了原有的動力電池殼用材料——鋼材，鋁合金電池外殼板材的市場前景非常廣闊。

鋁合金電池外殼對材料的綜合性能要求極高，首先，鋁合金電池殼是通過沖壓拉伸加工成形的，其變形量大、沖制工序多、沖制工藝復雜、模具設計精密并且屬于非對稱盒型沖壓。沖壓拉伸過程能否順利進行與材料性能、沖壓模具設計和沖壓工藝參數等因素有關。其中，材料的性能是沖壓拉伸成功與否最為重要的基礎條件之一，因此所用材料必須具有良好深沖性能，并且各項力學性能必須穩定在一個嚴格的范圍內。第二，為了對內部電池結構起到有效的保護作用，鋁合金電池殼在保證必要的塑性的前提下，還必須有足夠的強度和硬度。第三，為了適應各種不同的使用環境，保證電池的使用壽命，鋁合金電池殼用材料必須具有良好的抗蝕性和化學穩定性。本發明的目的就是通過試驗研究確定鋁合金電池外殼板的合理生產工藝，研制出性能優良的適用于電池外殼生產的鋁合金板產品。

本發明采用先進的熱連軋方式生產鋁合金電池殼板流程短、能耗及成本低。為保證熱軋鋁合金電池殼板的機械性能、深沖拉伸加工工藝性能，制定整套的工藝控制方法，制定合適的化學成分標準、熔鑄制度、鑄錠均勻化制度、熱軋終軋溫度、冷軋中間退火制度、退火后加工率控制、厚度公差控制、表面質量控制等方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種鋁合金電池外殼板及其生產方法，通過制定合適的化學成分標準、熔鑄制度、鑄錠均勻化制度、熱軋終軋溫度、冷軋中間退火制度、退火后加工率控制、厚度公差控制，保證鋁板的力學性能、制耳率符合鋁合金電池殼深沖拉伸成型的需求，生產出力學性能、深沖性能、厚度公差、表面質量均滿足要求的鋁合金電池殼板。

本發明為解決技術問題所采取的技術方案如下：

一種鋁合金電池外殼板，主要原材料為3003鋁合金，具體化學組分以重量百分比計算，所述鋁合金電池外殼板的化學成分如下：Si硅0.20～0.25%，Fe鐵0.50～60%，Cu銅0.06～0.10%，Mn錳1.05～1.15%，Mg鎂＜0.05%，Zn鋅＜0.015%，Ti鈦0.025～0.035%，單個雜質≤0.03%，雜質總量≤0.15%，余量為Al鋁。

所述的鋁合金電池外殼板的生產方法，其具體步驟如下：

A、熔鑄：

將原材料采用天然氣反射爐進行熔化，熔煉溫度700～740℃，熔煉后熔體進行精煉、除氣、除渣，然后轉入保溫爐中，按權利要求1要求對熔體成分進行精確調整，成分檢驗合格后進行鑄造前靜置；

B、鑄錠：在線使用Al-5Ti-0.2B鋁鈦硼絲進行晶粒細化，鑄造時采用管式過濾的方法進行熔體凈化處理，從而提高熔體質量；