Análise panorâmica do invólucro da bateria de lítio

A caixa da bateria é um componente estrutural importante usado para encapsular e proteger as células internas das baterias de íons de lítio, formando o limite físico e a barreira de proteção mecânica das células da bateria. Como um componente central do sistema de bateria que determina diretamente a estanqueidade ao ar, o ciclo de vida e o desempenho de segurança-à prova de explosão, o nível de projeto de engenharia da caixa da bateria afeta diretamente a operação estável e os recursos de proteção de segurança do módulo de bateria em vários cenários de aplicação. De acordo com as diferentes formas de embalagem, as caixas de bateria são divididas principalmente em três tipos: quadrada, cilíndrica e soft pack. As caixas de bateria quadradas e cilíndricas são geralmente feitas de alumínio, aço e outros materiais metálicos e são fabricadas por meio de processos como estampagem e soldagem a laser; baterias flexíveis-usam filme plástico-de alumínio como material de embalagem, que é uma solução de embalagem flexível.

 

A redução de peso é uma direção importante para o desenvolvimento da tecnologia de gabinetes de bateria e, portanto, ligas de alumínio e materiais compósitos são cada vez mais usados ​​em gabinetes de baterias de alto-desempenho. Do ponto de vista do ciclo de vida completo, os invólucros das baterias podem ser reciclados como recursos renováveis ​​após atingirem a sua vida útil. Entre eles, o valor de reciclagem de invólucros de alumínio, como a caixa de alumínio da bateria e o invólucro de alumínio para baterias prismáticas de íons de lítio, é particularmente significativo. O consumo de energia da reciclagem do alumínio é muito inferior ao da produção de alumínio primário. No sistema de bateria cilíndrica, o invólucro de alumínio da célula de lítio é a forma de invólucro mais padronizada e é amplamente utilizado na produção em massa de especificações como 18650, 21700 e 4680. Além disso, em resposta às necessidades de embalagem de células de bateria de marcas internacionais, soluções especiais de invólucro, como invólucro de alumínio para bateria Panasonic Invólucro de alumínio e invólucro de alumínio para bateria Samsung Sdi O invólucro de alumínio também ocupa uma posição importante no campo da fabricação de precisão.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Os avanços na ciência dos materiais fornecem suporte subjacente para avanços no desempenho em caixas de baterias. A liga de alumínio é a principal rota tecnológica atual para carcaças de baterias de energia. Entre elas, as placas de alumínio da série 3.000 são amplamente utilizadas na fabricação de invólucros de baterias de potência devido às suas vantagens abrangentes, como excelente conformabilidade, alta resistência à corrosão, bom desempenho de soldagem e condutividade, baixa densidade e peso leve. Três formas diferentes de materiais de alumínio, placas de alumínio laminado, perfis de alumínio extrudado e alumínio fundido, têm sido usadas em larga escala em vários projetos de carcaças de baterias. Como material tradicional, o aço de alta-resistência ainda pode atender aos requisitos básicos de resistência e rigidez e permanecer competitivo em alguns cenários que são sensíveis-aos custos e têm requisitos de baixo peso. Como uma direção emergente, os materiais compósitos têm uma resistência à tração que pode ser mais de três vezes maior que a da liga de alumínio sob as mesmas condições de espessura, um desempenho retardador de chama que pode atingir o nível UL-94 V0 e uma densidade que é mais de 30% inferior à da liga de alumínio. O processo de moldagem por transferência de resina de alta-pressão permite um ciclo de produção mais rápido e boa precisão dimensional. Como representante-de vanguarda de materiais leves, a aplicação industrial da liga de magnésio está atraindo a atenção da indústria. O filme plástico-alumínio utilizado na rota de embalagem flexível é geralmente composto por três camadas de náilon externo, folha de alumínio intermediária e filme interno de polipropileno, e é preparado por processos secos ou térmicos. Para sistemas químicos de fosfato de ferro-lítio, o invólucro de alumínio para células de fosfato de ferro-lítio tem sido amplamente utilizado em veículos comerciais e campos de armazenamento de energia devido à sua excelente resistência à corrosão e controlabilidade de custos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O processo de fabricação é um elo fundamental na determinação da consistência do desempenho final e da confiabilidade do gabinete da bateria. Em termos de tecnologia de conformação, a carcaça metálica adota principalmente o processo de estampagem e alongamento. O invólucro de liga de alumínio geralmente pode ser esticado e formado em uma única etapa, exceto a placa de cobertura. Com o dispositivo automático de corte e alimentação de precisão, ele pode efetivamente reduzir a taxa de emperramento e sucata da matriz e melhorar o ritmo de produção. O processo de soldagem é o primeiro passo para garantir a vedação da bateria, o que afeta diretamente a resistência da tensão e o ciclo de vida da bateria. A tecnologia de soldagem a laser para vedação da tampa superior da bateria quadrada de alumínio tem experimentado uma evolução contínua de baixa velocidade para alta velocidade. Na fase inicial, a velocidade de soldagem era inferior a 100 milímetros por segundo. Mais tarde, a velocidade foi aumentada para 100 a 200 milímetros por segundo por meio de soldagem híbrida a laser e tecnologia de oscilação de feixe de alta{10}frequência. Atualmente, a tecnologia avançada tem explorado soluções de soldagem de alta-velocidade de mais de 300 milímetros por segundo, usando soldagem a laser pontual e anelar e outras tecnologias para melhorar a estabilidade da soldagem e a compatibilidade do produto.

 

No entanto, a soldagem a laser de ligas de alumínio ainda enfrenta dificuldades técnicas, como poros, trincas a quente, explosões e respingos, que precisam ser superadas por meio da otimização do gás de proteção, controle preciso dos parâmetros de soldagem e tratamento de superfície pré-soldagem. O processo de vedação e proteção também é crucial. Durante a fase de projeto, é necessário calcular sistematicamente a quantidade de compressão do anel de vedação, a estrutura da ranhura de vedação, a tolerância de montagem e a deformação da tampa da extremidade, e adotar uma combinação de estrutura de cabine resistente à pressão, reforço de encapsulamento interno e vedação radial do anel O- para resistir ao choque de pressão e ao vazamento de eletrólito. Para baterias cilíndricas, a fabricação de invólucros de alumínio para células de lítio dá mais ênfase à uniformidade da espessura da parede e à precisão da circularidade para garantir que a lacuna correspondente entre o núcleo e o invólucro esteja na faixa ideal, o que não apenas garante infiltração suficiente do eletrólito, mas também evita a agitação do núcleo causada por lacunas excessivas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Os cenários de aplicação de caixas de bateria penetraram profundamente, desde novas baterias de energia para veículos até sistemas de armazenamento de energia, eletrônicos de consumo e equipamentos especiais e outros campos. No campo dos veículos de novas energias, as caixas das baterias precisam atender aos requisitos combinados de alta resistência, leveza e alta segurança. O design do case precisa levar em consideração múltiplas funções, como proteção contra colisão na parte inferior da carroceria, absorção de energia de extrusão lateral e alívio de pressão direcional de fuga térmica. No campo dos sistemas de armazenamento de energia, grandes baterias cilíndricas geralmente usam soluções de embalagem em invólucro de alumínio. Baseando-se em suas características leves, de boa condutividade térmica e de custo{4}}controlável, eles são amplamente utilizados em células cilíndricas de armazenamento de energia. Os requisitos da indústria para fabricação de precisão, otimização estrutural e processos à prova de explosão do revestimento continuam a aumentar. No campo da eletrônica de consumo, os produtos possuem altos requisitos de espessura, toque e integração das caixas de bateria.

 

Eles geralmente usam uma estrutura composta de materiais externos macios e forro interno de microfibra. No campo de equipamentos especiais, como robôs-de águas profundas e outros cenários de aplicação, o invólucro da bateria precisa suportar uma pressão de água de cerca de um MPa. Cálculos sistemáticos de resistência à pressão devem ser realizados durante o projeto, incluindo projeto de espessura de parede, arranjo de reforço, otimização da estrutura de cobertura final e verificação de rigidez do material. Independentemente do cenário de aplicação, o design da caixa da bateria deve equilibrar os requisitos de segurança química das células da bateria com os requisitos ambientais mecânicos do produto final. No mercado internacional, os fabricantes japoneses de baterias têm requisitos extremamente rigorosos quanto à precisão do invólucro e qualidade da superfície. Invólucro de alumínio para bateria panasonic O invólucro de alumínio geralmente requer vários tratamentos de polimento e passivação para atender aos padrões de qualidade de suas-baterias automotivas e de consumo de última geração.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Todos os produtos são produzidos em estrita conformidade com os padrões de segurança e fabricação de precisão da indústria. Eles têm as vantagens de alta precisão, alta resistência, boa vedação, leveza e resistência à corrosão. O tamanho estrutural e o processo de proteção podem ser personalizados de acordo com os requisitos do processo do cliente, fornecendo soluções de suporte de revestimento estáveis ​​e confiáveis ​​para váriosCélulas de íon-de alumínio e lítiofabricantes.