当前位置: 压铸 >> 压铸前景 >> 动力电池及储能电池常用的铝合金铜合金
铝合金是新能源动力电池及储能电池行业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。方壳电芯外壳、方壳电芯盖板、方壳电芯极柱、软包电芯正极极耳、模组外壳、端板一般使用形变铝合金,部分模组端板使用铸造铝合金。
动力电池及储能电池中常用的铝合金、铜合金、镍合金相关应用及牌号如下:
软包电芯正极极耳金属牌号为AL--O态,纯度99.5%,抗拉强度≥75MPa,伸长率≥20%,AL-铝合金为纯铝中添加少量铜元素形成,具有极佳的成形加工特性、高耐腐蚀性、良好的焊接性和导电性。
软包电芯负极极耳金属牌号为TU1-M态,表面镀镍,纯度99.97%,抗拉强度≥MPa,伸长率≥40%,TU1为无氧铜(TU1、TU2和高纯、真空无氧铜),氧和杂质含量极低,纯度高,导电导热性极好,延展性极好,透气率低,无“氢病”或极少“氢病”,加工性能、焊接、耐蚀耐寒性均好。
模组电压采样镍片、圆柱电芯模组汇流排金属牌号为N6-Y2态(镍带状态:软M,半硬Y2,硬Y),N6为纯镍,6号镍,镍带纯度在99.5%到99.95%之间,厚度一般在0.03mm到0.8mm,宽度2mm到mm。硬度主要分为M(软态),1/4(四分之一硬),Y2(半硬),3/4Y(四分之三硬),Y(硬态)。电池镍片抗腐蚀、导电强,容易焊接可塑性,容易上锡。
软包电芯模组正负铜排、汇流铜排金属牌号为T2-H04态,表面镀镍,T2为普通紫铜排(T1、T2、T3、T4),紫铜是铜含量很高的铜,其它杂质总含量在1%以下。紫铜排因呈现紫红色而得名。它不一定是纯铜,有时还加入少量脱氧元素或其他元素,以改善材质和机能,因此也归入铜合金。紫铜排的电导率和热导率仅次于银,广泛用于制作导电、导热器材。紫铜排在大气、海水和某些非氧化性酸(盐酸、稀硫酸)、碱、盐溶液及多种有机酸(醋酸、柠檬酸)中,有良好的耐蚀性,用于化学产业。另外,紫铜排有良好的焊接性,可经冷、热塑性加工制成各种半成品和成品。
软包电芯模组汇流铝排金属牌号为AL--H24态,属于纯铝合金,铝含量达99.6%,是一种常用的铝合金,生产过程比较单一,技术相对于比较成熟,价格相对于其它合金铝板有巨大优势。有良好的延伸率以及抗拉强度,能够满足常规的加工要求(冲压,拉伸)成型性高。
方形模组汇流铝排金属牌号为AL--O态。
模组外壳、侧板金属牌号为AL--O态,的主要合金元素为镁,具有良好的成形加工性能、抗蚀性、焊接性,中等强度,用于制造飞机油箱、油管、以及交通车辆、船舶的钣金件,仪表、街灯支架与铆钉、五金制品、电器外壳等。
模组端板常用金属牌号有AL--T6态、AL--O态、AL--T6态,也有少部分厂商用ADC10、ADC12。是代表性的挤出用合金,强度比低,挤出性良好,可作复杂的断面形状之形材,耐蚀性及表面处理性均佳,热处理强化,冲击韧性高,对缺口不敏感,有不错的热塑性,焊接性能和耐蚀性优良,无应力腐蚀开裂倾向,在热处理可强化型铝合金中,Al-Mg-Si系合金是没有发现应力腐蚀开裂现象的合金。合金中的主要合金元素为镁及硅,具有中等强度,良好的抗腐蚀性,可焊接性,氧化效果好,广泛应用于要求有一定强度和抗菌素蚀性高的各种工业结构件,如制造卡车、搭式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工,工业用料比较广泛等。ADC10的铸造性、耐压性好,适合制造大型压铸件。力学性能和切削性良好,但耐蚀性稍差。ADC12是一种压铸铝合金,适合气缸盖罩盖、传感器支架、盖子、缸体类等
对于铝合金、铜合金、镍合金的基本状态选取,绝大多数时候都是出于模组制造激光焊接工艺的角度来考虑。
软包电池的正极使用铝(Al)材料,负极使用镍(Ni)材料(主要用在数码类小电池上),负极也有铜镀镍(Ni—Cu)材料(主要应用于动力电池和储能电池),它们都是由胶片和金属带两部分复合而成。黑胶极耳,一般用在中低端数码类小电池上。黄胶极耳,一般用在中低端动力电池和高倍率电池上。白胶极耳,一般用在高端数码电池、动力电池和高倍率电池上。
扩展:6系铝与6系铝之间焊接,存在着低熔点共晶物,容易产生焊接热裂纹。焊缝熔池中的低熔点共晶物是形成焊接热裂纹的主要原因之一(焊接应力也容易产生焊接热裂纹)。
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