Normes tècniques i lògica per a la selecció de materials de la indústria de paquets de bateries d’ions de liti

Enmig del ràpid desenvolupament de la nova indústria energètica, els paquets de bateries d’ions de liti s’han convertit en un component bàsic que suporta les actualitzacions en vehicles elèctrics, sistemes d’emmagatzematge d’energia, dispositius electrònics portàtils i altres camps. El seu rendiment, seguretat, fiabilitat i costos de fabricació afecten directament l’evolució tecnològica i la competitivitat del mercat de les indústries aigües avall. La carcassa d'alumini, que serveix com a "barrera protectora" de la bateria de la cèl·lula de liti, és un factor crucial per determinar el seu rendiment global. L’anàlisi següent analitza el coneixement clau de la indústria i els punts destacats tècnics des de les perspectives de la tecnologia de materials, els estàndards de rendiment, els requisits d’aplicació, els sistemes de fabricació i les tendències futures.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La selecció de materials per a les carcasses de bateries d’ions de liti és un pas crucial per equilibrar el rendiment, el cost i la seguretat. El material base de la indústria principal actual per a les carcasses d'alumini de bateries és de 3003-H14 d'aliatge d'alumini. Aquesta elecció prové dels estrictes requisits de material del nou sector energètic . 3003- H14 Alumini, que compleix la norma GB/T3880, té una resistència a la tracció de 145-195 MPa. Pot suportar el xoc mecànic i la vibració del funcionament del vehicle i el funcionament dels equips, alhora que es presenta una excel·lent resistència a la corrosió i adaptabilitat a ambients humits, polsosos i fins i tot lleugerament àcids i alcalins. La formabilitat i la soldabilitat de l’aliatge són especialment crucials. Mitjançant processos d’estampació i soldadura, es poden fabricar precisament les carcasses de diverses mides (amplada, longitud i alçada) com ara 54173, 36130 i 29135 mm, complint els requisits de mida personalitzats de diversos clients OEM. Això representa el vincle crucial entre la producció massiva i les aplicacions personalitzades.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La combinació de material de la coberta de la bateria reflecteix les dobles consideracions del rendiment elèctric i de l'estabilitat estructural. El disseny utilitza un compost d'alumini 3003-H14, coure T2Y2 i materials de modelat per injecció. El coure T2Y2 ha de complir els estàndards GB/T5231, amb una puresa superior o igual al 99,99%, una conductivitat superior o igual al 97% IACS, una duresa de 80-110 HV i una resistència a la tracció de 245-345 mPa. El coure d’alta puresa maximitza l’eficiència de transmissió actual i minimitza la pèrdua d’energia. L’aliatge d’alumini proporciona un suport estructural, mentre que el material de modelat per injecció millora el segellat. Aquests tres elements treballen junts per aconseguir els beneficis combinats de "alta conductivitat, estabilitat mecànica i aïllament ambiental". Aquest és el principi bàsic de disseny per garantir una càrrega i descàrrega estables en casos de cèl·lules prismàtiques de gamma alta de la indústria.

Els paràmetres de rendiment de les carcasses d'alumini de la bateria no estan aïllats; Estan alineats precisament amb els requisits tècnics dels escenaris d’aplicació aigües avall. Prenent com a exemple les carcasses d'alumini, el disseny de 0,5-3 mm de gruix té un secret de la indústria oculta: els petits dispositius electrònics portàtils utilitzen carcasses primes de 0,5-1 mm per aconseguir lleuger alhora que proporciona protecció bàsica; Les bateries de potència de vehicles elèctrics requereixen carcasses de 2-3 mm de gruix, que es reforcen per resistir els riscos de col·lisió i aixafar. Darrere d'aquest disseny diferenciat es troba l'exploració en profunditat de l'equilibri entre el rendiment de la protecció i el pes. La baixa densitat d’alumini d’alumini de 2,7-2,8 g/cm³ redueix el pes en més d’un 40% en comparació amb l’acer tradicional, contribuint directament a un augment del 8-12% en el rang de vehicles elèctrics. Aquesta és la raó principal per la qual la nova indústria de vehicles energètics afavoreix les carcasses d’alumini.

 

La resistència a la corrosió i el rendiment de la dissipació de la calor són indicadors clau que determinen la vida de la bateria. Els estàndards de la indústria requereixen de gran qualitatCasos de bateries prismàtiques d’alumini d’aluminiPassar centenars o fins i tot milers d’hores de proves de polvorització de sal neutres per garantir la resistència a la corrosió en ambients costaners d’alta humitat i ambients d’energia fotovoltaica a l’aire lliure. Una conductivitat tèrmica de 150-250 W/(M · K) garanteix que la calor generada per la bateria durant el funcionament es transfereix ràpidament a la carcassa exterior i es dissipa, mantenint el rendiment estable en temperatures entre -40 i 60 graus. En els sistemes d’emmagatzematge d’energia, aquesta capacitat de dissipació de calor pot reduir la degradació del cicle de la bateria, ampliant la durada de la bateria durant 2-3 anys i reduint significativament els costos d’O & M d’usuari final.

 

Pel que fa a la seguretat elèctrica, el disseny aïllant de la cèl·lula de la caixa de la bateria de LifePO4 complementa l’eficiència conductora del coure. Els tractaments superficials (com ara l’anodització) aconsegueixen l’aïllament elèctric, evitant que els elèctrodes interns formin un camí conductiu no desitjat entre els elèctrodes i l’entorn extern. La baixa resistència de contacte del coure d’alta puresa manté les pèrdues de transmissió actuals per sota del 0,1%, cosa que és crucial per a l’eficiència de conversió d’energia dels sistemes d’emmagatzematge d’energia fotovoltaica. Segons les dades de la indústria, cada un augment de l’eficiència de la conductivitat redueix el cost del sistema d’emmagatzematge d’energia per quilowatt-hora en aproximadament 0,02 iuans.