Análise dimensional completa do projeto dos principais componentes estruturais para células de bateria LiFePO4

A estrutura geral da célula da bateria Power consiste em dois módulos principais, o invólucro e a placa de cobertura, com clara divisão de trabalho e diferenças significativas no processo. O processo de fabricação da casca é relativamente simples e a corrente principal adota tecnologia de alongamento contínuo para formar. Os materiais são principalmente carcaça de aço e carcaça de alumínio, com excelente resistência estrutural e forte capacidade de carga mecânica, que pode fornecer proteção sólida para as células internas da bateria; A complexidade do processo de fabricação da placa de cobertura é muito maior do que a do invólucro e é um componente funcional integrado que combina múltiplas funções, como vedação fixa, condução de corrente, alívio de pressão anormal, proteção de fusível e redução de corrosão elétrica. É o componente principal para garantir a operação segura das baterias de lítio.

No trabalho diário, a tampa superior e o invólucro de alumínio são selados por soldagem a laser, fixando as células nuas e isolando o ambiente externo; O poste, o adaptador e a orelha da célula da bateria são soldados e conectados para garantir a transmissão estável das correntes de carga e descarga; Quando houver uma anormalidade ou pressão de ar excessiva dentro da bateria, a válvula-à prova de explosão na placa de cobertura abrirá automaticamente para liberar a pressão, reduzindo o risco de explosão da fonte e protegendo a segurança das células da bateria recarregável de íon de lítio em todos os aspectos.

O invólucro é o componente protetor fundamental da estrutura da célula da bateria LiFePO4, desempenhando um papel fundamental em quatro dimensões: fixação, proteção, vedação e dissipação de calor. É uma barreira de ciclo de vida completo que isola o sistema eletroquímico interno da célula da bateria do ambiente externo.

Por um lado, o invólucro pode fixar firmemente os componentes internos da célula da bateria, garantindo que a bateria mantenha a estabilidade estrutural em diversos cenários, como transporte, uso e vibração, ao mesmo tempo que resiste a impactos mecânicos externos, evitando compressão externa e danos por colisão nas células internas da bateria.

Por outro lado, o invólucro possui excelente desempenho de vedação, eliminando completamente o problema de vazamento de eletrólito, mantendo a estabilidade do ambiente eletroquímico interno do armazenamento de energia da bateria e auxiliando na dissipação de calor para dissipar rapidamente o calor gerado durante a operação da bateria, aliviar problemas de aumento de temperatura, prolongar a vida útil das baterias de lítio e melhorar a segurança operacional.

O sistema de processo de produção de casca das células de energia Lifepo4 é completo, com processos principais, incluindo corte de matéria-prima, estampagem profunda contínua de precisão, processamento de incisão, limpeza, secagem e inspeção-em escala completa. Entre elas, a tecnologia de alongamento contínuo de precisão é a principal dificuldade de todo o processo de produção. Este processo exige garantia estrita de espessura uniforme da parede da casca para evitar problemas como fratura e deformação durante o processo de estiramento.

Como o componente principal mais integrado em baterias de íon-de lítio para produtos solares, a placa de cobertura integra diversas funções, como conexão, isolamento, vedação, proteção-de explosão e condutividade. Os componentes internos são finamente divididos e coordenados para garantir o funcionamento normal das baterias de lítio. A tampa de aço na parte superior da placa de cobertura possui alta resistência mecânica e forte resistência à deformação externa. Ele pode não apenas proteger a folha interna de alumínio-à prova de explosão contra danos, mas também servir como um componente-chave para a conexão do PACK da bateria; O anel de vedação ao redor da placa de cobertura serve como isolamento e função de isolamento, separando as partes metálicas internas do invólucro para evitar curtos-circuitos internos na bateria. Ao mesmo tempo, coopera com o processo de vedação para conseguir a vedação secundária, melhorando ainda mais a estanqueidade da bateria.

O componente-à prova de explosão do núcleo da cobertura é composto por anéis de isolamento, folhas de alumínio-à prova de explosão e folhas de alumínio de conexão. É uma estrutura fundamental para proteção contra sobrecarga, alívio de pressão e à prova de explosão-de baterias superpack de lítio. A folha de alumínio-à prova de explosão está localizada no meio da placa de cobertura e é o núcleo do controle do corte do circuito-e do alívio da pressão crítica; A folha de alumínio de conexão está localizada na parte inferior da placa de cobertura e é conectada à folha de alumínio-à prova de explosão por meio de soldagem a laser. Em situações perigosas, a conexão pode ser desconectada em tempo hábil para cortar o circuito; O anel de isolamento é instalado entre a folha de alumínio de conexão e a folha de alumínio-à prova de explosão para obter isolamento e isolamento.

O conector do módulo de bateria é um componente condutor chave no módulo de pacote de baterias de lítio de sistemas de armazenamento de energia solar, usado principalmente para obter conexão elétrica entre a célula da bateria e o módulo. Ele é feito principalmente de materiais compostos multi-camadas empilhados, com uma camada de conexão dedicada para garantir o desempenho da soldagem com o poste. A estrutura multi{3}}camadas garante de forma síncrona uma eficiência de condutividade geral estável.

Parte do substrato da placa de conexão é processada empilhando múltiplas camadas de folha para formar uma área tampão flexível, que pode efetivamente compensar o deslocamento causado pela expansão do núcleo durante o processo de carga e descarga do kit de bateria, reduzir o impacto do estresse na interface de baixa resistência e melhorar a estabilidade estrutural geral do módulo. O formato da peça de conexão é geralmente retangular, trapezoidal, em formato de mesa e outras especificações convencionais. Uma folha de cobre niquelada com 0,1 espessura é colada na superfície de conexão para melhorar a confiabilidade da soldagem. Antes e depois da soldagem, a superfície deve ser polida e limpa para evitar oxidação e descoloração em alta-temperatura, sem danificar o revestimento original da superfície para garantir o desempenho da conexão.

No geral, o projeto e o controle do processo dos componentes estruturais das baterias de lítio estão diretamente relacionados ao desempenho, segurança e vida útil das baterias de lítio. Com a expansão contínua dos novos mercados de veículos de energia e armazenamento de energia, a demanda do mercado por componentes estruturais de casca quadrada continuará a aumentar, e a indústria continuará a se atualizar em direção à alta precisão, alta integração e alta estabilidade, promovendo ainda mais a tecnologia geral e a melhoria da qualidade da aplicação das baterias de lítio.

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