Lítium-iónová batéria s hliníkovým obalom: prehľad znalostí z odvetvia

Hliníkový obal lítium{0}}iónovej batérie je kľúčovým konštrukčným komponentom používaným na zapuzdrenie a ochranu vnútornej bunkovej štruktúry batérie. Je to nenahraditeľná fyzická bariéra a bezpečnostný komponent v batériovom článku. Puzdro priamo určuje vzduchotesnosť, životnosť batérie a bezpečnostnú-výkonnosť batérie proti výbuchu. Je to základné rozhranie spájajúce chemický systém batérie a vonkajšie prostredie použitia. Z hľadiska technickej klasifikácie sa kryty lítium{6}}iónových batérií delia najmä na tri formy: štvorcové, valcové a mäkké balenie podľa rôznych foriem balenia batérií. Medzi nimi hliníkové puzdro pre prizmatické a cylindrické puzdrá na batérie je univerzálnym riešením puzdra pre prizmatické a valcové batérie, zatiaľ čo hliníkové laminátové puzdro pre lítium-iónové batérie predstavuje cestu technológie balenia pre mäkké batérie. Pre profesionálnych nákupcov a technických zákazníkov je chápanie povahy hliníkových plášťov ako „štruktúrneho-tepelného{11}}elektrického“ multi{12}}fyzikálneho prepojenia východiskovým bodom pre vedecký výber a hodnotenie dodávateľa.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Po prvé, presné prispôsobenie tried zliatin. Prostredníctvom disperzného spevnenia mangánového prvku môže zliatina 3003 hliník-mangán zvýšiť medzu klzu na 130-150 MPa bez výrazného zníženia predĺženia, čo je presne v rovnováhe „odolné voči vnútornému vydutiu plynu“ a „uspokojené s hlbokým ťahaním bez praskania“. Táto zliatina nie je zosilnená tepelným spracovaním a jej mechanické vlastnosti spĺňajú požiadavky na použitie po ťahaní, čím sa predchádza riziku rozmerovej deformácie spôsobenej starnutím. Po druhé, kontrola jednotnosti štruktúry zŕn. Hrubé zrná alebo zmiešaná kryštálová štruktúra sú mikroskopickými zdrojmi trhlín. Profesionálni výrobcovia vykonávajú metalografické kontroly vzoriek každej šarže základných materiálov, pričom požadujú, aby bola priemerná veľkosť zrna kontrolovaná na 30-60 μm a aby podiel rovnoosých zŕn nebol menší ako 85%. Náhodnosť orientácie zŕn sa overuje pomocou difrakcie spätného rozptylu elektrónov, aby sa predišlo rozdielom vo výkone kresby v rôznych smeroch v dôsledku koncentrácie textúry.

 

Po tretie, kvalita povrchu a pasivačné filmové inžinierstvo. Teplota topenia filmu z prírodného oxidu hlinitého je až 2072 stupňov, čo je oveľa viac ako teplota hliníkovej matrice. Ak je príliš hrubý alebo nerovnomerne rozložený, ovplyvní to stabilitu laserového zvárania. Vysokokvalitné{4}}hliníkové produkty vyžadujú, aby drsnosť povrchu základného materiálu Ra bola riadená na 0,2-0,4μm a hrúbka oxidového filmu by nemala presiahnuť 50 nm. Chemická pasivácia môže byť poskytnutá podľa požiadavky na vytvorenie rovnomerného a kontrolovateľného umelého pasivačného filmu, ktorý môže výrazne zlepšiť šírku a konzistenciu zváracieho okna. Po štvrté, ekologická kompatibilita a{11}}dizajn s dlhou životnosťou. Prísne kontrolujte-vysokopotenciálne nečistoty, ako je meď a nikel (meď rovná alebo menej 0,05 %, nikel rovná alebo menej 0,01 %), aby ste zabránili lokálnej korózii mikro{16}}batérií. Pre vysokonapäťové{17}}systémy alebo prostredia s extrémnou vlhkosťou možno vnútorný keramický povlak alebo uhlíkový povlak prispôsobiť, aby sa ešte viac zlepšila chemická inertnosť. Zároveň 100% recyklovateľnosť hliníkového plášťa spĺňa nákupné požiadavky európskych a amerických zákazníkov na uhlíkovú stopu a obehové hospodárstvo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Výroba hliníkových plášťov zahŕňa mnoho kľúčových procesných prepojení, ako je výber materiálu, spracovanie tvárnenia, zváranie tesnenie a povrchová úprava. Pokiaľ ide o proces formovania, škrupina využíva hlavne technológiu lisovania a ťahania. Okrem krytu škrupiny môže byť škrupina z hliníkovej zliatiny zvyčajne natiahnutá a formovaná v jednom kroku. Aby sa zlepšila efektívnosť výroby a znížilo sa zasekávanie foriem a miera šrotu, v priemysle sa bežne používajú automatizované vysekávacie komponenty a zariadenia na kontinuálne lisovanie. V prípade hliníkového puzdra na batérie na hlboké ťahanie je viac{4}}proces hlbokého ťahania jadrom pri realizácii štvorcovej nádoby s vysokým pomerom strán - transformácia z kruhovej záslepky na obdĺžnikovú škrupinu si vyžaduje presnú kontrolu veľkosti deformácie a sily držiaka polotovaru pri každom ťahu. Kontrola praskania v oblasti rohu je náročný proces.

 

Z hľadiska technológie zvárania je zváranie krytu a krytu batérie prvou prekážkou na zabezpečenie tesnenia, ktoré priamo ovplyvňuje napäťovú odolnosť a životnosť batérie. Technológia laserového zvárania na utesnenie vrchného krytu štvorcového hliníkového plášťa prešla nepretržitou iteráciou: v počiatočnom štádiu bola rýchlosť zvárania nižšia ako 100 mm/s a potom sa vyvinula na stupeň 100-200 mm/s. Na zvýšenie rýchlosti a kvality sa použili technológie ako laserové hybridné zváranie alebo vysokofrekvenčné zváranie laserovým lúčom-. V súčasnej fáze sa skúma vysokorýchlostné zváranie 300 mm/s a viac s použitím bodového bodového laserového zvárania a ďalších technológií na výrazné zlepšenie stability zvárania a kompatibility produktov. Laserové zváranie hliníkovej zliatiny čelí technickým ťažkostiam, ako sú póry, horúce trhliny a rozstrek, ktoré je potrebné prekonať precíznou reguláciou výkonu a riadením ochranného plynu.

 

Pokiaľ ide o technológiu tesnenia a ochrany, dizajn tesnenia hrá kľúčovú úlohu v spoľahlivosti odolnosti voči napätiu batérie. Pri návrhu je potrebné systematicky vypočítať veľkosť stlačenia tesniaceho krúžku, štruktúru tesniacej drážky, montážnu toleranciu a deformáciu koncového krytu. Pre aplikácie v hlbokej vode alebo v prostredí s vysokou-vlhkosťou možno použiť kombináciu konštrukcie kabíny odolnej voči tlaku{{3}, vnútornej výstuže zalievania a radiálneho tesnenia O-krúžku, aby odolala tlakovým rázom. Okrem toho procesy povrchovej úpravy, ako je poťahovanie modrým filmom, pomáhajú zlepšiť hustotu energie a výťažok výroby optimalizáciou štruktúry povlaku (ako je usporiadanie prekrývajúcej sa časti na rohovej zakrivenej ploche).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nová oblasť energetických vozidiel je najdôležitejším aplikačným scenárom pre hliníkové škrupiny. Akumulátory majú mimoriadne prísne požiadavky na vysokú pevnosť, nízku hmotnosť a vysokú bezpečnosť plášťa. Lítium-železnatý fosfátový systém zodpovedajúci LiFePo4 LFP Lithium Iron Phosphate batériovým článkom je široko používaný v batériových systémoch pre osobné automobily a úžitkové vozidlá kvôli svojej vynikajúcej tepelnej stabilite. Hliníkový plášť zohráva viacero úloh pri vedení tepla, mechanickej ochrane a elektrickej izolácii. Veľké cylindrické kryty batérií tiež rýchlo prenikajú na scénu nových energetických vozidiel vďaka ich vysokej bezpečnosti a výhodám rýchleho nabíjania.

 

Oblasť systémov skladovania energie predložila rôzne požiadavky na spoľahlivosť, životnosť a nákladovú-efektívnosť hliníkových plášťov. Scenáre skladovania energie zvyčajne vyžadujú životnosť viac ako 6 000-krát, čo si vyžaduje, aby si hliníkový plášť zachoval dobrú vzduchotesnosť a štrukturálnu stabilitu počas dlhodobého-používania a aby neunikal v dôsledku mikro-korózie alebo únavy z namáhania. Veľké cylindrické batérie vo všeobecnosti používajú obalové riešenia s hliníkovým plášťom. Vzhľadom na ich nízku hmotnosť, dobrú tepelnú vodivosť a regulovateľné nákladové charakteristiky sú široko používané vo valcových batériách na skladovanie energie.

 

Oblasť spotrebnej elektroniky má vysoké požiadavky na tenkosť, ľahkosť, pocit a integráciu batériových puzdier. Mäkká -hliníková fólia- má v tejto oblasti dominantné postavenie vďaka svojim výhodám, ako je nízka hmotnosť, vysoká hustota energie a nízky vnútorný odpor. Hliníkové puzdro pre lítium-polymérový batériový článok je orientované na lítium-polymérové ​​batérie a má jedinečnú hodnotu vo flexibilnom prispôsobení tvaru. Oblasť špeciálneho vybavenia má dodatočné požiadavky na ochranný výkon pre puzdrá batérií. Napríklad plášť batérie používaný hlboko-vodnými robotmi musí odolať tlaku vody približne 1 MPa (čo zodpovedá hĺbke vody približne 100 metrov). Návrh vyžaduje systematický výpočet hrúbky steny, výstužných rebier, konštrukcie koncového krytu a spoľahlivosti tesnenia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ak potrebujete prispôsobiťLiFePo4 prizmatické batérie hliníkové článkypre váš ďalší vysoko{0}}zabezpečený projekt skladovania energie alebo napájania môže náš inžiniersky tím poskytnúť úplnú-technickú podporu procesu od výberu materiálu až po štrukturálnu simuláciu, aby sme zaistili, že dizajn plášťa bude dokonale zodpovedať potrebám vášho systému.