Ohišje litij-ionske baterije iz aluminija: pregled znanja v industriji

Aluminijasto ohišje litij-ionske baterije je ključna strukturna komponenta, ki se uporablja za zapiranje in zaščito notranje celične strukture baterije. Je nenadomestljiva fizična pregrada in varnostna komponenta v baterijski celici. Ohišje neposredno določa zrakotesnost, življenjsko dobo in eksplozijsko-varnost baterije. Je osrednji vmesnik, ki povezuje kemični sistem baterije in zunanje okolje uporabe. Z vidika inženirske klasifikacije so ohišja litij-ionskih baterij v glavnem razdeljena v tri oblike: kvadratna, valjasta in mehka glede na različne oblike embalaže baterij. Med njimi je aluminijasto ohišje za prizmatična in cilindrična ohišja baterij univerzalna rešitev ohišja za prizmatične in cilindrične baterije, medtem ko aluminijasta laminatna torbica za Li-ionske baterije predstavlja pot tehnologije pakiranja za mehke baterije. Za profesionalne kupce in inženirske stranke je razumevanje narave aluminijastih lupin kot "strukturno-toplotnega-električnega" več-fizikalnega povezovalnega vmesnika izhodišče za znanstveno izbiro in oceno dobavitelja.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Prvič, natančno ujemanje razredov zlitin. Z disperzijsko krepitvijo manganovega elementa lahko aluminij-manganova zlitina 3003 poveča mejo tečenja na 130-150 MPa, ne da bi znatno zmanjšala raztezek, kar je ravno v ravnovesnem območju "odporen na notranje izbočenje plina" in "zadovoljen z globokim vlekom brez razpok". Ta zlitina je ojačana brez toplotne obdelave, njene mehanske lastnosti pa izpolnjujejo zahteve uporabe po vlečenju, s čimer se izognemo tveganju dimenzijske deformacije, ki jo povzroči obdelava s staranjem. Drugič, nadzor enotnosti strukture zrn. Groba zrna ali mešana kristalna struktura so mikroskopski viri razpok pri vlečenju. Profesionalni proizvajalci izvajajo metalografske preglede vzorcev vsake serije osnovnih materialov, pri čemer zahtevajo, da je povprečna velikost zrn nadzorovana pri 30–60 μm, delež enakoosnih zrn pa ne sme biti manjši od 85 %. Naključnost orientacije zrn se preveri z difrakcijo povratnega sipanja elektronov, da se preprečijo razlike v zmogljivosti risanja v različnih smereh zaradi koncentracije teksture.

 

Tretjič, kakovost površine in inženiring pasivnega filma. Tališče naravnega filma iz aluminijevega oksida je kar 2072 stopinj, kar je veliko višje kot pri aluminijevi matriki. Če je predebel ali neenakomerno porazdeljen, bo to vplivalo na stabilnost laserskega varjenja. Visoko{4}}kakovostni izdelki iz aluminijaste lupine zahtevajo, da je hrapavost površine osnovnega materiala Ra nadzorovana pri 0,2-0,4 μm, debelina oksidnega filma pa ne sme presegati 50 nm. Obdelavo s kemično pasivacijo je mogoče zagotoviti glede na povpraševanje, da se oblikuje enoten in nadzorovan umetni pasivacijski film, ki lahko znatno izboljša širino in konsistenco varilnega okna. Četrtič, okoljska združljivost in dolgo{11}}življenjska doba. Strogo nadzorujte visoko{14}}potencialne nečistoče, kot sta baker in nikelj (baker manj kot ali enako 0,05 %, nikelj manj kot ali enako 0,01 %), da preprečite lokalno mikro-korozijo baterije. Za visoko{17}}napetostne sisteme ali okolja z izjemno vlažnostjo je mogoče keramično prevleko notranje stene ali prevleko iz ogljika prilagoditi za dodatno izboljšanje kemične inertnosti. Hkrati 100-odstotna možnost recikliranja aluminijastega ohišja izpolnjuje nakupne zahteve evropskih in ameriških strank glede ogljičnega odtisa in krožnega gospodarstva.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Proizvodnja aluminijastih lupin vključuje številne ključne procesne povezave, kot so izbira materiala, obdelava oblikovanja, varjenje, tesnjenje in površinska obdelava. Kar zadeva postopek oblikovanja, lupina uporablja predvsem tehnologijo žigosanja in raztegljivega oblikovanja. Razen pokrova lupine je lupino iz aluminijeve zlitine običajno mogoče raztegniti in oblikovati v enem koraku. Da bi izboljšali proizvodno učinkovitost in zmanjšali zagozdenje kalupov in stopnje odpadkov, se v industriji pogosto uporabljajo komponente za avtomatizirano zapiranje in naprave za neprekinjeno žigosanje. Za aluminijasto baterijsko ohišje za globoko vlečenje je več{4}}postopek globokega vlečenja jedro uresničitve kvadratne posode z visokim razmerjem stranic - preoblikovanje iz okroglega slepega kosa v pravokotno lupino zahteva natančen nadzor količine deformacije in sile držala surovca ​​pri vsakem vlečnem prehodu. Kontrola razpok v kotu je težaven proces.

 

Kar zadeva varilno tehnologijo, je varjenje ohišja in pokrova baterije prva ovira za zagotavljanje tesnjenja, kar neposredno vpliva na napetostni upor in življenjsko dobo baterije. Tehnologija laserskega varjenja za tesnjenje zgornjega pokrova kvadratne aluminijaste lupine je bila podvržena nenehnemu ponavljanju: v zgodnji fazi je bila hitrost varjenja nižja od 100 mm/s, nato pa se je razvila do stopnje 100-200 mm/s. Za izboljšanje hitrosti in kakovosti so bile uporabljene tehnologije, kot je lasersko hibridno varjenje ali visokofrekvenčno nihajno-varjenje z laserskim žarkom. Na trenutni stopnji se raziskuje -varjenje z visoko hitrostjo 300 mm/s in več, pri čemer se uporablja točkovno obročasto točkovno lasersko varjenje in druge tehnologije za znatno izboljšanje stabilnosti varjenja in združljivosti izdelkov. Lasersko varjenje aluminijevih zlitin se sooča z inženirskimi težavami, kot so pore, vroče razpoke in brizganje, ki jih je treba premagati z natančnim nadzorom moči in upravljanjem zaščitnega plina.

 

Kar zadeva tehnologijo tesnjenja in zaščite, ima zasnova tesnjenja ključno vlogo pri zanesljivosti napetostne odpornosti baterije. Med načrtovanjem je treba sistematično izračunati stopnjo stiskanja tesnilnega obroča, strukturo tesnilnega utora, toleranco montaže in deformacijo končnega pokrova. Za uporabo v globokih vodah ali okoljih z visoko-vlažnostjo je mogoče za odpornost proti tlačnim udarcem uporabiti kombinirano zasnovo konstrukcije-kabine, odporne na pritisk, notranje ojačitve zalivanja in radialnega tesnjenja O-obročev. Poleg tega postopki površinske obdelave, kot je prevleka z modrim filmom, pomagajo izboljšati energijsko gostoto in izkoristek proizvodnje z optimizacijo strukture prevleke (kot je razporeditev prekrivajočega se dela na vogalno ukrivljeno površino).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Področje novih energetskih vozil je najpomembnejši scenarij uporabe aluminijastih lupin. Napajalne baterije imajo izjemno stroge zahteve glede visoke trdnosti, lahke teže in visoke varnosti ohišja. Litijev železofosfatni sistem, ki ustreza LiFePo4 LFP litij železofosfatnim baterijskim celicam, se pogosto uporablja v baterijskih sistemih za osebna in gospodarska vozila zaradi svoje odlične toplotne stabilnosti. Aluminijasta lupina ima več vlog pri prevajanju toplote, mehanski zaščiti in električni izolaciji. Velika cilindrična ohišja akumulatorjev prav tako hitro prodirajo na sceno novih energetskih vozil zaradi svoje visoke varnosti in prednosti pri hitrem polnjenju.

 

Področje sistemov za shranjevanje energije je postavilo različne zahteve za zanesljivost, življenjsko dobo in stroškovno-učinkovitost aluminijastih lupin. Scenariji shranjevanja energije običajno zahtevajo več kot 6000-kratno življenjsko dobo, kar zahteva, da aluminijasta lupina ohranja dobro zrakotesnost in strukturno stabilnost med dolgo-uporabo in ne bo puščala zaradi mikro-korozije ali utrujenosti zaradi obremenitve. Velike cilindrične baterije običajno uporabljajo rešitve za embalažo iz aluminijastega ohišja. Zaradi svoje lahke teže, dobre toplotne prevodnosti in obvladljivih stroškovnih lastnosti se pogosto uporabljajo v cilindričnih baterijah za shranjevanje energije.

 

Področje potrošniške elektronike ima visoke zahteve glede tankosti, lahkosti, občutka in integracije ohišij baterij. Mehka-zavita aluminija-plastična folija zavzema prevladujoč položaj na tem področju zaradi svojih prednosti, kot so majhna teža, visoka energijska gostota in nizek notranji upor. Aluminijasto ohišje za litijeve polimerne baterijske celice je usmerjeno na litijeve polimerne baterije in ima edinstveno vrednost pri prilagodljivi prilagoditvi oblike. Področje posebne opreme ima dodatne zahteve glede zaščitne učinkovitosti za ohišja baterij. Na primer, ohišje baterije, ki ga uporabljajo globok-vodni roboti, mora prenesti vodni pritisk približno 1 MPa (kar ustreza globini vode približno 100 metrov). Zasnova zahteva sistematičen izračun debeline stene, ojačitvenih reber, strukture končnega pokrova in zanesljivosti tesnjenja.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Če morate prilagoditiLiFePo4 prizmatične baterijske aluminijaste celiceza vaš naslednji visoko{0}}varnostni projekt shranjevanja energije ali električne energije lahko naša ekipa inženirjev zagotovi celotno-tehnično podporo za proces od izbire materiala do strukturne simulacije, da zagotovi, da se zasnova lupine popolnoma ujema s potrebami vašega sistema.