Contextul și influența problemelor de deformare în carcasele din aluminiu pentru bateriile auto

Carcasele din aluminiu pentru bateriile auto sunt utilizate pe scară largă în domenii precum vehiculele cu energie nouă datorită regulilor lor structurale și a densității mari de energie. Cu toate acestea, datorită caracteristicilor sale structurale anizotrope, este predispus la probleme de deformare, cum ar fi neuniformitatea direcțiilor de lungime și lățime în timpul procesului de producție, ceea ce poate afecta siguranța și durata de viață a bateriei. Apariția problemelor de deformare este strâns legată de multiple aspecte, cum ar fi proprietățile materialelor, procesele de fabricație și controlul mediului intern al unităților de baterii de putere. Prin urmare, este necesar să se analizeze motivele din mai multe dimensiuni și să se implementeze măsuri preventive direcționate. Acest articol oferă o analiză-aprofundată a cauzelor principale și a strategiilor de prevenire sistematică a deformării carcasei din aluminiu pentru mașinile cu energie nouă, oferind referințe tehnice pentru practicile de producție din industrie.

În sistemul de producție al bateriilor litiu-ion, stabilitatea structurii carcasei din aluminiu a bateriilor cu litiu este direct legată de fiabilitatea produsului, iar problemele de deformare sunt adesea rezultatul efectelor sinergice ale mai multor factori, cum ar fi proprietățile materialelor, controlul procesului și stările termodinamice interne. Din perspectiva dimensiunilor materialelor și structurale, selecția materialelor carcasei din aluminiu și designul rezistenței sunt factori fundamentali. Dacă sunt utilizate materiale cu rezistență la întindere insuficientă (cum ar fi aliajul de aluminiu 3003) sau cu grosimea carcasei mai mică de 0,6 mm, acestea sunt predispuse la deformare sub presiune internă și stres termic.

În același timp, caracteristicile structurale ale zonei de sudare nu pot fi ignorate: zona afectată de căldură formată în timpul procesului de sudare va reduce rezistența locală cu 20% până la 30% datorită reorganizării rețelei, devenind o zonă de concentrare a tensiunilor care este predispusă la deformare în timpul solicitărilor ulterioare. Raționalitatea procesului de sudare are un impact decisiv asupra stabilității structurii carcasei. Sudarea cu laser, ca proces principal, dacă aportul de căldură nu este controlat corespunzător (cum ar fi puterea care depășește 300 W sau viteza de sudare sub 30 mm/s), poate cauza temperaturile locale în carcasele bateriilor din aluminiu New Energy să depășească cu mult punctul de topire al aluminiului (660 de grade), ducând la un bazin de topire adânc și o creștere a tensiunii de răcire puternice; În plus, proiectarea incorectă a cordonului de sudură (cum ar fi absența crestăturilor de reducere a tensiunii în sudarea continuă cu inele și lățimea cordonului de sudură mai mică de 0,8 mm) poate reduce capacitatea portantă-de sarcină a sudurii și poate exacerba și mai mult riscul de deformare.

Presiunea internă anormală a bateriei este o altă cauză termodinamică centrală a deformării în carcasa bateriei din aluminiu ambutisat. Când temperatura depășește 45 de grade, reacțiile secundare, cum ar fi descompunerea electrolitului și deteriorarea anormală a peliculei SEI din interiorul bateriei, vor accelera producția de gaz. Când presiunea internă depășește 10 kPa, va împinge carcasa să se deformeze. În același timp, într-o stare complet încărcată, rata de expansiune a electrodului negativ poate ajunge la 20% până la 30%. Dacă distanța dintre celula bateriei și peretele interior al carcasei depășește 1,0 mm (distanța standard industrială este de 0,3-0,8 mm), forța de expansiune nu poate fi reținută în mod eficient de carcasa din aluminiu reîncărcabilă și se va întoarce la grade mai mari de libertate în direcția verticală, provocând deformarea plăcii de acoperire sau a peretelui lateral. În plus, abaterile de control al procesului în timpul procesului de producție pot cauza sau exacerba problemele de deformare. De exemplu, dacă distanța dintre placa de acoperire și carcasă depășește 0,2 mm în timpul asamblarii, solicitarea termică în timpul sudării se va suprapune cu efectul de deplasare a golului, ducând direct la deformare; Când gradul de vid în timpul etapei de etanșare este prea scăzut (sub -90 kPa), presiunea atmosferică externă va acționa direct asupra părților slabe ale carcasei, provocând deformarea prin compresie pasivă.

Ca răspuns la mecanismul de deformare de mai sus, strategiile preventive ar trebui dezvoltate sistematic din aspectele selecției materialelor, proiectării structurale, procesului de sudare și controlului procesului. În ceea ce privește materialele și structura, materialele din aliaj de aluminiu cu rezistență la tracțiune mai mare (cum ar fi 6063 etc.) ar trebui să fie prioritare, iar grosimea carcasei din aluminiu Pack ar trebui să fie proiectată în mod rezonabil (recomandat nu mai puțin de 0,8 mm). În același timp, spațiul de asamblare dintre celula bateriei și peretele interior al carcasei ar trebui optimizat, controlat strict în intervalul 0,3-0,8 mm. În ceea ce privește procesul de sudare, parametrii de sudare cu laser ar trebui controlați strict pentru a evita puterea excesivă sau viteza scăzută de sudare.

În același timp, designul cordonului de sudură ar trebui optimizat, trebuie adăugate structuri de reducere a tensiunii pentru a se asigura că lățimea și penetrarea sudurii sunt într-un interval rezonabil. În ceea ce privește controlul procesului, este necesar să se gestioneze cu strictețe spațiul de asamblare dintre placa de acoperire și pachetul de baterii cu carcasă din aluminiu (nu depășește 0,2 mm) și să se asigure că gradul de vid în timpul etapei de etanșare îndeplinește cerințele procesului (nu mai puțin de -90 kPa). În plus, este necesar să se consolideze gestionarea temperaturii mediului de producție, să se evite ca bateria să fie într-o stare de funcționare peste 45 de grade pentru o lungă perioadă de timp, să se reducă producția de gaz de reacție laterală de la sursă și să se reducă riscul creșterii presiunii interne.

Cele de mai sus reprezintă o trecere în revistă sistematică a mecanismului de deformare și a strategiilor de prevenire aCarcase din aluminiu pentru baterii auto. Dacă întâmpinați probleme tehnice sau aveți nevoie de asistență suplimentară pentru optimizarea procesului în producția reală, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați prin intermediul platformei, iar noi vă vom oferi soluții profesionale și consultanță tehnică.