Kućište litij-ionske baterije od aluminija: pregled znanja o industriji

Aluminijsko kućište litij-ionske baterije ključna je strukturna komponenta koja se koristi za kapsuliranje i zaštitu unutarnje strukture ćelija baterije. Nezamjenjiva je fizička barijera i sigurnosna komponenta u baterijskoj ćeliji. Kućište izravno određuje nepropusnost za zrak, radni vijek i sigurnosnu učinkovitost baterije-zaštite od eksplozije. To je osnovno sučelje koje povezuje kemijski sustav baterije i vanjsko okruženje za upotrebu. Iz perspektive inženjerske klasifikacije, kućišta litij-ionskih baterija uglavnom se dijele u tri oblika: kvadratna, cilindrična i mekana prema različitim oblicima pakiranja baterija. Među njima, aluminijsko kućište za prizmatična i cilindrična kućišta baterija univerzalno je rješenje za prizmatične i cilindrične baterije, dok aluminijska laminatna torbica za litij-ionske baterije predstavlja put tehnologije pakiranja za mekane baterije. Za profesionalne kupce i inženjerske klijente, razumijevanje prirode aluminijskih ljuski kao "strukturno-toplinsko-električno" više-fizičko spojno sučelje početna je točka za znanstveni odabir i procjenu dobavljača.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Prvo, precizno podudaranje razreda legura. Kroz disperzijsko jačanje elementa mangana, legura aluminij-mangana 3003 može povećati granicu tečenja na 130-150MPa bez značajnog smanjenja istezanja, što je točno u rasponu ravnoteže "otporan na izbočenje unutarnjeg plina" i "zadovoljan dubokim izvlačenjem bez pucanja". Ova je legura ojačana bez toplinske obrade, a njezina mehanička svojstva zadovoljavaju zahtjeve uporabe nakon izvlačenja, izbjegavajući rizik od deformacije dimenzija uzrokovane obradom starenjem. Drugo, kontrola ujednačenosti strukture zrna. Gruba zrna ili mješovita kristalna struktura mikroskopski su izvori pucanja izvlačenjem. Profesionalni proizvođači provode metalografske inspekcije uzorkovanja svake serije osnovnih materijala, zahtijevajući da prosječna veličina zrna bude kontrolirana na 30-60 μm, a udio jednakoosnih zrna ne smije biti manji od 85%. Slučajnost orijentacije zrna provjerava se difrakcijom povratno raspršenih elektrona kako bi se izbjegle razlike u izvedbi crtanja u različitim smjerovima zbog koncentracije teksture.

 

Treće, kvaliteta površine i inženjering pasivnog filma. Talište prirodnog aluminijevog filma je čak 2072 stupnja, što je daleko više od one kod aluminijske matrice. Ako je predebeo ili neravnomjerno raspoređen, to će utjecati na stabilnost laserskog zavarivanja. Visoko{4}}kvalitetni proizvodi od aluminijske ljuske zahtijevaju da hrapavost površine osnovnog materijala Ra bude kontrolirana na 0,2-0,4 μm, a debljina oksidnog filma ne smije prelaziti 50 nm. Tretman kemijske pasivacije može se osigurati prema zahtjevu kako bi se formirao ujednačen i kontroliran umjetni pasivacijski film, koji može značajno poboljšati širinu i konzistenciju prozora za zavarivanje. Četvrto, kompatibilnost s okolišem i dug{11}}životni dizajn. Strogo kontrolirajte visoko{14}}potencijalne nečistoće kao što su bakar i nikal (bakar manji ili jednak 0,05%, nikal manji ili jednak 0,01%) kako biste izbjegli lokalnu mikro{16}}koroziju baterije. Za visoko{17}}naponske sustave ili okruženja s ekstremnom vlažnošću, keramički premaz unutarnje stijenke ili karbonski premaz mogu se prilagoditi za dodatno poboljšanje kemijske inertnosti. Istodobno, mogućnost 100% recikliranja aluminijske ljuske ispunjava kupovne zahtjeve europskih i američkih kupaca za ugljičnim otiskom i kružnim gospodarstvom.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Proizvodnja aluminijskih školjki uključuje mnoge ključne procesne veze kao što su odabir materijala, obrada oblikovanja, zavarivanje, brtvljenje i površinska obrada. Što se tiče procesa oblikovanja, ljuska se uglavnom koristi tehnologijom utiskivanja i rastezljivog oblikovanja. Osim poklopca školjke, školjka od aluminijske legure obično se može razvući i oblikovati u jednom koraku. Kako bi se poboljšala učinkovitost proizvodnje i smanjilo zaglavljivanje kalupa i stope otpada, u industriji se često koriste automatizirane komponente za zatvaranje i uređaji za kontinuirano utiskivanje. Za aluminijsko kućište baterije za duboko izvlačenje, proces dubokog izvlačenja u više-prolaza srž je realizacije kvadratnog spremnika visokog omjera širine i visine - transformacija iz kružnog komada za utiskivanje u pravokutnu ljusku zahtijeva preciznu kontrolu količine deformacije i sile držača slijepog uzorka pri svakom prolazu izvlačenja. Kontrola pucanja u kutnom području je težak proces.

 

Što se tiče tehnologije zavarivanja, zavarivanje kućišta i poklopca baterije prva je prepreka za osiguranje brtvljenja, što izravno utječe na otpor napona i životni vijek baterije. Tehnologija laserskog zavarivanja za četvrtasto brtvljenje gornjeg poklopca aluminijske ljuske prošla je kontinuiranu iteraciju: u ranoj fazi, brzina zavarivanja bila je manja od 100 mm/s, a zatim se razvila do faze od 100-200 mm/s. Tehnologije kao što je lasersko hibridno zavarivanje ili lasersko{6}}zavarivanje visokofrekventnim zaokretom korištene su za poboljšanje brzine i kvalitete. U trenutnoj fazi istražuje se zavarivanje velikom-brzinom od 300 mm/s i više, korištenjem točkasto-prstenastog točkastog laserskog zavarivanja i drugih tehnologija za značajno poboljšanje stabilnosti zavarivanja i kompatibilnosti proizvoda. Lasersko zavarivanje aluminijske legure suočava se s inženjerskim poteškoćama kao što su pore, vruće pukotine i prskanje, koje je potrebno prevladati preciznom kontrolom snage i upravljanjem zaštitnim plinom.

 

Što se tiče tehnologije brtvljenja i zaštite, dizajn brtvljenja igra ključnu ulogu u pouzdanosti otpora napona baterije. Tijekom projektiranja potrebno je sustavno izračunati količinu kompresije brtvenog prstena, strukturu brtvenog utora, toleranciju montaže i deformaciju završnog poklopca. Za primjene u dubokoj vodi ili okruženjima visoke -vlažnosti, može se koristiti kombinirani dizajn strukture kabine-otporne na pritisak, unutarnje ojačanje zalivanja i radijalno brtvljenje O-prstena za otpornost na udare tlaka. Osim toga, procesi površinske obrade kao što je premazivanje plavim filmom pomažu u poboljšanju gustoće energije i proizvodnog prinosa optimiziranjem strukture premaza (kao što je raspoređivanje preklapajućeg dijela na kutnoj zakrivljenoj površini).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Polje novih energetskih vozila najvažniji je scenarij primjene aluminijskih školjki. Paketi baterija za napajanje imaju izuzetno stroge zahtjeve u pogledu visoke čvrstoće, male težine i visoke sigurnosti kućišta. Sustav litij željezo fosfata koji odgovara baterijskim ćelijama LiFePo4 LFP litij željezo fosfat naširoko se koristi u sustavima baterija za osobna i gospodarska vozila zbog svoje izvrsne toplinske stabilnosti. Aluminijska ljuska igra višestruku ulogu u provođenju topline, mehaničkoj zaštiti i električnoj izolaciji. Velika cilindrična kućišta baterija također brzo prodiru na scenu novih energetskih vozila zbog svoje visoke sigurnosti i prednosti u pogledu performansi brzog punjenja.

 

Područje sustava za pohranu energije postavilo je različite zahtjeve za pouzdanost, životni vijek i-isplativost aluminijskih školjki. Scenariji pohranjivanja energije obično zahtijevaju životni ciklus duži od 6000 puta, što zahtijeva da aluminijsko kućište održi dobru nepropusnost za zrak i strukturnu stabilnost tijekom dugo-uporabe, te neće curiti zbog mikro-korozije ili zamora od naprezanja. Velike cilindrične baterije općenito koriste rješenja za pakiranje s aluminijskom školjkom. Oslanjajući se na njihovu malu težinu, dobru toplinsku vodljivost i kontrolirane troškovne karakteristike, naširoko se koriste u cilindričnim baterijama za pohranu energije.

 

Područje potrošačke elektronike ima visoke zahtjeve za tankoću, lakoću, osjećaj i integraciju kućišta baterija. Meka{1}}omotana aluminijska-plastična folija zauzima dominantan položaj u ovom području zbog svojih prednosti kao što su mala težina, visoka gustoća energije i mali unutarnji otpor. Aluminijsko kućište za ćeliju litij-polimerske baterije orijentirano je na litij-polimerske baterije i ima jedinstvenu vrijednost u fleksibilnoj prilagodbi oblika. Područje posebne opreme ima dodatne zahtjeve za zaštitnu učinkovitost za kućišta baterija. Na primjer, kućište baterije koje koriste-roboti za duboku vodu mora izdržati pritisak vode od oko 1MPa (što odgovara dubini vode od oko 100 metara). Dizajn zahtijeva sustavan izračun debljine stijenke, rebara za pojačanje, strukture završnog poklopca i pouzdanosti brtvljenja.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ako trebate prilagoditiLiFePo4 prizmatične baterije aluminijske ćelijeza vaš sljedeći visoko{0}}sigurnosni projekt skladištenja energije ili napajanja, naš inženjerski tim može pružiti potpunu-tehničku podršku za proces od odabira materijala do strukturne simulacije kako bi osigurali da dizajn školjke savršeno odgovara vašim potrebama sustava.