動力電池殼體用鎂合金及使用該鎂合金的動力電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及動力電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及動力電池殼體材料及使用該殼體材料的 動力電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，新能源汽車是將來的發(fā)展趨勢，而目前新能源汽車還不能完全取代燃 油汽車，電池的能量密度低和價格高是目前較大的瓶頸。
[0003] 而對于電動汽車（EV)的電池，為了降低成本，減輕重量，目前業(yè)界大部分是采用 的鋁殼。其密度較輕，價格相對便宜。
[0004] 但是，動力電池容量都較大，殼體相應(yīng)也大，考慮到強度等原因，目前鋁殼的殼體 壁厚做到0. 6mm已經(jīng)很難繼續(xù)往輕薄的方向優(yōu)化了。而這種鋁殼結(jié)構(gòu)的動力電池（比如 20Ah)，殼體重量占了機構(gòu)件重量的80 %以上。
[0005] 所以，有必需提供一種密度輕，強度好且能不容易電化學(xué)腐蝕的材料取代目前的 鋁合金。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題本發(fā)明提供一種動力電池殼體材料、動力電池殼體及使用 該殼體的動力電池。
[0007] 本發(fā)明一方面提供一種動力電池殼體材料，所述電池殼體材料是鎂合金，所述鎂 合金包括79重量％~98重量％的Mg、1重量％~20重量％的A1和0. 1重量％~1重量％ 的Mn。鎂含量越高，強度越大，且密度更輕，但是綜合考慮焊接及拉伸性能，加一定比例的鋁 及錳。
[0008] 優(yōu)選所述鎂合金包括85重量％~95重量％的1%、3重量％~12重量％的八1和 〇. 1重量％~〇. 8重量％的]^。
[0009] 更優(yōu)選所述鎂合金包括88重量％~94重量％的Mg、5重量％~10重量％的A1 和〇. 1重量％~〇. 5重量％的]^。
[0010] 本發(fā)明另一方面提供一種由上述鎂合金制成的動力電池殼體。
[0011] 所述殼體是由所述動力電池殼體用鎂合金通過拉伸或擠壓成型。
[0012] 所述電池殼體四周壁厚為0.3~1.2mm，底部壁厚為0.3~2mm。底部壁厚比四周 壁厚大主要是基于拉伸特性考慮，底部厚度通常就是殼體拉伸的基材厚度，也就是說，假如 拉伸側(cè)邊壁厚〇. 8mm的殼體，需要采用的基材是通常在1. 0mm~1. 5_，而殼體底部是不拉 伸的，所以底部壁厚會與基材厚度一致，比側(cè)壁厚度大。電池的頂蓋也同樣為鎂合金。
[0013] 所述殼體包括開口，殼體表面包括鎳、鋁或錫涂層，優(yōu)選為外表面包括鎳、鋁或錫 涂層，涂層離殼體開口距離為0~1〇_，因為涂層的鎳、鋁或錫涂層存在，可以改善電池殼 體的焊接性能。
[0014] 所述動力電池殼體包括開口，所述鎳、鋁或錫涂層離殼體開口距離為0~10_。
[0015] 本發(fā)明另一方面提供一種包括上述電池殼體的動力電池。
[0016] 本發(fā)明采用的鎂合金殼體材料強度為270MPa以上。而目前常用的鋁殼材料A1 3003-H14鋁合金的強度為145MPa~195MPa。同樣壁厚，材料強度及硬度越大，殼體變形越 小，且更不容易破裂。也就是說電池殼體采用鎂合金可以做得更薄。另外，本發(fā)明的鎂合金 的密度只有1. 79~1. 93g/cm3,而現(xiàn)有動力電池殼體的鋁合金A13003密度為2. 7g/cm3。因 此，本發(fā)明的動力電池與現(xiàn)有動力電池相比，電芯重量減輕，能量密度提高，成本降低。本發(fā) 明提供一種電化學(xué)性能穩(wěn)定，密度輕的電池殼體材料鎂合金。并且本發(fā)明的鎂合金與現(xiàn)有 作為電池殼體的鋁合金相比抗電化學(xué)腐蝕性更好。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明的動力電池的示意圖。
[0018] 其中，附圖標(biāo)記說明如下：
[0019] 1電池殼體、2頂蓋組件
【具體實施方式】
[0020] 以下將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限 于此。
[0021] 鎂合金
[0022] 實施例 1 :90. 44% Mg，8. 69% A1，0. 18% Mn，0. 69% Zn
[0023] 實施例 2 :93. 67% Mg，6. 02% A1，0? 26% Mn，0? 05% Zn
[0024] 鋁合金
[0025] 對比例 1 :0? 002% Mg，98. 28% Al，1. 08% Mn，0. 638% Fe
[0026] 對比例 2 :0? 60% Mg，97. 13% Al，1. 12% Mn，1. 15% Fe
[0027] 密度測量方法：取lOx lOx 1mm的片材，計算出其體積為100mm3,即0. lcm3。然后 用電子稱稱重量，通過重量除以體積即可得出密度。
[0028] 拉伸強度檢測方法：取50 (長）x 12. 5 (寬）x 1 (厚）mm片材，把片材長度方向兩 端分別固定于拉力計兩頭，拉力計一頭固定，另一頭可以給片材施加力F(單位：N)，直至片 材拉斷。而拉斷面截面積S = 12. 5x1 = 12. 5mm2。拉伸強度〇 = F/S。
[0029] 測試結(jié)果如下表1。
[0030] 表1 :合金性能測試結(jié)果
[0031]
[0032] 動力電池
[0033] 如圖1所示，動力電池包括：電池殼體1、收容于電池殼體1內(nèi)的電芯（圖中未示 出）、灌注于電池殼體1內(nèi)的電解液（圖中未示出）、介于電池殼體1與電芯之間的絕緣件 (圖中未示出）、密封安裝于電池殼體1上帶正負極柱的電池頂蓋組件2。鎂合金殼體1與 頂蓋組件2采用焊接密封。正負極極柱與鎂合金頂蓋組件2之間采用傳統(tǒng)的鉚接或卡簧結(jié) 構(gòu)，用氟橡膠或PFA密封。防爆閥與頂蓋組件2之間采用激光焊接密封，防爆閥材質(zhì)可以是 鎂合金或鋁合金。電池殼體1材料為實施例1~2的鎂合金或?qū)Ρ壤?~2的鋁合金。電 池殼體1通過拉伸或擠壓成型。電池殼體1四周壁厚是0. 6mm、底部壁厚是1. 0mm。殼體1 外形尺寸是21x 173x 85mm。
[0034] 重量測量方法：分別取外形尺寸21x 173x 85mm，側(cè)邊壁厚0. 6mm，底部壁厚1. 0mm 的殼體1，用電子稱稱重量。
[0035] 抗壓強度檢測方法：分別取外形尺寸21x 173x 85mm，側(cè)邊壁厚0.6mm，底部壁厚 1.0mm的殼體1，開口與頂蓋片激光焊接密封，頂蓋片開一小孔，用一根高壓管插入小孔并 密封四周，高壓管另一端連接高壓氣體。逐漸給殼體1施壓直至殼體1爆破。記錄氣壓大 小。
[0036] 測試結(jié)果如下表2。
[0037] 表2 :動力電池性能測試結(jié)果
[0038]
[0039] 從表2中可以看出，采用本發(fā)明的鎂合金作為電池殼體1的電池重量及抗壓強度 (實施例1和2)相對于傳統(tǒng)鋁合金（對比例1和2)有很大的優(yōu)勢，其重量遠低于傳統(tǒng)鋁合 金電池，可大大提高電池的重量能量密度；同時抗壓強度有了很大的提高，大大提高動力電 池的抗壓性能。
[0040] 以上實施例僅用于解釋說明本發(fā)明的構(gòu)思，并不意在限定本發(fā)明。當(dāng)然，本發(fā)明還 可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng) 可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附 的權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種動力電池殼體用鎂合金，其特征在于，包括79重量％~98重量％的1%、1重 量％~20重量％的Al和0. 1重量％~1重量％的Mn。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池殼體用鎂合金，其特征在于，所述鎂合金包括85重 量％~95重量％的]\%、3重量％~12重量％的41和0.1重量％~0.8重量％的]\111。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的動力電池殼體用鎂合金，其特征在于，所述鎂合金包括88重 量％~94重量％的Mg、5重量％~10重量％的Al和0. 1重量％~0. 5重量％的Mn。4. 一種動力電池殼體，其特征在于，由權(quán)利要求1-3任一項所述的動力電池殼體用鎂 合金制成。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力電池殼體，其特征在于，所述殼體是由所述動力電池殼 體用鎂合金通過拉伸或擠壓成型。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力電池殼體，其特征在于，所述動力電池殼體四周壁厚為 0? 3~I. 2mm，底部壁厚為0? 3~2mm。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力電池殼體，其特征在于，所述殼體表面包括鎳、鋁或錫涂 層。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的動力電池殼體，其還包括開口，所述鎳、鋁或錫涂層離殼體開 口距離為〇~10mm〇9. 一種動力電池，其特征在于，包括權(quán)利要求4-8任一項所述的動力電池殼體。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種動力電池殼體用鎂合金，其特征在于，包括79重量％～98重量％的Mg、1重量％～20重量％的Al和0.1重量％～1重量％的Mn。還提供該鎂合金制成的電池殼和包括該電池殼的動力電池。本發(fā)明的動力電池與現(xiàn)有動力電池相比，電芯重量減輕，能量密度提高，成本降低。
【IPC分類】H01M2/02
【公開號】CN104953049
【申請?zhí)枴緾N201510262146
【發(fā)明人】李全坤, 鄧平華, 王鵬, 吳凱, 陳圣旺
【申請人】寧德時代新能源科技有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月21日