Mehanizem deformacije in sistematična strategija preprečevanja aluminijastega prizmatičnega ohišja

Aluminijasta ohišja avtomobilskih baterij se pogosto uporabljajo na področjih, kot so vozila z novo energijo, zaradi svojih strukturnih pravil in visoke energijske gostote. Vendar pa lahko zaradi anizotropnih strukturnih značilnosti neenakomerne sile v smeri dolžine in širine med proizvodnim procesom zlahka povzročijo težave z deformacijo, kot je neenakost, kar posledično vpliva na varnost in življenjsko dobo baterije. Pojav težav z deformacijo je tesno povezan z več vidiki, kot so lastnosti materiala, proizvodni procesi in notranji okoljski nadzor napajalnih baterijskih enot.

Z vidika materiala in konstrukcijskih dimenzij sta izbira in trdnost aluminijastega ohišja za nove materiale nosilcev energije temeljna dejavnika. Če se uporabljajo materiali z nezadostno natezno trdnostjo (kot je aluminijeva zlitina 3003) ali aluminijasto ohišje litijeve baterije z debelino manj kot 0,6 mm, so nagnjeni k deformacijam pod notranjim tlakom in toplotno obremenitvijo. Obenem ni mogoče prezreti strukturnih značilnosti varilnega območja: območje toplotnega vpliva, ki nastane med postopkom varjenja, bo zaradi reorganizacije rešetke zmanjšalo lokalno trdnost za 20 % do 30 % in tako postalo območje koncentracije napetosti, ki je nagnjeno k deformacijam med kasnejšo napetostjo.

Racionalnost postopka varjenja odločilno vpliva na strukturno stabilnost aluminijastega prizmatičnega ohišja. Lasersko varjenje, kot glavni postopek, lahko povzroči, da vhodna toplota ni pravilno nadzorovana (na primer moč, ki presega 300 W ali hitrost varjenja pod 30 mm/s), lokalne temperature močno presežejo tališče aluminija (660 stopinj), bazen staljene plasti je preglobok in stres pri hlajenju zaradi krčenja se močno poveča; Neustrezna zasnova zvara, kot je odsotnost zarez za razbremenitev napetosti pri neprekinjenem obročastem varjenju in širina zvara manj kot 0,8 mm, lahko zmanjša-nosilnost zvara in dodatno poveča tveganje deformacije.

Nenormalni notranji tlak baterije je še en ključni termodinamični vzrok za deformacijo. Ko temperatura preseže 45 stopinj, bodo stranske reakcije, kot je razgradnja elektrolita in nenormalna poškodba filma SEI, pospešile proizvodnjo plina. Ko notranji tlak preseže 10 kPa, bo povzročil deformacijo ohišij prizmatičnih celic. Hkrati lahko v popolnoma napolnjenem stanju stopnja ekspanzije negativne elektrode doseže 20% do 30%. Če reža med baterijsko celico in notranjo steno ohišja presega 1,0 mm (standardna reža v industriji je 0,3 do 0,8 mm), ohišje ne more učinkovito omejiti raztezne sile in se bo obrnila k višjim stopnjam svobode v navpični smeri, kar bo povzročilo deformacijo pokrovne plošče ali stranske stene.

Poleg tega lahko odstopanja pri krmiljenju procesa med proizvodnim procesom povzročijo ali poslabšajo težave z deformacijami: ko reža med pokrovom in aluminijastimi ohišji baterije New Energy med sestavljanjem preseže 0,2 mm, bo toplotna obremenitev pri varjenju neposredno povzročila deformacijo s superponiranjem z učinkom premika reže; Ko je stopnja vakuuma med fazo tesnjenja prenizka (pod -90 kPa), bo zunanji atmosferski tlak deloval na šibke dele lupine, kar bo povzročilo pasivno kompresijsko deformacijo.

Na podlagi zgornjega mehanizma deformacije je mogoče izdelati sistem za preprečevanje in nadzor iz vidikov, kot so optimizacija materiala, izboljšanje procesa, nadzor notranjega tlaka in krepitev procesa. Kar zadeva materialno in strukturno optimizacijo, je glavna zamisel izboljšati-nosilnost aluminijastega ohišja akumulatorja, kar je mogoče doseči z uporabo aluminijeve zlitine 5052 z večjo natezno trdnostjo, dodajanjem 0,5 do 1,0 mm visokih ojačitvenih reber v območju zgornjega pokrova in povečanjem debeline ohišja na 0,8 do 1,0 mm.

Hkrati je sprejeta kompozitna varilna struktura, ki združuje lasersko varjenje in ultrazvočno varjenje, da se zmanjša vnos toplote v eno točko in izboljša stabilnost območja varjenja. Izboljšanje varilnega postopka aluminijaste lupine za ponovno polnjenje se mora osredotočiti na fino kontrolo, sprejetje strategije gradientnega varjenja z močjo (kot je kombinacija parametrov začetnega odseka 200 W/30 mm/s, srednjega odseka 250 W/25 mm/s in končnega odseka 180 W) in nadzor globine toplotno prizadetega območja znotraj 0,5 mm; Istočasno bo neprekinjeni zvar spremenjen v način segmentiranega varjenja (5 do 8 mm na odsek), z rezervirano cono za sprostitev napetosti 2 mm, širina zvara pa bo povečana na 1,2 mm za izboljšanje nosilnosti zvara.

Nadzor notranjega tlaka mora začeti z dveh vidikov: kompenzacija ekspanzije in zatiranje proizvodnje plina. Pri zasnovi strukture aluminijaste lupine litij-ionske baterije je mogoče na notranjo stran pokrovne plošče namestiti elastično vmesno plast s stopnjo stiskanja, ki presega 50 %, pri čemer ostane 0,5 do 1,0 mm razteznega prostora za zmanjšanje vpliva tlaka, ki ga povzroča raztezanje negativne elektrode; Kar zadeva optimizacijo kemičnega sistema, lahko dodajanje 1 % do 2 % aditivov za oblikovanje- filma FEC med postopkom vbrizgavanja učinkovito prepreči nenormalne poškodbe filma SEI, nadzoruje proizvodnjo plina pri polni obremenitvi znotraj 0,5 ml/Ah in zmanjša kopičenje notranjega tlaka iz vira.

Krepitev nadzora procesa zahteva uvedbo inteligentne tehnologije, z uporabo sistema vizualnega pozicioniranja v procesu montaže za nadzor natančnosti pozicioniranja v okviru ± 0,05 mm; Hkrati nadgradite varilno napravo na način vpenjanja s konstantno silo, da zagotovite, da nihanje vpenjalne sile od 20 do 30 N ne presega 5 %, s čimer zmanjšate tveganje deformacije zaradi odstopanja pri sestavljanju. Dodajte postajo za testiranje tlaka med fazo oblikovanja, ki bo samodejno sprožila alarm, ko tlak preseže 5 kPa. V kombinaciji z rentgenskim zaznavanjem stopnje deformacije ohišja avtomobilskega akumulatorja EV bo prag nadzorovan znotraj 0,3 %, da se doseže zgodnja identifikacija in nadzor težav z deformacijo.

Če naletite na tehnične težave v zvezi zAluminijasto prizmatično ohišjedeformacije ali potrebujete podporo za optimizacijo procesa med proizvodnim procesom, vas prosimo, da nas kontaktirate prek platforme in zagotovili vam bomo profesionalne rešitve in tehnično svetovanje.