一种电池壳用铝合金的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种电池壳用铝合金的制备方法，包括以下步骤：A)按照铝合金的成分进行配料，熔化后取样分析；B)在步骤A)得到的熔液加入颗粒性精炼剂进行精炼，得到熔体；C)将所述熔体依次进行在线除气、在线过滤和在线细化；D)将步骤C)得到的熔体进行铸造。本申请提供的电池壳用铝合金的制备方法可控制化学成分，使氢含量≤0.15ml/100gAl和晶粒度1.5级，满足电池壳体优良成形性、抗腐蚀性和焊接等性能要求。能要求。

A preparation method of aluminum alloy for battery shell

【技术实现步骤摘要】
一种电池壳用铝合金的制备方法


[0001]本专利技术涉及铝合金
，尤其涉及一种电池壳用铝合金的制备方法。

技术介绍

[0002]新能源汽车有效缓解了传统燃油轿车的污染问题，缓和了石油资源日益匮乏的窘境，为了增加续行里程，新能源电动汽车需要大量的锂电池组合模块，电池盒的质量大小对整个电池模块的质量影响很大。因此，采用铝合金为材料来制作电池壳体成为动力电池封装的必然选择。
[0003]铝合金动力电池壳密度小，增加锂电池容积、安全性能和稳定性能也更好。电池壳是通过冲压加工形成的，必须具有良好的深冲性能，且各项力学性能必须稳定在一个严格的范围内。为了对内部电池结构起到有效的保护作用，电池壳必须具备足够的强度和刚度；为了适应各种不同的使用环境，保证电池的寿命，动力电池壳必须具有良好的抗腐蚀性和化学稳定性；电池壳模块组合时需要进行焊接固定，还需要具备优异的焊接性能。具备以上要求则可以更好的保护内部电极材料和防止电解液的渗漏。
[0004]随着新能源汽车的推广，车载电池用量激增，铝电池壳因为重量轻、比能量高、安全性好、使用寿命长等优点被广泛应用。由于电池壳体对材料的综合性能要求极高，需要优良的综合机械加工性能、良好的抗腐蚀性和焊接性能，对熔体纯净度、化学成分含量控制、铸锭质量一致性要求非常高，目前生产方式制备的铸锭易产生化学成分、氢含量超标和晶粒度偏大等缺陷，严重影响了铸锭产品质量和保供。但是，电池壳用铝合金现有铝合金熔铸技术难以保证该要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题在于提供一种电池壳用铝合金的制备方法，该制备方法能够稳定控制化学成分、氢含量和晶粒度。
[0006]有鉴于此，本申请提供了一种电池壳用铝合金的制备方法，包括以下步骤：
[0007]A)按照铝合金的成分进行配料，熔化后取样分析；
[0008]B)在步骤A)得到的熔液加入颗粒性精炼剂进行精炼，得到熔体；
[0009]C)将所述熔体依次进行在线除气、在线过滤和在线细化；
[0010]D)将步骤C)得到的熔体进行铸造；
[0011]所述铝合金的成分包括：Si0.21～0.27％，Fe0.55～0.65％，Cu0.06～0.15％，Mn1.05～1.21％，Mg<0.020％，Zn<0.020％，Ti0.01～0.03％，余量为Al，其中Mg+Zn＜0.03％；
[0012]所述精炼的温度为730～755℃，时间不少于18min；
[0013]所述在线除气的转子速度为230～400rpm，氩气流量为3～5Nm3/h；
[0014]所述在线细化采用的细化剂为Al
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5Ti
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1B，用量为1.5～2.0kg/t；
[0015]所述铸造的流盘末端温度为690～710℃。
[0016]优选的，所述在线过滤采用40+50ppi陶瓷过滤板过滤或深床过滤。
[0017]优选的，所述在线细化的过程中，炉前Ti含量补足0.010％。
[0018]优选的，所述熔化的温度为720～760℃。
[0019]优选的，所述精炼的温度为740～745℃，时间为20～30min。
[0020]优选的，所述转子速度为250～350rpm。
[0021]优选的，所述细化剂的用量为1.5kg/t。
[0022]优选的，所述铸造的流盘末端温度为700～708℃。
[0023]本申请提供了一种电池壳用铝合金的制备方法，其包括依次进行的配料、熔化、精炼、在线除气、在线过滤、在线细化和铸造的工序，在制备的过程中，本申请通过精确控制各步骤的参数，尤其是在精炼的过程中引入颗粒性精炼剂，可有效降低熔体中的氢含量，合适的精炼温度可进一步降低熔体中的液体氢含量，在线除气选择合适的气体流量和转子转速，将混合气体变成更为细小的气泡，进一步除去熔体的氢气，而在线细化的过程中引入细化剂，可有效保证晶粒度。
具体实施方式
[0024]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。
[0025]鉴于电池用铝合金的性能需求，本专利技术提供了一种电池壳用铝合金铸锭的制备方法，该方法可稳定控制化学成分、使氢含量≤0.15ml/100gAl和晶粒度1.5级，满足电池壳体优良成形性、抗腐蚀性和焊接等性能要求。具体的，本专利技术实施例公开了一种电池壳用铝合金的制备方法，包括以下步骤：
[0026]A)按照铝合金的成分进行配料，熔化后取样分析；
[0027]B)在步骤A)得到的熔液加入颗粒性精炼剂进行精炼，得到熔体；
[0028]C)将所述熔体依次进行在线除气、在线过滤和在线细化；
[0029]D)将步骤C)得到的熔体进行铸造；
[0030]所述铝合金的成分包括：Si0.21～0.27％，Fe0.55～0.65％，Cu0.06～0.15％，Mn1.05～1.21％，Mg<0.020％，Zn<0.020％，Ti0.01～0.03％，余量为Al，其中Mg+Zn＜0.03％；
[0031]所述精炼的温度为730～755℃，时间不少于18min；
[0032]所述在线除气的转子速度为230～400rpm，氩气流量为3～5Nm3/h；
[0033]所述在线细化采用的细化剂为Al
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5Ti
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1B，用量为1.5～2.0kg/t；
[0034]所述铸造的流盘末端温度为690～710℃。
[0035]在铝合金制备的过程中，本申请按照铝合金的成分进行了配料，在此过程中由于铸锭主元素化学成分范围较窄，杂质含量控制很低，因此在原材料选择上全部使用铝锭(或电解铝液)、中间合金进行配料，不使用废料，其中铝锭采用低Zn含量专用铝锭(Zn≤0.018％的铝锭)，生产前对铝锭取样确认，同时结合每个元素确定合理的配料值；原材料熔化后炉前进行炉前快速取样分析，根据分析结果对元素含量进行微调，确保化学成分稳定控制在范围之内。所述熔化的温度为720～760℃。
[0036]本申请然后将上述得到的溶液加入颗粒性精炼剂进行精炼，以得到熔体；在本申请中，所述颗粒性精炼剂组成为KCl 39～58wt％，MgCl42～61wt％，NaCl≤1.0wt％，CaCl2≤1.0wt％，MgO≤0.5wt％，H2O≤1.0wt％。所述精炼的温度为730～755℃，时间不少于18min；更具体地，所述精炼的温度为740～745℃，时间为20～30min。本申请中颗粒性精炼剂的加入使得上浮过程中将氢气吸附并带出熔体，从而降低熔体中的氢含量，同时适当的精炼温度将氩气和氯气的混合气体通入熔体中精炼一定时间，进一步降低了熔体中的液体氢含量。
[0037]在得到上述熔体之后，本申请将熔体依次进行在线除气、在线过滤和在线细本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池壳用铝合金的制备方法，包括以下步骤：A)按照铝合金的成分进行配料，熔化后取样分析；B)在步骤A)得到的熔液加入颗粒性精炼剂进行精炼，得到熔体；C)将所述熔体依次进行在线除气、在线过滤和在线细化；D)将步骤C)得到的熔体进行铸造；所述铝合金的成分包括：Si0.21～0.27％，Fe0.55～0.65％，Cu0.06～0.15％，Mn1.05～1.21％，Mg<0.020％，Zn<0.020％，Ti0.01～0.03％，余量为Al，其中Mg+Zn＜0.03％；所述精炼的温度为730～755℃，时间不少于18min；所述在线除气的转子速度为230～400rpm，氩气流量为3～5Nm3/h；所述在线细化采用的细化剂为Al
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5Ti
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【专利技术属性】
技术研发人员：史贵山，王明博，吴好文，封洪兵，
申请(专利权)人：西南铝业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：