[发明专利]激光焊接性能优良的锂离子电池壳用高强度铝合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光焊接性能优良的锂离子电池壳用高强度铝合金，适用于制造手机、笔记本电脑、数码相机、游戏机等3C(Communication、Computer、Consumer Electronics)产品用锂离子电池壳以及新能源汽车用动力锂离子电池壳。

背景技术

锂离子电池具有体积小、重量轻、比能量高、放电电压稳定、循环寿命长、安全性能好、工作范围宽、无公害、无记忆效应、自放电率低等优点，在手机、笔记本电脑、数码相机、游戏机等3C产品中有着广泛的应用，目前是不可替代的最佳电源供应来源，同时也是新能源汽车用动力电池的首选。

根据锂离子电池的生产过程及服役条件，其要求电池壳用材料具有良好的减薄-拉深成型性以顺利地加工成无破裂且表面平整的电池壳，具有一定的强度和良好的激光焊接性以保证电池在服役过程中的安全性。

在生产实践过程中，Al-Mn系合金以其优良的综合性能而受到锂离子电池生产企业的青睐，成为锂离子电池壳的主流材料。目前，国内应用最广泛的是3003合金，其O态板材的抗拉强度为110MPa，用于制作动力锂离子电池壳；其H14态板材的抗拉强度为160MPa，用于制作3C产品用锂离子电池壳。

3C产品用锂离子电池方面，随着3C类新一代产品的发展，其呈现出功能大融合的趋势，比如，手机对数码相机、音乐播放、蓝牙等功能的整合，手机电视、视讯电话、无线上网、电子商务等大量附加业务的日趋成熟，对电池电量的消耗越来越多，所以，对电池提出了高容量化的要求。新能源汽车用动力锂离子电池方面，为了提高新能源汽车的续航里程，对动力锂离子电池同样也提出了高容量化的要求。为了满足上述要求，锂离子电池生产企业多采用更高强度的铝材以减薄电池壳壁厚的方式来应对。传统的3003合金强度较低，其减薄后容易发生变形，并且使得电池壳的耐膨胀性不足，即使内部压力较小时也容易产生较大的膨胀量，该合金难以满足新产品的性能要求。因此，开发更高强度的铝合金来替代3003合金，是锂离子电池壳用铝合金的发展趋势，需要强调的是，开发的新合金是否具有良好的激光焊接性能，是其可否工业化应用的决定性因素。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供激光焊接性能优良的锂离子电池壳用高强度铝合金。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

激光焊接性能优良的锂离子电池壳用高强度铝合金，其特征在于其成分的质量百分含量为：

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以及难以避免的杂质元素。

进一步地，上述的激光焊接性能优良的锂离子电池壳用高强度铝合金，所述铝合金O态板材的抗拉强度≥170MPa，H1X态板材的抗拉强度≥230MPa。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

①涉及的Al-Mn系合金，把Mn、Mg与Cu的总含量严格控制在最佳范围内，使合金具有高强度。

②涉及的Al-Mn系合金，把Mg、Cu与Si的总含量严格控制在最佳范围内，使合金具有良好的激光焊接性能。

③本发明合金成分的铝合金板材具有优良的激光焊接性能，并且具有高强度与良好的减薄-拉深成型性，适合制作锂离子电池壳，成本较低而性能卓越，十分有利于工业化生产与应用。

具体实施方式