Pozadina i utjecaj problema deformacije u aluminijskim kućištima automobilskih baterija

Aluminijska kućišta automobilskih baterija naširoko se koriste u poljima kao što su vozila s novom energijom zbog svojih strukturnih pravila i visoke gustoće energije. Međutim, zbog svojih anizotropnih strukturnih karakteristika, sklona je deformacijskim problemima kao što su nejednakosti u duljini i širini tijekom proizvodnog procesa, što može utjecati na sigurnost i radni vijek baterije. Pojava problema s deformacijom usko je povezana s višestrukim aspektima kao što su svojstva materijala, proizvodni procesi i interna kontrola okoline energetskih baterijskih jedinica. Stoga je potrebno višestruko analizirati razloge i provoditi ciljane preventivne mjere. Ovaj članak pruža-dubinsku analizu temeljnih uzroka i strategija sustavne prevencije za deformaciju aluminijskog kućišta novih energetskih automobila, pružajući tehničke reference za prakse industrijske proizvodnje.

U proizvodnom sustavu litij{0}}ionskih baterija, stabilnost strukture aluminijskog kućišta litijske baterije izravno je povezana s pouzdanošću proizvoda, a problemi s deformacijom često su rezultat sinergističkih učinaka više čimbenika kao što su svojstva materijala, kontrola procesa i unutarnja termodinamička stanja. Iz perspektive materijala i konstrukcijskih dimenzija, izbor materijala aluminijske ljuske i dizajn čvrstoće temeljni su čimbenici. Ako se koriste materijali s nedovoljnom vlačnom čvrstoćom (kao što je aluminijska legura 3003) ili debljinom ljuske manjom od 0,6 mm, skloni su deformaciji pod unutarnjim pritiskom i toplinskim naprezanjem.

U isto vrijeme, strukturne karakteristike područja zavarivanja ne mogu se zanemariti: zona utjecaja topline nastala tijekom procesa zavarivanja smanjit će lokalnu čvrstoću za 20% do 30% zbog reorganizacije rešetke, postajući područje koncentracije naprezanja koje je sklono deformaciji tijekom naknadnog naprezanja. Racionalnost postupka zavarivanja ima presudan utjecaj na stabilnost strukture ljuske. Lasersko zavarivanje, kao glavni proces, ako ulaz topline nije pravilno kontroliran (kao što je snaga veća od 300 W ili brzina zavarivanja ispod 30 mm/s), može uzrokovati da lokalne temperature u kućištima aluminijskih baterija New Energy daleko premaše točku taljenja aluminija (660 stupnjeva), što rezultira dubokim bazenom taline i naglim povećanjem stresa skupljanja pri hlađenju; Osim toga, neodgovarajući dizajn zavara (kao što je nedostatak zareza za smanjenje naprezanja u kontinuiranom prstenastom zavarivanju i širina zavara manja od 0,8 mm) može smanjiti nosivost-opterećenja zavara i dodatno povećati rizik od deformacije.

Nenormalni unutarnji tlak baterije još je jedan ključni termodinamički uzrok deformacije kućišta baterije od duboko izvučenog aluminija. Kada temperatura prijeđe 45 stupnjeva, nuspojave poput razgradnje elektrolita i abnormalnog oštećenja SEI filma unutar baterije će ubrzati proizvodnju plina. Kada unutarnji tlak prijeđe 10 kPa, gurnut će školjku da se deformira. U isto vrijeme, u potpuno napunjenom stanju, brzina ekspanzije negativne elektrode može doseći 20% do 30%. Ako razmak između ćelije baterije i unutarnje stijenke kućišta premašuje 1,0 mm (industrijski standardni razmak je 0,3-0,8 mm), aluminijsko kućište za punjenje ne može učinkovito obuzdati snagu ekspanzije i pretvorit će se u više stupnjeve slobode u okomitom smjeru, uzrokujući deformaciju pokrovne ploče ili bočne stijenke. Osim toga, odstupanja u kontroli procesa tijekom proizvodnog procesa također mogu uzrokovati ili pogoršati probleme deformacije. Na primjer, ako razmak između pokrovne ploče i ljuske premašuje 0,2 mm tijekom sastavljanja, toplinsko naprezanje tijekom zavarivanja će se superponirati s učinkom pomaka razmaka, izravno dovodeći do deformacije; Kada je stupanj vakuuma tijekom faze brtvljenja prenizak (ispod -90 kPa), vanjski atmosferski tlak će izravno djelovati na slabe dijelove ljuske, uzrokujući deformaciju pasivnog kompresije.

Kao odgovor na gore navedeni mehanizam deformacije, treba sustavno razvijati preventivne strategije s aspekta odabira materijala, konstrukcijskog dizajna, procesa zavarivanja i kontrole procesa. Što se tiče materijala i strukture, prednost treba dati materijalima od aluminijskih legura s većom vlačnom čvrstoćom (kao što je 6063 itd.), a debljina aluminijskog kućišta paketa treba biti projektirana razumno (preporučeno ne manje od 0,8 mm). Istodobno, razmak između baterije i unutarnje stijenke kućišta treba biti optimiziran, strogo kontroliran u rasponu od 0,3-0,8 mm. Što se tiče procesa zavarivanja, parametre laserskog zavarivanja treba strogo kontrolirati kako bi se izbjegla pretjerana snaga ili mala brzina zavarivanja.

U isto vrijeme, dizajn zavara treba optimizirati, treba dodati strukture za smanjenje naprezanja kako bi se osiguralo da širina zavara i proboj budu unutar razumnog raspona. Što se tiče kontrole procesa, potrebno je strogo upravljati montažnim razmakom između pokrovne ploče i paketa baterija s aluminijskim kućištem (ne većim od 0,2 mm) i osigurati da stupanj vakuuma tijekom faze brtvljenja zadovoljava zahtjeve procesa (ne manji od -90 kPa). Osim toga, potrebno je pojačati upravljanje temperaturom proizvodnog okruženja, izbjegavati da baterija bude u radnom stanju iznad 45 stupnjeva dulje vrijeme, smanjiti proizvodnju bočnog reakcijskog plina iz izvora i smanjiti rizik od porasta unutarnjeg tlaka.

Ovo je sustavni pregled mehanizma deformacije i strategija prevencijeAluminijska kućišta za automobilske baterije. Ako naiđete na tehničke probleme ili trebate daljnju podršku optimizacije procesa u stvarnoj proizvodnji, slobodno nas kontaktirajte putem platforme, a mi ćemo vam pružiti profesionalna rješenja i tehničke konzultacije.