用于電池接觸系統和母線
1060/N6鋁鎳鑲嵌復合卷，鋁母線產品由于其良好的結構、物理和化學特性而被廣泛應用于電池和電池系統中。當涉及電池接觸系統和母線時，電導率（和熱導率）對于平衡元件電阻和橫截面以滿足設計空間的要求至關重要。然而，強度、熱穩定性、疲勞性能、彎曲半徑、蠕變/松弛和可焊性等附加要求通常會相互作用，從而影響材料和回火的選擇。
鋁及其合金的電導率主要由化學成分以及金屬間相和固溶體中雜質和合金元素的分布決定。較高的雜質和合金元素濃度會降低電導率，特別是當這些元素溶解在鋁中的固溶體中時。因此，時效硬化程度對于 6xxx 合金制成的導體至關重要。此外，加工硬化對電導率有影響，因為電導率隨著變形程度的增加而降低。最后但并非最不重要的一點是，電導率對溫度敏感。
1xxx – 針對電導率進行了優化1060/N6鋁鎳鑲嵌復合卷
軟回火狀態下的高純度鋁（Al 純度為 99.9 wt% 或更高）可實現最高的電導率。然而，由于成本和體積限制，高純度合金并不常用于批量應用。相反，具有少量雜質和合金元素（< 99.9 wt% Al）的 1xxx 系列商業純鋁產品是相當典型的導體，因為它們平衡了成本、可用性和高導電性。
最常見的 1xxx 合金如下表 1 所示
表 1：用于導體的典型 1xxx 合金及其電導率
從表 1 可以明顯看出，1xxx 提供高電導率，但強度有限。因此，此類材料用于以導電性為中心設計標準且對機械和熱負荷的抵抗力次要的情況。在電池中，此類鋁通常用于電池與電池的連接以及電池接觸系統，其中機械負載相對較低，而導電性和出色的激光焊接性是必須的。然而，當涉及通過螺母和粗體連接的母線連接時，1xxx 系列鋁的有限強度會帶來限制，而其他鋁合金牌號更適合。
6xxx – 優化的強度與電導率之比6101/N6鋁鎳鑲嵌復合卷
正如引言中所強調的，高純度與固溶體中的低元素濃度相結合是實現高導電性和導熱性的關鍵。因此，當需要優異的強度電導率比時，雜質含量最低的低合金 6xxx (Al-Mg-Si) 合金很常見并且經常使用。在這方面最著名的合金是 6101B，也稱為 E-AlMgSi，它已在電子技術應用中使用了數十年。在電池技術中，此類合金用于電池電纜，并且可以替代模塊連接器中的銅。
6101B 合金含有 0.30 至 0.6 wt% 的 Si 和 0.35 至 0.6 wt% 的 Mg，可通過時效硬化有效強化，同時嚴格控制雜質濃度。通常，6xxx 合金的高強度是通過在約 530°C 下進行固溶熱處理，然后在約 160°C 至 220°C 的溫度范圍內進行空氣或水淬和人工時效來實現的。在固溶熱處理期間，Mg和Si以固溶體的形式溶解在鋁晶格中。淬火產生過飽和溶液，其中 Mg 和 Si 保留在鋁晶格中，最終時效硬化導致形成精細分散的金屬間相，從而產生強化效果，對電導率的影響非常有限。選定的溫度和均熱時間決定了人工時效和強化的程度，并包含在回火名稱中。在峰值強度回火（T6）的情況下，人工時效時間較短，以實現最高強度和良好的導電性。可以應用過度時效 (T7) 來最大限度地提高電導率，同時以受控方式降低強度。
最近，有人建議采用不同于標準固溶熱處理然后進行人工時效的改進熱機械加工（5）來提高強度與電導率之比。例如，冷加工和時效硬化的結合提供了提高強度的機會，同時保持優異的導電性。因此，可以實現高達 250MPa 的屈服強度水平和高于 32 MS/m 的電導率。雖然此類處理不屬于 T6 / T7 狀態名稱的范圍，但它們可以提供具有優異材料性能組合的材料。
表 2：6101B 的典型特性
雖然 6xxx 合金具有優異的強度傳導比，但在彎曲操作方面更具挑戰性，并且焊接可能需要額外的填充焊絲，因為 Mg 和 Si 的組合在焊接過程中引入了一定的熱裂紋敏感性。在 6xxx 系列中，長期暴露于 100°C 以上的高溫會導致微觀結構變化，從而影響材料的強度。因此，如果預計在使用中長期暴露在溫度下，則必須考慮并仔細評估熱效應。
針對熱穩定性優化的解決方案6101/N6鋁鎳鑲嵌復合卷
如上所述，當預計使用中溫度升高時，特別是當升高的溫度會導致松弛和蠕變時，使用 1xxx 和 6xxx 可能具有挑戰性。為了解決這個問題，已經開發了幾種提供改進的熱穩定性的材料，例如耐熱鋁合金。例如，如果合適的生產工藝（例如線材生產）允許在鑄造過程中采用高冷卻速率以生成過飽和溶液，則 Al-Zr (TAL) 合金可以通過形成熱穩定的 Al?3?Zr 相來提高耐熱性和強度Zr，它是形成具有適當尺寸和分布的Al?3 Zr相所必需的。
在扁軋產品范圍內，具有改進的熱穩定性和相當好的導電性的 3xxx 合金已經開發出來并投入商業使用。