本技術(shù)涉及一種鋁合金及其制備方法、用于封裝電池的箱體、電池、用電設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，隨著鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展，鋰離子電池廣泛應(yīng)用于水力、火力、風(fēng)力和太陽(yáng)能電站等儲(chǔ)能電源系統(tǒng)，以及電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、軍事裝備、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域。由于鋰離子電池取得了極大的發(fā)展，需要更好地平衡鋰離子電池性能和成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種鋁合金及其制備方法、用于封裝電池的箱體、電池、用電設(shè)備。

2、本技術(shù)的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種鋁合金，鋁合金的成分及其質(zhì)量百分比為：

4、si?0.45％-0.55％；fe≤0.25％；cu?0.10％-0.16％；mn≤0.05％；mg0.45％-0.55％；cr≤0.05％；zn≤0.05％；ti≤0.05％；余量為al及不可避免的雜質(zhì)。

5、上述技術(shù)方案中，通過(guò)控制si、mg、cu等含量在上述范圍使得鋁合金兼具中等強(qiáng)度、低淬火敏感性以及較好的、可工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用的擠壓性能。并且該合金成本較低，可以在較低的成本情況下，獲得中等強(qiáng)度；從而可以適用于鋰離子電池箱體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較低的部位，例如側(cè)板、端板等，從而極大地降低成本。

6、進(jìn)一步地，mn元素和cr元素是會(huì)明顯提高合金淬火敏感性的元素；上述技術(shù)方案中，嚴(yán)格控制mn元素和cr元素的質(zhì)量百分比，控制mn≤0.05％；cr≤0.05％；可以有效地降低合金淬火敏感性。

7、合金淬火敏感性高，需要用水冷或霧冷淬火來(lái)保證淬火強(qiáng)度，會(huì)導(dǎo)致淬火時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力分布不均勻，會(huì)造成型材變形，如平面度、長(zhǎng)度方向的彎曲和扭擰，無(wú)法滿(mǎn)足產(chǎn)品的使用要求。

8、上述技術(shù)方案，通過(guò)降低鋁合金的淬火敏感性，可以實(shí)現(xiàn)采用風(fēng)冷進(jìn)行淬火，極大地改善了常規(guī)水冷或霧冷淬火帶來(lái)的殘余應(yīng)力分布不均勻、型材變形等問(wèn)題，提高了產(chǎn)品合格率。

9、進(jìn)一步地，添加適量cu元素可以提高合金固溶強(qiáng)化效果，提高產(chǎn)品力學(xué)性能。經(jīng)過(guò)研究，上述技術(shù)方案中，控制cu元素的質(zhì)量百分比在0.10％-0.16％，可以有效地提高產(chǎn)品力學(xué)性能，使得鋁合金產(chǎn)品具有中等強(qiáng)度的力學(xué)性能，使得鋁合金的抗拉強(qiáng)度≥260mpa；鋁合金的屈服強(qiáng)度≥240mpa；鋁合金的斷后延伸率≥8％。這種鋁合金可以很好地應(yīng)用于鋰離子電池箱體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較低的部位，例如側(cè)板、端板等，從而極大地降低成本；同時(shí)滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)力學(xué)強(qiáng)度要求。

10、在一些可選的實(shí)施方案中，鋁合金的成分及其質(zhì)量百分比為：

11、si?0.45％-0.50％；fe≤0.25％；cu?0.10％-0.15％；mn≤0.05％；mg0.45％-0.51％；cr≤0.05％；zn≤0.05％；ti≤0.05％；余量為al及不可避免的雜質(zhì)。

12、上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步嚴(yán)格控制各個(gè)元素的含量在上述的范圍內(nèi)，獲得了綜合性能更好的鋁合金。

13、在一些可選的實(shí)施方案中，mg和si的質(zhì)量比為0.9-1.0。

14、上述技術(shù)方案中，控制mg和si的質(zhì)量比為0.9-1.0，鋁合金的強(qiáng)度、淬火敏感性以及擠壓性能均能更好地控制在目標(biāo)范圍。

15、在一些可選的實(shí)施方案中，以質(zhì)量百分比計(jì)，mn+mg+zn≤0.55％。

16、上述技術(shù)方案中，控制mn+mg+zn≤0.55％，可以使得鋁合金的強(qiáng)度、淬火敏感性以及擠壓性能均能更好地控制在目標(biāo)范圍。

17、在一些可選的實(shí)施方案中，以質(zhì)量百分比計(jì)，不可避免的雜質(zhì)≤0.10％。

18、在一些可選的實(shí)施方案中，不可避免的雜質(zhì)包括多種成分時(shí)，單個(gè)成分的質(zhì)量百分比計(jì)小于等于0.03％。

19、上述技術(shù)方案中，控制單個(gè)成分的雜質(zhì)的質(zhì)量百分比計(jì)小于等于0.03％，可以避免單個(gè)成分聚集，使得鋁合金性能穩(wěn)定。

20、在一些可選的實(shí)施方案中，鋁合金在冷卻強(qiáng)度為5℃/s的風(fēng)冷淬火的條件下具有以下特征：

21、(a)、鋁合金的抗拉強(qiáng)度≥260mpa；

22、(b)、鋁合金的屈服強(qiáng)度≥240mpa；

23、(c)、鋁合金的斷后延伸率≥8％。

24、淬火冷卻強(qiáng)度越高，鋁合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后延伸率性能更優(yōu)。

25、上述的技術(shù)方案中，鋁合金在冷卻強(qiáng)度為5℃/s的風(fēng)冷淬火的條件下，可以具有鋁合金的抗拉強(qiáng)度≥260mpa；鋁合金的屈服強(qiáng)度≥240mpa；鋁合金的斷后延伸率≥8％的目標(biāo)。

26、水冷或霧冷淬火，會(huì)導(dǎo)致淬火時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力分布不均勻，會(huì)造成型材變形，如平面度、長(zhǎng)度方向的彎曲和扭擰，無(wú)法滿(mǎn)足鋰離子電池箱體的使用要求。

27、上述技術(shù)方案，可以在風(fēng)冷淬火條件下實(shí)現(xiàn)鋁合金的抗拉強(qiáng)度≥260mpa；鋁合金的屈服強(qiáng)度≥240mpa；鋁合金的斷后延伸率≥8％，極大地改善了霧冷、水冷等高淬火冷卻強(qiáng)度下產(chǎn)品冷卻不均產(chǎn)生的變形不良，極大地提高了產(chǎn)品合格率。

28、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種鋁合金的制備方法，包括：

29、按照前述第一方面提供的鋁合金的成分及其質(zhì)量百分比進(jìn)行配料，獲得原料；

30、將原料進(jìn)行熔化、精煉、除氣、除渣、熔鑄，得到鋁合金棒；

31、將鋁合金棒進(jìn)行均質(zhì)處理后冷卻。

32、在一些可選的實(shí)施方案中，將鋁合金棒進(jìn)行均質(zhì)，包括：

33、將鋁合金棒于530℃～540℃保溫，保溫時(shí)間7h～9h。

34、在上述的均質(zhì)工藝條件下，可以使鋁合金棒中的合金元素原子擴(kuò)散來(lái)消除或減少晶體內(nèi)化學(xué)成分和組織的不均勻性；可以改善鋁合金棒的內(nèi)部組織、消除或減少鋁合金棒殘余應(yīng)力，改善鋁合金棒機(jī)械加工性能，同時(shí)提高塑性、降低變形抗力，使鋁合金棒的熱加工工藝性能得以改善。

35、在一些可選的實(shí)施方案中，將鋁合金棒冷卻，包括：

36、將鋁合金棒采用風(fēng)霧冷卻至＜250℃后再水冷至室溫。

37、在上述的冷卻工藝條件下，可以使鋁合金棒組織、枝晶偏析消除，晶間未溶解的非平衡化合物溶解，鋁合金棒合金晶界上的多相結(jié)晶化合物基本擴(kuò)散均勻，使鋁合金棒成分和組織均勻化。

38、在一些可選的實(shí)施方案中，鋁合金的制備方法還包括：

39、將冷卻后的鋁合金棒進(jìn)行加熱、擠壓、強(qiáng)風(fēng)冷淬火、拉伸矯直、鋸切獲得鋁型材；

40、強(qiáng)風(fēng)冷淬火的溫度控制在500℃-530℃；淬火冷卻強(qiáng)度最小為5℃/s。

41、上述技術(shù)方案中，鋁合金棒可以通過(guò)風(fēng)冷淬火后，進(jìn)行型材加工；相對(duì)于常規(guī)的水冷或霧冷淬火；上述技術(shù)方案可以改善了霧冷、水冷等高淬火冷卻強(qiáng)度下產(chǎn)品冷卻不均產(chǎn)生的變形不良，極大地提高了產(chǎn)品合格率，能夠更好地應(yīng)用于鋰離子電池的箱體。

42、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種用于封裝電池的箱體，該用于封裝電池的箱體包括前述第二方面的鋁合金。

43、第四方面，本技術(shù)實(shí)施例提供電池，電池包括第三方面提供的用于封裝電池的箱體。

44、第五方面，本技術(shù)實(shí)施例提供用電裝置，用電裝置包括第四方面提供的電池。