-Analiza aprofundată a cunoștințelor din industria carcasei din aluminiu a bateriilor cu litiu pătrate

Carcasa pătrată din aluminiu a bateriei cu litiu se referă la componenta carcasei metalice care este realizată din materiale aliaje de aluminiu de{0}}înaltă calitate prin ștanțare de precizie, întindere sau ambutisare adâncă și alte procese de formare și este utilizată pentru ambalarea bateriilor pătrate cu litiu-ion. Fiind una dintre cele trei componente structurale de bază ale bateriilor cu litiu (electrod pozitiv, electrod negativ, carcasă și separator), carcasa din aluminiu își asumă funcții multiple, cum ar fi suport mecanic, etanșare de mediu, conducție termică și protecție de siguranță în celula bateriei. În comparație cu husa laminată din aluminiu pentru bateriile Li-ion utilizate în bateriile moi-litiu, carcasa pătrată din aluminiu are o rezistență mecanică mai mare, o stabilitate dimensională mai bună și capacități mai bune de gestionare termică; în comparație cu carcasa cilindrică din oțel, carcasa din aluminiu are avantaje evidente în utilizarea ușoară și a spațiului.

 

Carcasa din aluminiu a unei baterii cu litiu pătrate este de obicei compusă din corpul principal al carcasei și ansamblul capacului (inclusiv poli pozitivi și negativi, supape antiexplozive-, găuri de injecție etc.). Capacul și carcasa sunt sigilate prin sudare cu laser. Pe măsură ce cerințele privind densitatea energiei și siguranța vehiculelor electrice, a sistemelor de stocare a energiei și a dispozitivelor electronice portabile continuă să crească, soluția de carcasă pătrată din aluminiu, adoptată pe scară largă de companiile de automobile principale, cum ar fi Prismatic Cell pentru marca BYD, a devenit una dintre formele de ambalare de top în domeniul bateriilor de putere. Selecția materialelor carcasei din aluminiu, precizia turnării și calitatea etanșării sudurii determină în mod direct durata de viață a ciclului, performanța de siguranță și randamentul de producție al bateriei. Prin urmare, această componentă este clasificată ca o verigă cu prag de-valoare-înaltă și-de înaltă tehnologie în lanțul industriei bateriilor de putere.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Materialul din aliaj de aluminiu selectat pentru carcasa de aluminiu a bateriei pătrate cu litiu, selecția gradului său și controlul microstructurii determină în mod direct performanța de turnare, calitatea sudurii și rezistența la coroziune a carcasei. În prezent, cele mai frecvent utilizate materiale în industrie sunt aliajul de aluminiu 3003 (aliaj de aluminiu-mangan) și aliajul de aluminiu 6061 (aliaj de aluminiu-magneziu-siliciu). Printre acestea, aliajul 3003 a devenit alegerea principală pentru carcasele pătrate din aluminiu datorită performanței sale excelente de ambutire adâncă, rezistenței bune la coroziune și rezistenței moderate. Principalul element de aliere al aliajului de aluminiu 3003 este manganul (aproximativ 1,0-1,5%), care îmbunătățește rezistența la tracțiune și proprietățile de întărire la lucru ale materialului fără a reduce semnificativ conductivitatea electrică și termică. Grosimea materialului este de obicei controlată între 0,3 mm și 1,2 mm, iar valoarea specifică depinde de capacitatea și dimensiunea miezului bateriei - bateriile de putere mare (cum ar fi 100Ah și mai sus) tind să utilizeze carcase mai groase (0.8- 1.2 mm) pentru a asigura rezistența structurală; bateriile de consum folosesc carcase mai subțiri (0.3- 0.6 mm) pentru a obține o densitate de energie mai mare. În ceea ce privește controlul structurii, materialele învelișului din aluminiu necesită de obicei o dimensiune a granulelor mai fină decât nivelul 5 pentru a evita defectele de coajă de portocală sau crăparea în timpul procesului de ambutire adâncă.

 

În ceea ce privește starea suprafeței, peretele interior al carcasei de aluminiu trebuie de obicei să fie pasivizat chimic sau anodizat pentru a îmbunătăți compatibilitatea chimică cu electrolitul și pentru a preveni reacția aluminiului cu hexafluorofosfat de litiu (LiPF₆) pentru a genera acid fluorhidric care corodează carcasa. Pentru același tip de materiale utilizate în carcasa din aluminiu pentru baterii EV, trebuie acordată o atenție suplimentară cooperării izolației cu filele pozitive și negative. De obicei, un strat izolator este acoperit pe peretele interior al carcasei sau se introduce o peliculă izolatoare în timpul asamblarii. Este de remarcat faptul că, deși sistemul de materiale de bază al carcasei de aluminiu pentru carcasele bateriilor prismatice și cilindrice este similar, cerințele pentru indicele de anizotropie (valoarea r) și indicele de întărire la lucru (valoarea n) al materialului sunt diferite din cauza diferențelor în procesul de turnare (embutire adâncă pentru desen cu diametrul pătrat și multiplu cu diametru variabil pentru cilindru).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fabricarea carcaselor din aluminiu pentru bateriile pătrate cu litiu implică multiple procese de formare de precizie, printre care procesul de ambutire adâncă este cea mai dificilă din punct de vedere tehnic și verigă de bază care are cel mai mare impact asupra calității produsului. Fluxul procesului începe cu derularea și ștergerea bobinelor din aliaj de aluminiu: banda de aluminiu este introdusă într-un poanson cu viteză mare-și o piesă goală rotunjită dreptunghiulară sau aproximativ pătrată (numită semifabricat) este perforată printr-o matriță de decuplare. Forma și dimensiunea semifabricatului sunt calculate cu precizie pentru a obține o distribuție rezonabilă a materialului în desenul ulterioar cu mai multe treceri. Procesul de bază următor este embotirea profundă cu mai multe treceri: bucata de material este trecută prin mai multe seturi de poanson și matrițe concave în succesiune, deformând treptat bucata de material plată într-o carcasă pătrată cu o adâncime predeterminată și colțuri rotunjite de jos. Numărul de treceri de tragere depinde de raportul dintre adâncimea carcasei și dimensiunea deschiderii (adică, raportul de tragere). O carcasă pătrată tipică din aluminiu pentru o baterie de putere necesită 4-7 procese de desen.

 

După fiecare trecere de tragere, un tratament intermediar de recoacere poate fi intercalat pentru a elimina călirea prin muncă și a restabili plasticitatea materialului. În timpul procesului de desenare, este necesar să se controleze cu strictețe distanța dintre poanson și matriță (de obicei de 1,05-1,15 ori grosimea materialului), tipul și cantitatea de lubrifiant de acoperire și viteza de tragere pentru a preveni ridurile, fisurile sau grosimea neuniformă serioasă pe pereții laterali ai carcasei. Produsele semi-finisate după ambutirea adâncă sunt tăiate (tunsate) pentru a îndepărta marginile neregulate și apoi curățate pentru a îndepărta uleiul de tragere și așchiile de aluminiu. Rata de reducere a grosimii peretelui este un indicator cheie pentru a măsura nivelul procesului de ambutisare adâncă - proiectarea excelentă a procesului poate controla rata maximă de reducere a grosimii peretelui cu 15%, iar colțul de jos al carcasei este zona cu cea mai subțire grosime a peretelui, iar subțierea locală nu trebuie să fie mai mică de 75% din grosimea peretelui de proiectare.

 

Pentru carcasa extrem de solicitantă din aluminiu pentru baterie EV sau carcasă din aluminiu pentru baterie litiu-ion cu o singură celulă, corectarea peretelui lateral (finisarea dimensiunii) și nivelarea suprafeței inferioare vor fi, de asemenea, efectuate după embotire adâncă pentru a se asigura că dreptatea, verticalitatea și planeitatea suprafeței inferioare a carcasei îndeplinesc cerințele de poziționare ale liniei de asamblare automate. Sudarea cu laser între ansamblul capacului (inclusiv stâlp, supapă-antiexplozie, orificiu de injectare a lichidului) și carcasă este un alt proces cheie. Laserul cu fibră continuă sau laserul cu impulsuri este de obicei utilizat pentru sudarea de etanșare periferică. Viteza de sudare, puterea laserului și defocalizarea trebuie să fie potrivite cu precizie pentru a obține o sudură fără pori, fără stropi și cu adâncime de penetrare suficientă. Învelișul sudat trebuie să fie supus testării de etanșeitate la aer (detecția scurgerilor prin spectrometrie de masă cu heliu sau metoda căderii de presiune) și inspecția aspectului sudurii.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Odată cu dezvoltarea rapidă a vehiculelor cu energie noi, a stocării de energie distribuită și a echipamentelor portabile de energie nouă, scenariile de aplicare ale bateriilor cu litiu continuă să se extindă, iar cerințele pieței privind adaptabilitatea, siguranța și capacitățile de personalizare ale carcaselor bateriilor continuă să crească, ceea ce a dat naștere la diferite produse segmentate personalizate de carcasă din aluminiu. Ca răspuns la nevoile speciale ale domeniului bateriei de alimentare a vehiculului, husa de aluminiu pentru baterie EV și carcasa de aluminiu cu celule pătrate au fost optimizate special pentru condițiile de funcționare a vehiculului și au o rezistență mai puternică la vibrații, temperaturi ridicate și deformare și sunt potrivite pentru condiții complexe de conducere a vehiculului. În același timp, industria este foarte adaptată la nevoile de personalizare a mărcii. Carcasele speciale din aluminiu pentru celulele bateriei pătrate, cum ar fi Prismatic Cell pentru marca BYD, sunt personalizate și dezvoltate conform dimensiunii exclusive, procesului de ambalare și standardelor de performanță ale celulelor de baterie ale mărcii pentru a realiza adaptarea precisă a carcasei și celulelor bateriei. În plus, popularitatea echipamentelor de baterie cu litiu cu o singură celulă mică a făcut, de asemenea, carcasa din aluminiu pentru baterie litiu-ion cu o singură celulă să fie utilizată pe scară largă, acoperind pe deplin diferite scenarii de aplicare a bateriei cu litiu mari, medii și mici.

Privind tendințele de dezvoltare ale industriei, carcasa din aluminiu a bateriilor pătrate cu litiu este îmbunătățită continuu iterativ în direcția ușoară, rezistență ridicată, siguranță ridicată, precizie ridicată și protecție ecologică a mediului. La nivel de material, industria continuă să optimizeze raportul aliajelor de aluminiu. Prin noua tehnologie de modificare a aliajelor, menținând în același timp avantajul de greutate redusă, rezistența la tracțiune, rezistența la impact și rezistența la temperaturi înalte a materialului sunt îmbunătățite în continuare pentru a satisface nevoile de dezvoltare a produselor cu baterii cu litiu de -putere mare,-încărcare și descărcare cu viteză mare. La nivel de proces, tehnologii precum ștanțarea automată de precizie, tratamentul de întărire a suprafeței și controlul de precizie la nivel de microni-au devenit treptat populare, permițând etanșarea, planeitatea și rezistența la coroziune a carcasei să se îmbunătățească în continuare, îndeplinind standardele stricte de stocare a energiei de-de ultimă generație și baterii de putere montate pe vehicul{{7}. În ceea ce privește forma produsului, pe lângă carcasele tradiționale din aluminiu dur, structurile flexibile de susținere a ambalajelor continuă să inoveze. Punga laminată din aluminiu pentru baterii cu litiu-ion baterii cu litiu din aluminiu-structura de ambalare compozită cu folie de plastic îmbogățește și mai mult forma de produs a carcasei bateriilor cu litiu și se adaptează nevoilor de cercetare și dezvoltare ale echipamentelor subțiri, ușoare și flexibile pentru baterii cu litiu. În viitor, pe măsură ce industriile de stocare inteligentă a energiei și noile industrii de vehicule cu energie continuă să se modernizeze, iterația tehnologiei și adaptabilitatea scenei a carcaselor din aluminiu a bateriilor cu litiu vor continua să se îmbunătățească.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bine ați venit să trimiteți desenele structurii celulei sau specificațiile tehnice către fereastra noastră de andocare, iar o echipă de profesioniști va efectua o analiză.li pe celulă Carcasă din aluminiufabricabilitatea și optimizarea soluției de proces. Răspundem fiecăreia dintre nevoile dumneavoastră tehnice cu capacitățile noastre de dezvoltare a matriței și precizia de turnare.