一种高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢，其包括基板和覆盖于基板表面的Fe

【技术实现步骤摘要】
一种高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种钢材及其制造方法，尤其涉及一种预镀镍电池壳钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着圆柱形动力电池在新能源汽车以及电动二轮车等应用领域的快速发展，市场和用户对于动力电池单体的能量密度以及电池服役安全性能也提出了更高要求。
[0003]在生产动力电池时，依据GB/T 31485
‑
2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》，其要求单体动力电池能够满足严苛的海水浸泡以及加热测试。这一国家生产标准对于动力电池壳体用材提出了更高的耐蚀性以及耐热性能要求。
[0004]目前，国内低端电池壳主要采用普冷电池壳钢冲制后进行滚镀镍处理，该方法不仅环境污染大，而且存在电池壳镀层不均匀以及电池壳内部深盲孔漏镀现象，会严重影响电池寿命。
[0005]为了避免上述缺陷，已有部分厂商开始研发采用预镀镍电池壳钢，预镀镍电池壳钢不仅具有镀层均匀可控制，环境友好等特点，而且能有效改善冲制钢壳耐蚀性，延长电池使用寿命，被逐渐应用于生产高性能锂离子动力电池。
[0006]公开号为CN100560770C，公开日为2009年11月18日，名称为“平面各向同性优良的电池壳用钢及其制造方法”的中国专利文献，公开了一种普冷电池壳用钢，其采用低碳铝镇静钢成分体系生产电池壳钢，其化学元素组成成分重量百分比为：C≤0.01
‑
0.05％、Si≤0.03％、Mn：0.10
‑
0.5％、P≤0.02％、S：≤0.015％、Al：0.01
‑
0.1％、N:0.002％
‑
0.007％、Ti:0.005
‑
0.02％，其余为Fe和不可避免的夹杂。该技术方案采用罩式炉退火以改善普冷电池壳钢平面各向同性，但是由于带钢表面没有涂覆镀镍层，且带钢中未添加助于改善带钢耐蚀性的微合金元素，无法满足动力电池高耐蚀的服役条件。
[0007]公开号为CN109136444A，公开日为2019年1月4日，名称为“快速、减薄冲压加工的新能源汽车电池壳用钢及生产方法”的中国专利文献，公开了一种快速、减薄冲压加工的新能源汽车电池壳用钢及生产方法，其采用超低碳钢成分体系生产普冷电池壳钢，化学成分组成为：C：0.0030
‑
0.0060％、Mn：0.1
‑
0.2％、Si：≤0.03％、Als：0.05
‑
0.09％、Ti:0.05
‑
0.07％、P≤0.015％、S≤0.012％、N≤0.004％，余量为Fe及不可避免的杂质。该技术方案通过优化钢中C以及Ti含量，改善电池壳钢冲制过程中的成形性，但使用超低碳电池壳钢冲制的电池壳由于C含量较低，不能在受热状态下有效保证电池壳的组织稳定，从而极大影响动力电池的抗热失效能力；此外，普冷带钢冲制的电池壳不能满足动力电池严苛的耐蚀性要求。
[0008]公开号为CN105431959A，公开日为2016年3月23日，名称为“电池容器用表面处理钢板、电池容器以及电池”的中国专利文献公开了一种电池容器用表面镀镍处理钢板生产制造方法，但是对于镀镍用基材化学成分未作明确限定，仅表示使用低碳铝镇静钢(碳含量0.01重量％
‑
0.15％重量％)，碳含量在0.003重量％以下的超低碳钢、或在超低碳钢中添加
Ti、Nb等而成的非时效性超低碳钢(该条款未在权利要求说明书中说明)。然而带钢基材中Cu以及Cr等微合金元素的调控对镀镍钢带耐蚀性能具有较大影响，仅仅通过控制镀镍带钢基材中的碳元素含量以及表面镀镍处理不能满足国家标准对动力电池苛刻的耐蚀以及耐热检测要求。
[0009]综上所述，上述现有技术所公开的诸多钢材仍然难以满足动力电池严苛的耐蚀以及耐热检测要求。基于此，针对现有技术中所存在的不足，为解决现有电池壳钢耐蚀性差，耐热能力弱等缺陷，本专利技术期望获得一种新的高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的之一在于提供一种高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢，该高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢的性能十分优异，其克服了普通电池壳钢耐蚀性以及耐热性能差的缺点。该高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢的屈服强度≥200MPa、抗拉强度≥300MPa、断后伸长率≥30％、塑性应变比≥0.7，其可以用于制得电池壳，并能够满足动力电池严苛的测试条件和服役环境，延长电池寿命，具有十分良好的推广前景和应用价值。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢，其包括基板和覆盖于基板表面的Fe
‑
Ni合金层，所述基板含有Fe和不可避免的杂质，所述基板还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：
[0012]C：0.02～0.065％、0＜Si≤0.03％、Mn：0.1～0.32％、0＜S≤0.01％、Cu：0.005～0.03％、Ni：0.005％～0.035％、Cr：0.015～0.065％、0＜Ti≤0.002％。
[0013]进一步地，在本专利技术所述的高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢中，所述基板的各化学元素质量百分含量为：
[0014]C：0.02～0.065％、0＜Si≤0.03％、Mn：0.1～0.32％、0＜S≤0.01％、Cu：0.005～0.03％、Ni：0.005％～0.035％、Cr：0.015～0.065％、0＜Ti≤0.002％。余量为Fe和不可避免的杂质。
[0015]在本专利技术中，本专利技术所述的高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢针对钢材基板进行了合理的化学成分设计并配合采用优化的制造工艺，其可以在保证钢材具有优异冲压成形性能的同时，提升钢材冲壳后的耐蚀性以及耐热性。
[0016]在本专利技术所述的高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢的基板中，各化学元素的设计原理如下所述：
[0017]C：在本专利技术所述的高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢的基板中，C是钢中最普通的元素，钢中添加C元素会使钢材的强度上升，塑性下降。此外，适量的C元素能与钢中的Ti、Cr等微合金元素形成细小弥散分布的碳化物，从而有效钉扎晶界，阻碍钢材在受热状态下的晶粒的异常长大，提高钢材在高温状态下的组织稳定性，提高使用该钢材冲制电池壳的耐热能力。为此，为了适当提升动力电池壳强度以改善钢壳耐压性能，在本专利技术所述的高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢的基板中，控制C元素的质量百分含量控制在0.02～0.065％之间。
[0018]Si：在本专利技术所述的高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢的基板中，Si元素能够以固溶强化形式提高钢板强度，从而适当提升钢板冲制的电池壳强度，改善钢壳耐压性能；此外，当Si与Cu元素共存时，还有利于提高钢材的耐腐蚀性能。但需要注意的是，钢中不宜添加过量的Si，当Si元素含量过高时，会使得钢板的热加工性能和焊接性能变差。因此，需要将Si元
素的质量百分含量控制在合理范围内，以在确保材料加工性能的同时，提高材料的耐蚀性能。基于此，在本专利技术所述的高耐蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢，其包括基板和覆盖于基板表面的Fe
‑
Ni合金层，所述基板含有Fe和不可避免的杂质，其特征在于，所述基板还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：C：0.02～0.065％、0＜Si≤0.03％、Mn：0.1～0.32％、0＜S≤0.01％、Cu：0.005～0.03％、Ni：0.005％～0.035％、Cr：0.015～0.065％、0＜Ti≤0.002％。2.如权利要求1所述的高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢，其特征在于，所述基板的各化学元素质量百分含量为：C：0.02～0.065％、0＜Si≤0.03％、Mn：0.1～0.32％、0＜S≤0.01％、Cu：0.005～0.03％、Ni：0.005％～0.035％、Cr：0.015～0.065％、0＜Ti≤0.002％；余量为Fe和不可避免的杂质。3.如权利要求1或2所述的高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢，其特征在于，在不可避免的杂质中，P≤0.015％。4.如权利要求1或2所述的高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢，其特征在于，所述基板还含有0＜B≤0.003％。5.如权利要求1或2所述的高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢，其特征在于，所述基板的微观组织为铁素体+渗碳体，且渗碳体的体积百分比≤15％。6.如权利要求1或2所述的高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢，其特征在于，所述基板的晶粒度为10
‑
12级。7.如权利要求1或2所述的高耐蚀耐热预镀镍电池壳钢，其特征在于，所述Fe
‑
Ni合金层的表面Fe元...

【专利技术属性】
技术研发人员：何煜天，孟庆格，罗晓亮，李秀军，戴竞舸，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：