[发明专利]一种电动汽车电池用纯净钢带及其制备方法

说明书

本发明涉及一种电动汽车电池用纯净钢带及其制备方法，按重量百分比，由以下组分组成：C：0.010～0.028％，Si≤0.015％，Mn：0.15～0.25％，Als：0.01～0.03％，P≤0.003％，S≤0.003％，N≤0.002％，其余为铁和不可避免的杂质。制备方法包括：铁水预处理、转炉冶炼、LF+RH精炼、铸坯连铸、热轧、卷取、酸洗、冷轧、罩式退火、平整、精整、成品卷检验交货。本发明在无铁水“三脱”功能的传统冶炼设备及常规轧制生产线上，经过调整成分和制备工艺，成功解决了电池钢带的高纯净度、高屈服强度、高表面硬度与良好深冲性能的矛盾问题。

技术领域

本发明属于电动汽车电池用材领域，特别涉及一种电动汽车电池用纯净钢带及其制备方法。

背景技术

当前，为防治大气污染、开拓汽车运输业新型清洁能源的应用市场，全球范围正掀起了一场轰轰烈烈的以电动汽车代替传统燃油汽车的新技术革命浪潮。作为电动汽车的核心部件，其电池材料的研制开发至关重要。

以国内新开发的某型电动汽车为例，其锂动力电池模组为多组圆柱形电池串联组合而成，这种电池由外壳材料、电极材料、隔膜及电解质(液)等四大材料组成，其中电池外壳须由一种高品质钢壳制成，它使用0.5mm厚度的钢带，经多道次高速、连续冲制而成，并要求能抗电池内高压，防止因内部电解质异常化学反应导致爆炸破裂。因此，其对所用钢带的强度(屈服强度≥200MPa，抗拉强度≥300MPa)、表面硬度(H_V为110±10)、材质纯净度、微观组织、尺寸精度、表面质量(双面“O5”表面品质，50倍放大镜下检查无任何针孔、砂眼等微观缺陷)及深冲成形性能(延伸率≥44％)的综合要求非常严苛，在国内此钢带是一种尚处于开发中的金属材料，目前主要依赖从日本进口。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电动汽车电池用纯净钢带及其制备方法，在无铁水“三脱”功能的传统冶炼设备及常规轧制生产线上，经过调整成分和制备工艺，成功解决了电池钢带的高纯净度、高表面质量、高屈服强度、高表面硬度与良好深冲性能的矛盾问题。

本发明的一种电动汽车电池用纯净钢带，按重量百分比，由以下组分组成：C：0.010～0.028％，Si≤0.015％，Mn：0.15～0.25％，Als：0.01～0.03％，P≤0.003％，S≤0.003％，N≤0.002％，其余为铁和不可避免的杂质。

本发明通过控制C≤0.028％，这样能够明显加大钢中碳化物间距，利于降低成品钢带中的渗碳体级别，从而提高钢带塑性应变比r值，提升深冲性能。另一方面，若C含量过低，则C的过饱和温度低，这样冷轧后罩式退火冷却过程中，C的固溶量明显增大，使电池钢带的抗常温时效性能恶化；而且C含量过低，则带钢强度过低；故本发明设计C为0.010～0.028％。

本发明按纯净钢的控制思路，严控钢中P、S、N含量，既是为保证成品钢带深冲性能，更是为大幅提升钢带纯净度，抑制夹杂物生成，并满足电池壳苛刻的“O5”表面质量要求。

本发明的一种电动汽车电池用纯净钢带的制备方法，包括：

铁水预处理、转炉冶炼、LF+RH精炼、铸坯连铸、热轧、卷取、酸洗、冷轧轧制、罩式退火、平整、精整、成品卷检验交货。

本发明系在无铁水“三脱”及转炉“双联”功能的传统冶炼设备及常规轧制生产线上实现超低P、S的纯净电池钢的生产开发。

所述转炉冶炼采用高碱度炉渣(CaO/SiO₂:4.0～5.5；A1₂O₃≥30％)；单渣法操作，适当降低转炉终点温度，控制出钢钢水P≤70ppm。

所述LF精炼采用经济型脱磷剂石灰、烧结矿，并确保炉内搅拌良好以使渣钢充分反应，LF脱磷率达80％以上，控制出钢钢水P为5～20ppm。