Zakaj se ohišja iz aluminija New Energy pogosto uporabljajo za prizmatične litij{0}}ionske baterije?

Z razvojem novih energetskih vozil, sistemov za shranjevanje energije, električnih orodij in druge nove energetske opreme se litij-ionske baterije soočajo z vse strožjimi zahtevami glede energijske gostote, teže, strukturne varnosti in učinkovitosti proizvodnje. Med različnimi formati celične embalaže se prizmatične litij-ionske baterije pogosto uporabljajo v sistemih baterij za napajanje in shranjevanje energije zaradi pravilne oblike in velike izkoriščenosti prostora.

 

Za prizmatične celice je ohišje iz aluminijeve zlitine kritična strukturna komponenta. Ne samo, da zapakira in ščiti notranjo celico, ampak tudi vzdrži mehanske obremenitve in-skupaj z zgornjim pokrovom, terminali, tesnilnimi mehanizmi in strukturami za razbremenitev tlaka-tvori popoln sistem pakiranja celic. Posledično ta nova energetska aluminijasta ohišja baterij niso le preprosta kovinska ohišja; so bistvene strukturne komponente, ki vplivajo na zanesljivost celic, učinkovitost proizvodnje in integracijo sistema.

 

 

Ohišje iz aluminijeve zlitine za prizmatične litijeve baterije-znano tudi kot prizmatično ohišje litijeve baterije ali aluminijasto ohišje baterije-se uporablja predvsem za ohišje prizmatičnih litij-ionskih baterijskih celic. Tipična prizmatična celica je sestavljena iz sestavnih delov, kot so ohišje iz aluminijeve zlitine, sklop zgornjega pokrova, sklopi elektrod, sponke, struktura za polnjenje elektrolita in mehanizem za razbremenitev tlaka. Ko je celica podvržena navijanju ali zlaganju, se notranje komponente vstavijo v aluminijasto ohišje, ki se nato zapre s povezavo zgornjega pokrova z ohišjem.

 

Med proizvodnjo je običajno potrebno natančno varjenje za spajanje ohišja in zgornjega pokrova, kar zagotavlja stabilno, zrakotesno tesnjenje. Nekatere prizmatične baterije imajo tudi protieksplozijsko-odporne mehanizme ali mehanizme za razbremenitev tlaka v območju zgornjega pokrova, ki zagotavljajo nadzorovano pot za sprostitev tlaka v neobičajnih pogojih. Posledično mora aluminijasto ohišje akumulatorja izpolnjevati posebne zahteve glede mehanskih lastnosti, oblikovanja, varljivosti, dimenzijske natančnosti in tesnjenja.

 

 

Aluminijeva zlitina olajša baterijo
Pri novih energetskih vozilih in sistemih za shranjevanje energije teža paketa baterij neposredno vpliva na konstrukcijsko zasnovo celotnega sistema. Aluminijeve zlitine imajo bistveno manjšo gostoto kot jeklo; tako lahko zmanjša težo samega ohišja baterije, medtem ko še vedno izpolnjuje strukturne zahteve. Zgodnje raziskave ohišij iz aluminijeve zlitine za prizmatične litij-ionske baterije so pokazale, da uporaba aluminijeve zlitine zmanjša težo ohišja in izboljša splošno specifično energijsko učinkovitost celice. Pri baterijskih paketih, sestavljenih iz velikega števila celic, postane kumulativna razlika v teži posameznih ohišij celic pomemben dejavnik pri lahki zasnovi celotnega baterijskega sistema.

 

Dobra toplotna prevodnost pomaga pri toplotnem upravljanju
Litij{0}}ionske baterije proizvajajo toploto med polnjenjem in praznjenjem. Če toplote, ustvarjene v celici, ne odvajamo in ne upravljamo takoj, lahko vpliva na delovanje cikla celice in stabilnost delovanja. Aluminijeva zlitina ima odlično toplotno prevodnost, kar omogoča, da ohišje baterije sodeluje pri prenosu toplote iz celice in deluje v povezavi z zunanjimi hladilnimi strukturami. Vendar je treba opozoriti, da samo aluminijasto ohišje ne more nadomestiti celotnega sistema toplotnega upravljanja baterije. V praksi napajalne baterije ali baterije za shranjevanje energije še vedno zahtevajo konfiguracijo tekočih hladilnih plošč, hladilnih kanalov, materialov za toplotni vmesnik ali drugih rešitev za upravljanje toplote, ki temeljijo na celični strukturi. Zato je treba pri načrtovanju aluminijastih ohišij akumulatorjev celovito upoštevati dejavnike, kot so debelina stene, zunanje mere, kontaktna površina in notranji prostor akumulatorja.

 

Zasnova, ki omogoča visoko izkoriščenost prostora za prizmatične celice
Ena od ključnih značilnosti prizmatične strukture je njena pravilna oblika. V primerjavi s cilindričnimi celicami je mogoče prizmatične celice tesneje razporediti znotraj baterijskih modulov in paketov, s čimer se zmanjšajo nepotrebne vrzeli. Ohišja iz aluminijeve zlitine je mogoče oblikovati v pravilne prizmatične oblike s postopki, kot sta globoko vlečenje in žigosanje, kar zagotavlja stabilne geometrijske dimenzije tako za notranji prostor celice kot za pritrditev zunanjega modula. Sodobna izdelava baterijskih ohišij se osredotoča tudi na strogo kontrolo dimenzij, debeline stene, ravnosti odprtine in kakovosti varilnih con.

 

Primernost za globoko vlečenje in natančno oblikovanje
Prizmatična aluminijasta ohišja običajno zahtevajo postopke oblikovanja za preoblikovanje ravnih aluminijastih plošč v ohišja določene globine. Posledično mora material, izbran za ohišje baterije, nuditi ne le zadostno trdnost, temveč tudi uravnotežen raztezek, sposobnost oblikovanja in dimenzijsko stabilnost po obdelavi. Različne stopnje aluminijevih zlitin se razlikujejo glede na trdnost, raztezek, odpornost proti koroziji in varivost; zato je treba dejansko izbiro materiala določiti na podlagi dimenzij baterije, strukture ohišja, postopkov oblikovanja in metod varjenja.

 

 

Ko se prvič srečajo s prizmatičnimi ohišji za litijeve baterije, jih marsikdo zamenja za navadna kovinska ohišja. V resnici mora ohišje baterije opravljati več funkcij hkrati.

 

Prvič, zavarovati mora notranjo strukturo celice in preprečiti neželen mehanski premik celice med transportom in delovanjem. Drugič, tvoriti mora zanesljivo tesnilo z zgornjim pokrovom, da prepreči uhajanje elektrolita in vdor zunanje vlage. Poleg tega, ker se lahko v določenih neobičajnih pogojih v bateriji nabereta plin in tlak, zasnova sodobnih prizmatičnih celic običajno vključuje-mehanizem za razbremenitev tlaka. Z drugimi besedami, aluminijasto ohišje, zgornji pokrov, tesnilni sistem in-naprava za razbremenitev pritiska delujejo skupaj kot integrirana celota.

 

 

Odvisno od zasnove izdelka in dobaviteljevega specifičnega toka procesa je mogoče pravokotna aluminijasta ohišja za baterije izdelati z različnimi metodami. Običajni postopki vključujejo brušenje materiala, globoko vlečenje, žigosanje, obrezovanje, dimenzijsko umerjanje, natančno strojno obdelavo, čiščenje in poznejše varjenje. Med temi je globoko vlečenje kritičen proces oblikovanja. Pri baterijskih ohišjih s precejšnjo globino je bistvenega pomena, da ustrezno nadzirate število stopenj vlečenja, obliko kalupa, stanje materiala in hitrost oblikovanja. Nepravilen nadzor parametrov oblikovanja lahko povzroči težave, kot so gubanje, razpoke in neenakomerna debelina stene.

 

Zato se pri pridobivanju aluminijastih baterijskih ohišij za nove energetske aplikacije ne bi smeli osredotočati samo na kakovost in ceno aluminijeve zlitine; prav tako je ključno preveriti, ali ima dobavitelj zanesljive zmogljivosti globokega vlečenja in nadzora dimenzij.

 

 

Ohišje in zgornji pokrov prizmatične baterijske celice običajno tvorita hermetično zaprto enoto.
V sodobni proizvodnji baterij se lasersko varjenje široko uporablja za spajanje ohišja baterije, zgornjega pokrova in sorodnih kovinskih komponent. Njegove prednosti vključujejo koncentrirano varilno območje, minimalno toplotno{1}}območje in primernost za avtomatizirano proizvodnjo. Vendar pa lasersko varjenje postavlja visoke zahteve glede ravnosti odprtine ohišja, skladnosti dimenzij, stanja površine materiala in razmika pri montaži.

 

Posledično lahko aluminijasto ohišje-čeprav je na videz preprosto-pomembno vpliva na učinkovitost kasnejšega varilnega postopka. Na primer, znatna deformacija ali robovi na odprtini ohišja lahko ogrozijo položaj zgornjega pokrova in kakovost zvara. Zato nekateri proizvajalci aluminijastih ohišij baterij uporabljajo natančno prirezovanje in nadzor ravnosti na odprtini, da povečajo doslednost v kasnejši fazi laserskega varjenja.

 

 

Trenutno se baterije s prizmatičnim-ohišjem iz aluminija uporabljajo predvsem na naslednjih področjih:

Nova energetska vozila predstavljajo ključni trg aplikacij.Napajalne baterije morajo uravnotežiti težo, izkoriščenost prostora, strukturno stabilnost in upravljanje toplote; posledično so celice s prizmatičnim-aluminijem ohišjem zelo-primerne za modele baterijskih modulov in paketov.

 

Sistemi za shranjevanje energije so drugo ključno področje uporabe.Ko se zmogljivost opreme za shranjevanje energije povečuje, morajo celice zagotavljati visoke zmogljivosti shranjevanja energije v omejenem prostoru, hkrati pa ohranjati strukturno stabilnost in zanesljivo embalažo.

 

Poleg tega lahko električna orodja, industrijska oprema, robotika, nizkohitrostna električna vozila in določena potrošniška elektronika uporabljajo tudi prizmatične litij-ionske celice.

 

 

 

Če nabavljate ohišja za prizmatične litijeve baterije, priporočamo, da preverite vsaj naslednje informacije:

 

· Dolžina, širina in višina ohišja

· Vrsta materiala in temperament

· Debelina stene ohišja

· Globoka-globina risanja

· Mere odprtin in tolerance

· Ravnost ohišja

· Mere zgornjega pokrova

· Struktura varilnega območja

· Lokacije odprtine za polnjenje elektrolita in protieksplozijske -zaščitne strukture

· Zahteve za površinsko obdelavo

· Zrakotesnost in s tem povezane zahteve glede testiranja

· Letno povpraševanje in količine serijskega naročila

 

Za projekte novih energetskih vozil in shranjevanja energije je treba potrditi dodatne dejavnike, kot so načrtovana življenjska doba celice, delovno okolje, pogoji tresljajev in poznejši način namestitve paketa baterij.

 

 

Ker se nova energetska vozila in sistemi za shranjevanje energije razvijajo v smeri večje energijske gostote, manjše teže in avtomatizirane proizvodnje, se aluminijasta ohišja akumulatorjev prav tako usmerjajo k večji natančnosti. Prihodnji izdelki ne smejo biti samo lažji, temveč morajo tudi vzpostaviti ravnovesje med trdnostjo materiala, sposobnostjo oblikovanja, dimenzijsko natančnostjo in združljivostjo z varjenjem. Poleg tega razvoj -prizmatičnih celic velikega formata-, ki ima za posledico vse večja ohišja-, postavlja višje zahteve glede enotnosti materiala, postopkov oblikovanja, ravnosti in kakovosti varjenja.

 

Posledično se konkurenca v sektorju ohišij aluminijastih baterij premika od preprostega kovinskega žigosanja k obsežnemu tekmovanju, ki vključuje zmogljivosti materialov, orodij, oblikovanja, natančne strojne obdelave in nadzora kakovosti.

 

Ohišja iz aluminijeve zlitine za prizmatične litijeve baterijene služijo samo osnovni funkciji zaščite baterijske celice, ampak so tudi tesno povezani z majhno težo, strukturno stabilnostjo, toplotnim upravljanjem, celovitostjo tesnjenja in avtomatizirano proizvodnjo. Za proizvajalce baterij, sestavljalce paketov in strokovnjake za nabavo v industriji novih energetskih vozil in shranjevanja energije izbira pravega dobavitelja aluminijastih ohišij baterij zahteva celovito oceno materialov, dimenzijske natančnosti, zmogljivosti oblikovanja, učinkovitosti varjenja in stabilnosti masovne-proizvodnje, ne pa zgolj primerjave cen na enoto.