De ce sunt utilizate pe scară largă carcasele de baterii din aluminiu New Energy pentru bateriile prismatice cu litiu-ion?

Odată cu dezvoltarea de noi vehicule cu energie, sisteme de stocare a energiei, unelte electrice și alte echipamente energetice noi, bateriile cu litiu-ion se confruntă cu cerințe din ce în ce mai stricte în ceea ce privește densitatea energiei, greutatea, siguranța structurală și eficiența producției. Printre diferitele formate de ambalare a celulelor, bateriile prismatice cu litiu-ion sunt utilizate pe scară largă în sistemele de acumulatori de energie și de stocare a energiei datorită formei lor regulate și utilizării mari a spațiului.

 

Pentru celulele prismatice, carcasa din aliaj de aluminiu este o componentă structurală critică. Nu numai că încapsulează și protejează celula internă, dar rezistă și la sarcini mecanice și-împreună cu capacul superior, terminalele, mecanismele de etanșare și structurile de reducere a presiunii-formează un sistem complet de ambalare a celulei. În consecință, aceste noi carcase pentru baterii din aluminiu energetic nu sunt doar simple carcase metalice; sunt componente structurale vitale care influențează fiabilitatea celulelor, eficiența producției și integrarea sistemului.

 

 

Carcasa din aliaj de aluminiu pentru bateriile prismatice cu litiu-cunoscută și sub denumirea de carcasă de baterie prismatică cu litiu sau carcasă de baterie din aluminiu-este folosită în principal pentru a acoperi celulele bateriilor prismatice cu litiu-ion. O celulă prismatică tipică constă din componente precum o carcasă din aliaj de aluminiu, un ansamblu capac superior, ansambluri de electrozi, stâlpi terminali, o structură de umplere cu electrolit și un mecanism de eliberare a presiunii. După ce celula este supusă înfășurării sau stivuirii, componentele interne sunt introduse în carcasa de aluminiu, care este apoi sigilată prin conectarea capacului superior la carcasă.

 

În timpul producției, sudarea de precizie este de obicei necesară pentru a îmbina carcasa și capacul superior, asigurând o etanșare stabilă și etanșă. Unele baterii prismatice dispun, de asemenea, de mecanisme antiexplozive-sau de reducere a presiunii în zona capacului superior, pentru a oferi o cale controlată pentru eliberarea presiunii în condiții anormale. În consecință, carcasa bateriei din aluminiu trebuie să îndeplinească cerințe specifice privind proprietățile mecanice, formabilitate, sudabilitate, precizie dimensională și performanță de etanșare.

 

 

Aliajul de aluminiu facilitează ușurarea bateriei
Pentru vehiculele noi și sistemele de stocare a energiei, greutatea bateriei are un impact direct asupra designului structural al întregului sistem. Aliajul de aluminiu are o densitate semnificativ mai mică decât oțelul; astfel, poate reduce greutatea carcasei bateriei în sine, respectând în același timp cerințele structurale. Cercetările timpurii privind carcasele din aliaj de aluminiu pentru bateriile prismatice cu litiu-ion au demonstrat că utilizarea aliajului de aluminiu reduce greutatea carcasei și îmbunătățește performanța energetică specifică generală a celulei. Pentru pachetele de baterii compuse dintr-un număr mare de celule, diferența de greutate cumulată a carcaselor individuale de celule devine un factor semnificativ în designul ușor al întregului sistem de baterii.

 

O bună conductivitate termică ajută la managementul termic
Bateriile cu litiu-ion generează căldură în timpul încărcării și descărcării. Dacă căldura generată în interiorul celulei nu este condusă și gestionată prompt, aceasta poate afecta performanța ciclului celulei și stabilitatea operațională. Aliajul de aluminiu posedă o conductivitate termică excelentă, permițând carcasei bateriei să participe la transferul de căldură din celulă și să funcționeze împreună cu structurile de răcire externe. Trebuie remarcat, totuși, că carcasa de aluminiu singură nu poate înlocui un sistem complet de management termic al bateriei. În practică, bateriile de putere sau bateriile de stocare a energiei necesită încă configurarea plăcilor de răcire cu lichid, a canalelor de răcire, a materialelor de interfață termică sau a altor soluții de management termic bazate pe structura celulei. Prin urmare, atunci când proiectați carcasele bateriei din aluminiu, factori precum grosimea peretelui, dimensiunile exterioare, zona de contact și spațiul interior al acumulatorului trebuie să fie luați în considerare cuprinzător.

 

Design care permite utilizarea mare a spațiului pentru celule prismatice
Una dintre caracteristicile cheie ale structurii prismatice este forma sa regulată. În comparație cu celulele cilindrice, celulele prismatice pot fi aranjate mai strâns în modulele și pachetele de baterii, minimizând astfel golurile inutile. Carcasele din aliaj de aluminiu pot fi formate în forme prismatice obișnuite folosind procese precum ambutișarea adâncă și ștanțarea, oferind dimensiuni geometrice stabile atât pentru spațiul interior al celulei, cât și pentru montarea modulului extern. Fabricarea modernă a carcasei bateriei se concentrează, de asemenea, pe controlul strict al dimensiunilor, grosimii peretelui, planeității deschiderii și calității zonelor de sudură.

 

Adecvarea pentru ambutirea adâncă și formarea de precizie
Carcasele prismatice din aluminiu necesită de obicei procese de formare pentru a transforma foile plate de aluminiu în carcase de o anumită adâncime. În consecință, materialul ales pentru carcasa bateriei nu trebuie doar să ofere suficientă rezistență, ci și să echilibreze alungirea, formabilitatea și stabilitatea dimensională după prelucrare. Diferitele tipuri de aliaje de aluminiu variază în ceea ce privește rezistența, alungirea, rezistența la coroziune și sudarea; prin urmare, selecția reală a materialului trebuie determinată pe baza dimensiunilor bateriei, a structurii carcasei, a proceselor de formare și a metodelor de sudare.

 

 

Când întâlnesc pentru prima dată carcasele bateriilor prismatice cu litiu, mulți oameni le confundă cu carcase metalice obișnuite. În realitate, carcasa bateriei trebuie să îndeplinească mai multe funcții simultan.

 

În primul rând, trebuie să asigure structura internă a celulei, prevenind deplasarea mecanică nedorită a celulei în timpul transportului și funcționării. În al doilea rând, trebuie să formeze o etanșare fiabilă cu capacul superior pentru a preveni scurgerea electrolitului și pătrunderea umidității externe. În plus, deoarece în interiorul bateriei se pot acumula gaz și presiune în anumite condiții anormale, designul celulelor prismatice moderne încorporează de obicei un mecanism de eliberare a presiunii-. Cu alte cuvinte, carcasa din aluminiu, capacul superior, sistemul de etanșare și dispozitivul-de eliberare a presiunii funcționează împreună ca un întreg integrat.

 

 

În funcție de designul produsului și de fluxul de proces specific al furnizorului, carcasele bateriilor dreptunghiulare din aluminiu pot fi fabricate folosind diferite metode. Procesele obișnuite includ ștanțarea materialului, ambutirea adâncă, ștanțarea, tăierea, calibrarea dimensională, prelucrarea de precizie, curățarea și operațiunile ulterioare de sudare. Printre acestea, ambutisarea adâncă este un proces critic de formare. Pentru carcasele bateriilor cu adâncime semnificativă, este esențial să se controleze corect numărul de etape de desen, proiectarea matriței, starea materialului și viteza de formare. Controlul necorespunzător al parametrilor de formare poate duce la probleme precum încrețirea, crăparea și grosimea neuniformă a peretelui.

 

Prin urmare, atunci când se aprovizionează cutii de baterii din aluminiu pentru aplicații noi de energie, nu ar trebui să se concentreze numai pe calitatea și prețul aliajului de aluminiu; de asemenea, este esențial să se verifice dacă furnizorul posedă capacități de încredere în ambutisarea adâncă și controlul dimensional.

 

 

Carcasa și capacul superior al unei celule de baterie prismatică trebuie de obicei să formeze o unitate închisă ermetic.
În producția modernă de baterii, sudarea cu laser este utilizată pe scară largă pentru a îmbina carcasa bateriei, capacul superior și componentele metalice aferente. Avantajele sale includ o zonă de sudare concentrată, o zonă afectată de căldură-minimă și adecvarea pentru producția automată. Cu toate acestea, sudarea cu laser impune cerințe mari privind planeitatea deschiderii carcasei, consistența dimensională, starea suprafeței materialului și distanța de asamblare.

 

În consecință, o carcasă de aluminiu-deși aparent simplă-poate avea un impact semnificativ asupra eficienței procesului de sudare ulterior. De exemplu, deformarea semnificativă sau bavurile la deschiderea carcasei pot compromite poziționarea capacului superior și calitatea sudurii. Prin urmare, unii producători de carcase de baterii din aluminiu folosesc tăierea de precizie și controlul planeității la deschidere pentru a îmbunătăți consistența în etapa ulterioară de sudare cu laser.

 

 

În prezent, bateriile cu carcasă-prismatică din aluminiu sunt utilizate în principal în următoarele domenii:

Vehiculele cu energie noi reprezintă o piață de aplicații crucială.Bateriile de putere trebuie să echilibreze greutatea, utilizarea spațiului, stabilitatea structurală și managementul termic; în consecință, celulele cu carcasă-prismatică din aluminiu-sunt bine potrivite pentru modelele de module și pachete de baterii.

 

Sistemele de stocare a energiei sunt un alt domeniu cheie de aplicare.Pe măsură ce capacitatea echipamentului de stocare a energiei crește, celulele trebuie să ofere capacități mari de stocare a energiei într-un spațiu limitat, menținând în același timp stabilitatea structurală și ambalarea fiabilă.

 

În plus, uneltele electrice, echipamentele industriale, robotica, vehiculele electrice cu viteză redusă-și anumite produse electronice de larg consum pot folosi și celule prismatice cu ioni de litiu-.

 

 

 

Dacă achiziționați carcase pentru baterii prismatice cu litiu, se recomandă să verificați cel puțin următoarele informații:

 

· Lungimea, lățimea și înălțimea carcasei

· Calitatea materialului și temperatură

· Grosimea peretelui carcasei

· Adâncime-de desenare

· Dimensiuni de deschidere și toleranțe

· Planeitatea carcasei

· Dimensiuni de îmbinare a capacului superior

· Structura zonei de sudare

· Locațiile orificiului de umplere cu electrolit și ale structurii rezistente la explozie

· Cerințe de tratare a suprafeței

· Etanșeitatea la aer și cerințele de testare aferente

· Cerere anuală și cantități de comandă de lot

 

Pentru proiectele de vehicule noi și de stocare a energiei, trebuie confirmați factori suplimentari, cum ar fi durata de viață a celulei, mediul de funcționare, condițiile de vibrație și metoda ulterioară de instalare a acumulatorului.

 

 

Pe măsură ce noile vehicule de energie și sisteme de stocare a energiei evoluează către o densitate mai mare a energiei, ușurință și producție automată, carcasele bateriilor din aluminiu au tendința, de asemenea, către o mai mare precizie. Produsele viitoare nu trebuie doar să fie mai ușoare, ci și să atingă un echilibru între rezistența materialului, formabilitate, precizia dimensională și compatibilitatea la sudare. Mai mult, dezvoltarea celulelor prismatice de-format mare-rezultând carcase din ce în ce mai mari-pune cerințe mai mari privind uniformitatea materialului, procesele de formare, planeitatea și calitatea sudurii.

 

În consecință, concurența în sectorul carcasei bateriilor din aluminiu se schimbă de la simpla ștanțare a metalelor la un concurs cuprinzător care implică capacități în materiale, scule, formare, prelucrare de precizie și control al calității.

 

Carcase din aliaj de aluminiu pentru baterii prismatice cu litiuservesc nu numai funcției fundamentale de protecție a celulei bateriei, ci sunt, de asemenea, strâns legate de ușurință, stabilitate structurală, management termic, integritate de etanșare și producție automată. Pentru producătorii de baterii, asamblatorii de pachete și profesioniștii în achiziții din noile industrii de vehicule energetice și de stocare a energiei, selectarea furnizorului potrivit de carcasă de baterie din aluminiu necesită o evaluare holistică a materialelor, acuratețea dimensională, capacitățile de formare, performanța de sudare și stabilitatea-producției în masă, mai degrabă decât o simplă comparație a prețurilor unitare.