动力电池壳体用镁合金及使用该镁合金的动力电池制造技术

本发明专利技术提供一种动力电池壳体用镁合金，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。还提供该镁合金制成的电池壳和包括该电池壳的动力电池。本发明专利技术的动力电池与现有动力电池相比，电芯重量减轻，能量密度提高，成本降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及动力电池
，具体涉及动力电池壳体材料及使用该壳体材料的 动力电池。
技术介绍
众所周知，新能源汽车是将来的发展趋势，而目前新能源汽车还不能完全取代燃 油汽车，电池的能量密度低和价格高是目前较大的瓶颈。 而对于电动汽车（EV)的电池，为了降低成本，减轻重量，目前业界大部分是采用 的铝壳。其密度较轻，价格相对便宜。 但是，动力电池容量都较大，壳体相应也大，考虑到强度等原因，目前铝壳的壳体 壁厚做到0. 6mm已经很难继续往轻薄的方向优化了。而这种铝壳结构的动力电池（比如 20Ah)，壳体重量占了机构件重量的80 %以上。 所以，有必需提供一种密度轻，强度好且能不容易电化学腐蚀的材料取代目前的 铝合金。
技术实现思路
为解决现有技术的问题本专利技术提供一种动力电池壳体材料、动力电池壳体及使用 该壳体的动力电池。 本专利技术一方面提供一种动力电池壳体材料，所述电池壳体材料是镁合金，所述镁 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。镁含量越高，强度越大，且密度更轻，但是综合考虑焊接及拉伸性能，加一定比例的铝 及锰。 优选所述镁合金包括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]^。 更优选所述镁合金包括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]^。 本专利技术另一方面提供一种由上述镁合金制成的动力电池壳体。 所述壳体是由所述动力电池壳体用镁合金通过拉伸或挤压成型。 所述电池壳体四周壁厚为0.3~1.2mm，底部壁厚为0.3~2mm。底部壁厚比四周 壁厚大主要是基于拉伸特性考虑，底部厚度通常就是壳体拉伸的基材厚度，也就是说，假如 拉伸侧边壁厚〇. 8mm的壳体，需要采用的基材是通常在1. 0mm~1. 5_，而壳体底部是不拉 伸的，所以底部壁厚会与基材厚度一致，比侧壁厚度大。电池的顶盖也同样为镁合金。 所述壳体包括开口，壳体表面包括镍、铝或锡涂层，优选为外表面包括镍、铝或锡 涂层，涂层离壳体开口距离为0~1〇_，因为涂层的镍、铝或锡涂层存在，可以改善电池壳 体的焊接性能。 所述动力电池壳体包括开口，所述镍、铝或锡涂层离壳体开口距离为0~10_。 本专利技术另一方面提供一种包括上述电池壳体的动力电池。 本专利技术采用的镁合金壳体材料强度为270MPa以上。而目前常用的铝壳材料A1 3003-H14铝合金的强度为145MPa~195MPa。同样壁厚，材料强度及硬度越大，壳体变形越 小，且更不容易破裂。也就是说电池壳体采用镁合金可以做得更薄。另外，本专利技术的镁合金 的密度只有1. 79~1. 93g/cm3,而现有动力电池壳体的铝合金A13003密度为2. 7g/cm3。因 此，本专利技术的动力电池与现有动力电池相比，电芯重量减轻，能量密度提高，成本降低。本发 明提供一种电化学性能稳定，密度轻的电池壳体材料镁合金。并且本专利技术的镁合金与现有 作为电池壳体的铝合金相比抗电化学腐蚀性更好。【附图说明】 图1是本专利技术的动力电池的示意图。 其中，附图标记说明如下： 1电池壳体、2顶盖组件【具体实施方式】 以下将结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限 于此。 镁合金 实施例 1 :90. 44% Mg，8. 69% A1，0. 18% Mn，0. 69% Zn 实施例 2 :93. 67% Mg，6. 02% A1，0? 26% Mn，0? 05% Zn 铝合金 对比例 1 :0? 002% Mg，98. 28% Al，1. 08% Mn，0. 638% Fe 对比例 2 :0? 60% Mg，97. 13% Al，1. 12% Mn，1. 15% Fe 密度测量方法：取lOx lOx 1mm的片材，计算出其体积为100mm3,即0. lcm3。然后 用电子称称重量，通过重量除以体积即可得出密度。 拉伸强度检测方法：取50 (长）x 12. 5 (宽）x 1 (厚）mm片材，把片材长度方向两 端分别固定于拉力计两头，拉力计一头固定，另一头可以给片材施加力F(单位：N)，直至片 材拉断。而拉断面截面积S = 12. 5x1 = 12. 5mm2。拉伸强度〇 = F/S。 测试结果如下表1。 表1 :合金性能测试结果 动力电池 如图1所示，动力电池包括：电池壳体1、收容于电池壳体1内的电芯（图中未示 出）、灌注于电池壳体1内的电解液（图中未示出）、介于电池壳体1与电芯之间的绝缘件 (图中未示出）、密封安装于电池壳体1上带正负极柱的电池顶盖组件2。镁合金壳体1与 顶盖组件2采用焊接密封。正负极极柱与镁合金顶盖组件2之间采用传统的铆接或卡簧结 构，用氟橡胶或PFA密封。防爆阀与顶盖组件2之间采用激光焊接密封，防爆阀材质可以是 镁合金或铝合金。电池壳体1材料为实施例1~2的镁合金或对比例1~2的铝合金。电 池壳体1通过拉伸或挤压成型。电池壳体1四周壁厚是0. 6mm、底部壁厚是1. 0mm。壳体1 外形尺寸是21x 173x 85mm。 重量测量方法：分别取外形尺寸21x 173x 85mm，侧边壁厚0. 6mm，底部壁厚1. 0mm 的壳体1，用电子称称重量。 抗压强度检测方法：分别取外形尺寸21x 173x 85mm，侧边壁厚0.6mm，底部壁厚 1.0mm的壳体1，开口与顶盖片激光焊接密封，顶盖片开一小孔，用一根高压管插入小孔并 密封四周，高压管另一端连接高压气体。逐渐给壳体1施压直至壳体1爆破。记录气压大 小。 测试结果如下表2。 表2 :动力电池性能测试结果 从表2中可以看出，采用本专利技术的镁合金作为电池壳体1的电池重量及抗压强度 (实施例1和2)相对于传统铝合金（对比例1和2)有很大的优势，其重量远低于传统铝合 金电池，可大大提高电池的重量能量密度；同时抗压强度有了很大的提高，大大提高动力电 池的抗压性能。 以上实施例仅用于解释说明本专利技术的构思，并不意在限定本专利技术。当然，本专利技术还 可有其它多种实施例，在不背离本专利技术精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当 可根据本专利技术作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本专利技术所附 的权利要求的保护范围。【主权项】1. 一种动力电池壳体用镁合金，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. 根据权利要求1所述的动力电池壳体用镁合金，其特征在于，所述镁合金包括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. 根据权利要求2所述的动力电池壳体用镁合金，其特征在于，所述镁合金包括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. 一种动力电池壳体，其特征在于，由权利要求1-3任一项所述的动力电池壳体用镁 合金制成。5. 根据权利要求4所述的动力电池壳体，其特征在于，所述壳体是由所述动力电池壳 体用镁合金通过拉伸或挤压成型。6. 根据权利要求4所述的动力电池壳体，其特征在于，所述动力电池壳体四周壁厚为 0?本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力电池壳体用镁合金，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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李全坤，邓平华，王鹏，吴凯，陈圣旺，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35