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防爆阀用Al3003,极柱选Al1060?一文读懂方形锂电池的“刚柔密码”!

2025-06-12 14:50
锂电解码
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都是铝合金,为啥锂离子电池中顶盖片和防爆阀采用Al3003,而正、负极柱采用Al1060?这篇文章揭秘方形锂电池关键部件选材逻辑,材料特性如何精准匹配功能需求。

汽车动力电池盖板三维模型

1. 材料特性与功能适配

顶盖片和防爆阀(Al3003): 

成分与性能:Al3003属于铝-锰合金(Al-Mn系),主要合金元素为锰(Mn),含少量铁(Fe)、铜(Cu)等。

铝合金的主要化学成分和物理性能参数

其特点是: 

焊接性能好:适合激光焊接工艺,焊接后变形小、精度高,满足密封性要求(如防爆阀需与顶盖片激光焊接)。

抗腐蚀性优良:作为电池外壳的关键部件,需长期抵抗电解液腐蚀。

冲压加工性优:防爆阀为薄壁件(爆破区厚度仅0.1mm),需高成形性;Al3003的退火状态塑性高,适合冲压复杂结构(如防爆阀刻痕)。

应用场景:防爆阀需在电池内部气压过高时精准爆破泄压(爆破压力0.9±0.05MPa),Al3003的稳定机械性能和抗疲劳性更可靠。

正、负极柱(Al1060): 

成分与性能:Al1060为工业纯铝(纯度≥99.6%),主要特性包括: 

导电导热率高:极柱需高效传导电流,Al1060的导电性优于含锰的Al3003。

焊接性能良好:极柱需与铝块铆接后激光焊接,Al1060的低杂质含量减少焊接气孔和飞溅。

抗蚀性满足需求:虽不如Al3003,但在极柱密封圈(氟橡胶)保护下可满足使用要求。

2. 结构设计需求

防爆阀:尺寸为26×16mm,爆破区厚度仅0.1mm(宽厚比32),属于薄壁件。Al3003的强度(抗拉强度140-180MPa)和延展性可承受焊接热变形,避免翘曲导致炸火缺陷。

极柱:需配合铝块孔(直径Φ6)铆接和焊接。Al1060的软质特性便于铆接加工,且高导电性确保电流传输效率。

3. 工艺优化依据

Al3003的激光焊接熔深稳定性优于其他合金(如防爆阀焊接熔深误差仅1.8%)。

Al1060在极柱焊接中减少低熔点元素烧损,降低炸火不良率(优化工艺后炸火率降低27%)。

结论

顶盖片和防爆阀选用Al3003,因其优异的焊接性、抗蚀性和冲压成形性,确保密封安全与防爆功能;正负极柱选用Al1060,则优先满足高导电需求,同时兼顾焊接工艺稳定性。两类部件的材料选择均基于功能核心需求与工艺验证结果。

以上内容均为本人日常工作,交流,阅读文献所得,由于本人能力有限,文中阐述观点难免会有疏漏,欢迎业内同仁积极交流,共同进步!

参考资料(锂电解码资料库可下载):

1.汽车动力电池盖板激光焊接工艺研究,耿立博

2.锂离子电池顶盖技术研究进展,皮玉平

       原文标题 : 防爆阀用Al3003,极柱选Al1060?一文读懂方形锂电池的“刚柔密码”!

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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