Obudowa z aluminium-litowo-jonowego: przegląd wiedzy branżowej

Aluminiowa obudowa-akumulatora litowo-jonowego to kluczowy element konstrukcyjny używany do hermetyzacji i ochrony wewnętrznej struktury ogniw akumulatora. Stanowi niezastąpioną barierę fizyczną i element zabezpieczający ogniwo akumulatorowe. Obudowa bezpośrednio wpływa na szczelność, żywotność i odporność akumulatora na-wybuch. Jest to podstawowy interfejs łączący układ chemiczny akumulatora ze środowiskiem użytkowania zewnętrznego. Z punktu widzenia klasyfikacji technicznej obudowy akumulatorów litowo-jonowych- dzieli się głównie na trzy formy: kwadratowe, cylindryczne i miękkie, zgodnie z różnymi formami pakowania akumulatorów. Wśród nich aluminiowa obudowa do akumulatorów pryzmatycznych i cylindrycznych to uniwersalne rozwiązanie do akumulatorów pryzmatycznych i cylindrycznych, natomiast aluminiowa torebka laminowana do akumulatorów litowo-jonowych reprezentuje ścieżkę technologii pakowania akumulatorów typu soft pack. Dla profesjonalnych nabywców i klientów inżynieryjnych zrozumienie natury powłok aluminiowych jako wielo-fizycznego interfejsu sprzężenia „konstrukcji-cieplnej-elektryczności elektrycznej” jest punktem wyjścia do naukowej selekcji i oceny dostawcy.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Po pierwsze, precyzyjne dopasowanie gatunków stopów. Dzięki wzmocnieniu dyspersyjnemu pierwiastka manganu, stop aluminium-manganu 3003 może zwiększyć granicę plastyczności do 130-150 MPa bez znaczącego zmniejszania wydłużenia, które mieści się dokładnie w zakresie równowagi między „odpornością na wewnętrzne wybrzuszenie gazu” a „zadowalającym głębokim tłoczeniem bez pęknięć”. Stop ten nie jest wzmocniony obróbką cieplną, a jego właściwości mechaniczne po ciągnieniu spełniają wymagania użytkowe, unikając ryzyka odkształcenia wymiarowego spowodowanego obróbką starzeniową. Po drugie, kontrola jednorodności struktury ziarna. Grube ziarna lub mieszana struktura kryształów są mikroskopijnymi źródłami pękania ciągnienia. Profesjonalni producenci przeprowadzają badania metalograficzne każdej partii materiałów podstawowych, wymagając kontroli średniej wielkości ziaren na poziomie 30-60 µm i udziału ziaren równoosiowych nie mniejszego niż 85%. Losowość orientacji ziaren jest weryfikowana poprzez dyfrakcję wstecznie rozproszoną elektronów, aby uniknąć różnic w wydajności ciągnienia w różnych kierunkach ze względu na koncentrację tekstury.

 

Po trzecie, jakość powierzchni i inżynieria folii pasywacyjnej. Temperatura topnienia folii z naturalnego tlenku glinu wynosi aż 2072 stopnie, czyli jest znacznie wyższa niż temperatura matrycy aluminiowej. Jeśli jest zbyt gruby lub nierównomiernie rozłożony, wpłynie to na stabilność spawania laserowego. Wysokiej-jakości produkty z powłoką aluminiową wymagają, aby chropowatość powierzchni materiału podstawowego Ra była kontrolowana na poziomie 0,2-0,4 μm, a grubość warstwy tlenku nie powinna przekraczać 50 nm. W zależności od zapotrzebowania można przeprowadzić pasywację chemiczną w celu utworzenia jednolitej i kontrolowanej sztucznej folii pasywacyjnej, która może znacznie poprawić szerokość i konsystencję okna spawalniczego. Po czwarte, kompatybilność środowiskowa i konstrukcja-o długiej żywotności. Ściśle kontroluj-potencjalne zanieczyszczenia, takie jak miedź i nikiel (miedź mniejsza lub równa 0,05%, nikiel mniejsza lub równa 0,01%), aby uniknąć lokalnej korozji mikro-akumulatorów. W przypadku systemów-wysokiego napięcia lub środowisk o ekstremalnej wilgotności można dostosować powłokę ceramiczną lub powłokę węglową wewnętrznej ściany, aby jeszcze bardziej poprawić obojętność chemiczną. Jednocześnie 100% możliwość recyklingu aluminiowej powłoki spełnia wymagania zakupowe klientów europejskich i amerykańskich w zakresie śladu węglowego i gospodarki o obiegu zamkniętym.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Produkcja powłok aluminiowych obejmuje wiele kluczowych procesów, takich jak dobór materiału, obróbka formująca, zgrzewanie i obróbka powierzchni. Jeśli chodzi o proces formowania, skorupa wykorzystuje głównie technologię tłoczenia i rozciągania. Z wyjątkiem osłony skorupy, skorupę ze stopu aluminium można zazwyczaj rozciągać i formować w jednym etapie. W celu poprawy wydajności produkcji oraz zmniejszenia zakleszczania się form i ilości złomów, w przemyśle powszechnie stosuje się zautomatyzowane komponenty wykrawające i urządzenia do ciągłego tłoczenia. W przypadku aluminiowej obudowy baterii do głębokiego tłoczenia, wielo-proces głębokiego tłoczenia jest podstawą uzyskania kwadratowego pojemnika o wysokim współczynniku kształtu. - Przekształcenie okrągłego zaślepki w prostokątną skorupę wymaga precyzyjnej kontroli wielkości odkształcenia i siły trzymania półfabrykatu przy każdym przejściu ciągnienia. Kontrola pęknięć w obszarze naroży jest trudnym procesem.

 

Z punktu widzenia technologii spawania, spawanie obudowy akumulatora i pokrywy jest pierwszą przeszkodą w zapewnieniu szczelności, co bezpośrednio wpływa na odporność napięciową i żywotność akumulatora. Technologia spawania laserowego kwadratowego uszczelnienia górnej pokrywy aluminiowej była poddawana ciągłym udoskonaleniom: na wczesnym etapie prędkość spawania była niższa niż 100 mm/s, a następnie rozwinęła się do etapu 100-200 mm/s. Aby poprawić prędkość i jakość, zastosowano takie technologie, jak laserowe spawanie hybrydowe lub spawanie wahadłowe-wiązką lasera o wysokiej częstotliwości. Na obecnym etapie badane jest spawanie-z dużymi prędkościami, wynoszącymi 300 mm/s i więcej, przy użyciu punktowego pierścieniowego punktowego spawania laserowego i innych technologii, które znacznie poprawiają stabilność spawania i kompatybilność produktów. Spawanie laserowe stopów aluminium wiąże się z trudnościami technicznymi, takimi jak pory, pęknięcia na gorąco i odpryski, którym należy przezwyciężyć poprzez precyzyjną kontrolę mocy i zarządzanie gazem ochronnym.

 

Jeśli chodzi o technologię uszczelniania i ochrony, konstrukcja uszczelnienia odgrywa kluczową rolę w niezawodności rezystancji napięcia akumulatora. Podczas projektowania należy systematycznie obliczać wielkość ściśnięcia pierścienia uszczelniającego, budowę rowka uszczelniającego, tolerancję montażu oraz odkształcenie pokrywy końcowej. W przypadku zastosowań w głębokiej wodzie lub w środowiskach o-wysokiej wilgotności można zastosować kombinację konstrukcji kabiny odpornej na ciśnienie-, wewnętrznego wzmocnienia zalewanego i-uszczelnienia promieniowego typu O-ring, aby wytrzymać szok ciśnieniowy. Ponadto procesy obróbki powierzchni, takie jak powlekanie niebieską folią, pomagają poprawić gęstość energii i wydajność produkcji poprzez optymalizację struktury powłoki (np. ułożenie nakładającej się części na zakrzywionej powierzchni narożnika).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Najważniejszym scenariuszem zastosowania powłok aluminiowych jest nowa dziedzina pojazdów energetycznych. Pakiety akumulatorów mocy mają niezwykle rygorystyczne wymagania dotyczące dużej wytrzymałości, lekkości i wysokiego bezpieczeństwa obudowy. Układ fosforanu litowo-żelazowego odpowiadający ogniwom akumulatorowym LiFePo4 LFP z fosforanem litowo-żelazowym jest szeroko stosowany w układach akumulatorowych samochodów osobowych i pojazdów użytkowych ze względu na jego doskonałą stabilność termiczną. Aluminiowa powłoka odgrywa wiele ról w przewodzeniu ciepła, ochronie mechanicznej i izolacji elektrycznej. Duże cylindryczne obudowy akumulatorów również szybko penetrują rynek nowych pojazdów energetycznych ze względu na ich wysoki poziom bezpieczeństwa i zalety związane z szybkim ładowaniem.

 

W dziedzinie systemów magazynowania energii przedstawiono zróżnicowane wymagania dotyczące niezawodności, trwałości i-opłacalności osłon aluminiowych. Scenariusze magazynowania energii wymagają zwykle ponad 6000-krotnego cyklu życia, co wymaga, aby aluminiowa obudowa zachowała dobrą szczelność i stabilność strukturalną podczas długotrwałego-użytkowania oraz nie przeciekała z powodu mikro-korozji lub zmęczenia naprężeniowego. W przypadku dużych akumulatorów cylindrycznych zazwyczaj stosuje się rozwiązania w zakresie opakowań z powłoką aluminiową. Ze względu na swoją lekkość, dobrą przewodność cieplną i kontrolowaną charakterystykę kosztową, są one szeroko stosowane w cylindrycznych akumulatorach magazynujących energię.

 

Branża elektroniki użytkowej ma wysokie wymagania dotyczące cienkości, lekkości, wyczucia i integracji obudów baterii. Miękka-aluminiowa-folia z tworzywa sztucznego zajmuje dominującą pozycję w tej dziedzinie ze względu na jej zalety, takie jak niewielka waga, wysoka gęstość energii i niski opór wewnętrzny. Aluminiowa obudowa ogniwa litowo-polimerowego jest dostosowana do akumulatorów litowo-polimerowych i ma wyjątkową wartość w zakresie elastycznego dopasowywania kształtu. W dziedzinie wyposażenia specjalnego obowiązują dodatkowe wymagania dotyczące właściwości ochronnych dla obudów akumulatorów. Na przykład obudowa akumulatora używana w robotach-głębokowodnych musi wytrzymać ciśnienie wody o wartości około 1 MPa (co odpowiada głębokości wody około 100 metrów). Projekt wymaga systematycznych obliczeń grubości ścianek, żeber wzmacniających, konstrukcji pokrywy końcowej i niezawodności uszczelnienia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Jeśli chcesz dostosowaćAluminiowe ogniwa akumulatorowe LiFePo4 pryzmatycznew przypadku Twojego kolejnego projektu związanego z magazynowaniem lub zasilaniem energii-o wysokim poziomie bezpieczeństwa nasz zespół inżynierów może zapewnić pełne-wsparcie techniczne procesu, od wyboru materiałów po symulację konstrukcyjną, aby upewnić się, że projekt powłoki idealnie odpowiada potrzebom Twojego systemu.