發(fā)布時間：2020-09-03 14:04

　　 隨著社會對節(jié)能環(huán)保的日益重視,近年鋰電池的需求量越來越大。目前鋰電池主要由電池蓋、正極、隔膜、負極、電解液和電池殼七個部分組成,因此各部分的需求量也是逐年提高。作為鋰電池中最為重要的零部件,鋰電池殼用材料一直是該行業(yè)研究的熱點。其中鋁殼由于自身具有較好的塑性、韌性以及延展性等機械性能等諸多的優(yōu)點,是今后鋰電池發(fā)展必然使用的材料。然而鋰電池在使用過程中內(nèi)部壓力會逐漸增加,容易發(fā)生殼體變形破裂漏液甚至電池發(fā)生爆炸的危險,為了解決電池的氣脹爆炸隱患,國內(nèi)外鋁殼廠家紛紛在動力電池蓋板上加上防爆片,確保鋰電池的安全,因此防爆蓋板是鋁殼鋰電池上一個極為重要的結(jié)構(gòu)件。沖壓一體式防爆片所需原料的抗拉強度需要滿足在130MPa-160MPa的范圍內(nèi),屈服強度不小于85MPa并且延伸率不能小于8%。由于受到材料性能的限制,國內(nèi)大部分一體式防爆片的原材料需要依賴進口沖壓板,因此急需開發(fā)一款新型的鋁合金沖壓板,通過加工工藝以及熱處理的配套使用,在滿足沖壓板力學(xué)性能的同時,合理調(diào)整材料內(nèi)部的織構(gòu)種類及含量,降低各項異性,提高材料的深沖性能。本文以實驗室熔煉的Fe-Si-Mn新型鋁合金鑄錠為對象,研究了不同中間退火方案、終軋道次壓下量以及時效處理條件下材料的組織、力學(xué)性能以及織構(gòu)的變化,得出了以下的規(guī)律:1)在不同退火時間以及退火溫度的中間退火實驗中,溫度的增加或者退火時間的延長都會導(dǎo)致材料硬度的降低,而且溫度越高,硬度降低越快,但最終都會趨于穩(wěn)定的數(shù)值,約為30HV;將再結(jié)晶體積分數(shù)為50%時作為比較標準從硬度變化曲線中找出三個退火溫度中開始再結(jié)晶的時間,分別是340℃保溫13min、360min保溫8min和380℃保溫3min。通過阿累尼烏斯公式進行計算,作出lg t-1/T圖,求出直線斜率,得到Fe-Si-Mn鋁合金的再結(jié)晶激活能為131.4KJ/mol。得到退火溫度與退火時間的關(guān)系式為1/T=1.38×10~(-3)+2.014×10~(-4)lg t。2)隨著退火后終軋壓下量的增加,材料的抗拉強度逐漸上升而延伸率呈降低趨勢。并且材料中的Cube織構(gòu)與Copper織構(gòu)強度逐漸降低,最終轉(zhuǎn)變?yōu)锽rass織構(gòu),其中Cube織構(gòu)轉(zhuǎn)變經(jīng)過α取向線,路徑為Cube→Goss→Brass,Copper織構(gòu)經(jīng)過β取向線進行轉(zhuǎn)化,其轉(zhuǎn)變路徑為Copper→S→Brass。與此同時,45°方向的制耳的程度先減后增,結(jié)合r值與杯突值發(fā)現(xiàn)壓下量在0.5 mm時材料有最好的成型性能,此時Cube織構(gòu)、Goss織構(gòu)與其余變形織構(gòu)的強度比為1:1,材料具有最好的各向異性,深沖性能也最好。3)在100℃的時效處理實驗中,材料的晶粒形態(tài)以及強度沒有發(fā)生明顯的變化,但是軋制壓應(yīng)力的消除導(dǎo)致退火后延伸率出現(xiàn)降低現(xiàn)象,隨著退火時間的增加,殘余應(yīng)力的進一步消除使得延伸率又出現(xiàn)上升趨勢;與此同時材料中影響0°或者90°方向制耳的織構(gòu)體積分數(shù)與影響45°方向制耳的織構(gòu)之比分別約為1:5、1:4.7和1:3.5,比例差呈現(xiàn)逐漸降低趨勢,所以杯突值逐漸升高,由于未退火時材料中存著殘余應(yīng)力,因此影響到了材料本身的性能,使得深沖性能大幅降低。
【學(xué)位單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM912
【部分圖文】：

行業(yè)銷售收入為 695 億元、新能源汽車 2017 年分別增長至 757 億元和 780 億元要由電池蓋、正極、隔膜、負極、電解液和是逐年提高[2-3]。作為鋰電池中最為重要熱點。方面的運用種類及特點包括塑料、不銹鋼、鋁塑復(fù)合膜和鋁合金易組合和外形精美等優(yōu)點，但缺點是重械強度高、散熱好、易焊接、耐沖擊和抗差；鋁塑復(fù)合膜電池殼體積小、攜帶方便差；鋁合金電池殼具有重量輕，成本低、合現(xiàn)代人追求輕量化的要求，愈來愈受到對鋁殼的用量以及性能要求也會越來越高

術(shù)大學(xué) 碩士學(xué)位論文 會發(fā)生變形，與此同時在保證強度的同時該材料還需要從 1.2mm 沖壓至 0.04mm 的過程中不出現(xiàn)裂紋，最終a 的氣壓之間爆破。為了滿足一體式防爆片的各項性能要要滿足在 130MPa-160MPa 的范圍內(nèi)，屈服強度不小于 。由于受到材料性能的限制，國內(nèi)大部分一體式防爆片其余廠家只能采用分體式防爆片來替代一體式防爆片。

a 的氣壓之間爆破。為了滿足一體式防爆片的各項性能要要滿足在 130MPa-160MPa 的范圍內(nèi)，屈服強度不小于 。由于受到材料性能的限制，國內(nèi)大部分一體式防爆片其余廠家只能采用分體式防爆片來替代一體式防爆片。圖 1.3 鋁合金一體式防爆片蓋板Fig.1.3 One-piece flameproof cover plate of aluminium alloy體式加工的鋰電池防爆片，本體厚度同樣為 1.2mm，但板形成防爆片，再利用激光焊接到本體上得到。該產(chǎn)品的焊接還會存在焊縫質(zhì)量的問題，導(dǎo)致材料的成品率降低高等諸多問題。

【參考文獻】

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本文編號：2811542