[发明专利]一种锂离子电池铝合金防爆片

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池的铝合金防爆片。

背景技术

锂离子电池的安全性能是衡量动力电池性能的关键指标，而防爆片作为保证铝壳单体电池安全性的关键部件，其力学性能的稳定性至关重要。要求防爆片具有良好的耐腐蚀性、焊接性能以及稳定的爆破压力。

现有技术中的锂离子电池防爆片，其采用的材料有铝锰合金或铝镁合金。但是，铝锰合金中含有AlFeMn相，由于其相态的不均匀，且AlFeMn相位杂质相，爆破压力的稳定性较差；铝镁合金在焊接过后，软化较快，爆破压力较难控制。

另外，在后期的焊接过程中，由于焊接余热对基材的影响，导致铝合金发生再结晶，加工硬度降低，最终导致的结果是防爆片的起爆压力的不稳定，不能控制在要求的范围内。

因此，为了保证锂离子电池的安全性能，需要开发一种起爆压力稳定的锂离子电池防爆片。

发明内容

本发明为解决目前锂离子电池用的铝合金防爆片存在起爆压力不稳定的技术问题，提供一种起爆压力稳定的锂离子电池铝合金防爆片。

本发明提供了一种锂离子电池铝合金防爆片，以锂离子电池铝合金防爆片的总质量为基准，具有Mg为1.01~1.05wt%，Mn为0.43~0.45wt%，稀土元素为0.1~0.56wt%，剩余部分由铝和杂质构成，并且，作为杂质的Si为0.015~0.02wt%。

同时，本发明还提供了一种上述锂离子电池防爆片的制备方法，包括以下步骤：

S1、板材制备：按上述配比称取原料，经熔铸、均匀化退火、锯切、铣面、加热、热轧、冷轧、预剪切、退火、矫直以及剪切工序，值得板材；

S2、冲压成型：取步骤S1中制备的板材，经裁切、拉伸以及冲压制得带有压痕的防爆片坯件；

S3、取步骤S2制备的防爆片坯件，经热处理，制得成品防爆片。

本发明与现有技术相比，在铝合金中加入了稀土元素，其杂质相为铝稀土相，其相比较均匀，钉扎位错，能够一定程度上防止防爆片上裂纹的产生，因此，制得的锂离子电池铝合金防爆片起爆压力稳定，能保证锂离子电池的安全性能。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种锂离子电池铝合金防爆片，以锂离子电池铝合金防爆片的总质量为基准，该锂离子电池铝合金防爆片具有1.01~1.05wt%的Mg，0.43~0.45wt%的Mn，0.1~0.5wt%的稀土元素，剩余部分由铝和杂质构成，并且，作为杂质的Si为0.015~0.02wt%。

上述成分为5系铝合金里都含有的组分，其中，Mn在熔铸过程中起到调质及提高结构强度的作用。

上述稀土元素为钪、钇或镧系稀土元素的一种或几种。其中，钪、钇和镧能够细化铝合金的晶粒，使成分更加均匀化，增加强度，因此，上述稀土元素优选钪、钇和镧的一种或几种。

杂质中还包括铬、铜和镍，其总含量控制在0.1wt%~0.2wt%。

本发明还提供了一种锂离子电池铝合金防爆片的制备方法，包括以下步骤：

S1、板材制备：按权利要求1至3任意一项的配比称取原料，经熔铸、均匀化退火、锯切、铣面、加热、热轧、冷轧、预剪切、退火、矫直、剪切工序，制得板材；

S2、冲压成型：取步骤S1中制备的板材，经裁切、拉伸以及冲压制得带有压痕的防爆片坯件；

S3、取步骤S2制备的防爆片坯件，经热处理，制得成品防爆片。

在本发明中，步骤S1中的熔铸采用的是超声波—氩气搅拌复合精炼技术，能够有效的降低铝合金的含气量及夹杂物的含量。

在步骤S2中，进行冲压操作的同时，检测切口的厚度，保证冲压切口尺寸深度的一致性，防止冲压切口深度的不同引起防爆片的起爆压力变得不稳定。

步骤S3中，热处理所使用的技术为激光局部热处理技术。具体过程如下：取冲压成型的防爆片，将激光束扫描至防爆片压痕处，其红外能量被防爆片表面吸收使其温度升高，随着激光束离开防爆片，其表面的热量迅速向内部传递而形成较高的冷却速度。

上述激光局部热处理将防爆片坯件表面温度升高至350~400℃。

步骤S2中，冲压操作时的压延率优选75%~83%。

上述退火条件优选300~350℃。退火时间优选30~35min。