Per què s'utilitzen àmpliament les caixes de bateries d'alumini de nova energia per a les bateries prismàtiques d'ions de liti-?

Amb el desenvolupament de nous vehicles d'energia, sistemes d'emmagatzematge d'energia, eines elèctriques i altres equips energètics nous, les bateries d'ions de liti-s'enfronten a requisits cada cop més estrictes pel que fa a la densitat d'energia, el pes, la seguretat estructural i l'eficiència de fabricació. Entre els diferents formats d'embalatge de cèl·lules, les bateries prismàtiques d'ions de liti-s'utilitzen àmpliament en sistemes de bateries d'emmagatzematge d'energia i energia a causa de la seva forma regular i de la gran utilització de l'espai.

 

Per a les cèl·lules prismàtiques, la carcassa d'aliatge d'alumini és un component estructural crític. No només encapsula i protegeix la cèl·lula interna, sinó que també suporta les càrregues mecàniques i-juntament amb la coberta superior, els terminals, els mecanismes de segellat i les estructures d'alleujament de pressió-formen un sistema d'envasament de cèl·lules complet. En conseqüència, aquests nous estoigs de bateries d'alumini d'energia no són només simples tancaments metàl·lics; són components estructurals vitals que influeixen en la fiabilitat de les cèl·lules, l'eficiència de fabricació i la integració del sistema.

 

 

La carcassa d'aliatge d'alumini per a bateries de liti prismàtiques-també coneguda com a carcassa de bateries de liti prismàtica o carcassa de bateries d'alumini-s'utilitza principalment per encabir cèl·lules de bateries d'ions de liti-prismàtiques. Una cèl·lula prismàtica típica consta de components com ara una carcassa d'aliatge d'alumini, un conjunt de coberta superior, conjunts d'elèctrodes, terminals, una estructura d'ompliment d'electròlits i un mecanisme d'alleujament de pressió. Després de l'enrotllament o l'apilament de la cèl·lula, els components interns s'insereixen a la carcassa d'alumini, que després es segella connectant la coberta superior a la carcassa.

 

Durant la fabricació, normalment es requereix soldadura de precisió per unir la carcassa i la coberta superior, garantint un segellat estable i hermètic. Algunes bateries prismàtiques també inclouen mecanismes a prova d'explosió-o d'alleujament de pressió a la zona de coberta superior per proporcionar un camí controlat per alliberar pressió en condicions anormals. En conseqüència, la carcassa de la bateria d'alumini ha de complir requisits específics pel que fa a propietats mecàniques, conformabilitat, soldabilitat, precisió dimensional i rendiment de segellat.

 

 

L'aliatge d'alumini facilita l'alleugeriment de la bateria
Per als vehicles d'energia nous i els sistemes d'emmagatzematge d'energia, el pes de la bateria afecta directament el disseny estructural de tot el sistema. L'aliatge d'alumini té una densitat significativament menor que l'acer; per tant, pot reduir el pes de la pròpia carcassa de la bateria alhora que compleix els requisits estructurals. Les primeres investigacions sobre carcasses d'aliatge d'alumini per a bateries prismàtiques d'ions de liti-va demostrar que l'ús d'aliatge d'alumini redueix el pes de la carcassa i millora el rendiment energètic específic general de la cèl·lula. Per als paquets de bateries composts per un gran nombre de cèl·lules, la diferència de pes acumulada de les carcasses de les cel·les individuals es converteix en un factor important en el disseny lleuger de tot el sistema de bateries.

 

Una bona conductivitat tèrmica ajuda a la gestió tèrmica
Les bateries d'ions de liti-genen calor durant la càrrega i la descàrrega. Si la calor generada a l'interior de la cèl·lula no es condueix i es gestiona ràpidament, pot afectar el rendiment del cicle de la cèl·lula i l'estabilitat operativa. L'aliatge d'alumini posseeix una conductivitat tèrmica excel·lent, cosa que permet que la carcassa de la bateria participi en la transferència de calor de la cèl·lula i funcioni conjuntament amb estructures de refrigeració externes. Cal tenir en compte, però, que la carcassa d'alumini per si sola no pot substituir un sistema complet de gestió tèrmica de la bateria. A la pràctica, les bateries d'alimentació o les bateries d'emmagatzematge d'energia encara requereixen la configuració de plaques de refrigeració líquida, canals de refrigeració, materials d'interfície tèrmica o altres solucions de gestió tèrmica basades en l'estructura de la cèl·lula. Per tant, quan es dissenyen carcasses de bateries d'alumini, s'han de tenir en compte de manera exhaustiva factors com el gruix de la paret, les dimensions externes, l'àrea de contacte i l'espai intern de la bateria.

 

Disseny que permet una gran utilització d'espai per a cèl·lules prismàtiques
Una de les característiques clau de l'estructura prismàtica és la seva forma regular. En comparació amb les cèl·lules cilíndriques, les cel·les prismàtiques es poden disposar més estretament dins dels mòduls i paquets de bateries, minimitzant així els buits innecessaris. Les carcasses d'aliatge d'alumini es poden formar en formes prismàtiques regulars mitjançant processos com l'estampació profunda i l'estampació, proporcionant unes dimensions geomètriques estables tant per a l'espai interior de la cel·la com per al muntatge del mòdul extern. La fabricació moderna de carcassa de bateries també se centra en controlar estrictament les dimensions, el gruix de la paret, la planitud de l'obertura i la qualitat de les zones de soldadura.

 

Idoneïtat per a l'embotit profund i el conformat de precisió
Les carcasses d'alumini prismàtics solen requerir processos de conformació per transformar les làmines planes d'alumini en carcasses d'una profunditat específica. En conseqüència, el material escollit per a la carcassa de la bateria no només ha d'oferir una resistència suficient, sinó que també ha d'equilibrar l'allargament, la conformació i l'estabilitat dimensional després del processament. Els diferents graus d'aliatge d'alumini varien en termes de resistència, allargament, resistència a la corrosió i soldabilitat; per tant, la selecció real del material s'ha de determinar en funció de les dimensions de la bateria, l'estructura de la carcassa, els processos de conformació i els mètodes de soldadura.

 

 

Quan es troben per primera vegada caixes de bateries prismàtiques de liti, moltes persones les confonen amb carcasses metàl·liques normals. En realitat, la carcassa de la bateria ha de realitzar múltiples funcions simultàniament.

 

En primer lloc, ha d'assegurar l'estructura interna de la cèl·lula, evitant el desplaçament mecànic no desitjat de la cèl·lula durant el transport i el funcionament. En segon lloc, ha de formar un segell fiable amb la coberta superior per evitar fuites d'electròlits i l'entrada d'humitat externa. A més, com que el gas i la pressió poden acumular-se dins de la bateria en determinades condicions anormals, el disseny de les cèl·lules prismàtiques modernes normalment incorpora un mecanisme d'alleujament de pressió-. En altres paraules, la caixa d'alumini, la coberta superior, el sistema de tancament i el dispositiu-de relleu de pressió funcionen conjuntament com un tot integrat.

 

 

Depenent del disseny del producte i del flux de procés específic del proveïdor, les caixes de bateries rectangulars d'alumini es poden fabricar mitjançant diversos mètodes. Els processos habituals inclouen l'estampació del material, l'embotit profund, l'estampació, el retall, el calibratge dimensional, el mecanitzat de precisió, la neteja i les operacions de soldadura posteriors. Entre aquests, l'embutició profunda és un procés de conformació crític. Per a les caixes de bateries amb una profunditat important, és essencial controlar correctament el nombre d'etapes de dibuix, el disseny del motlle, l'estat del material i la velocitat de conformació. Un control inadequat dels paràmetres de conformació pot provocar problemes com ara arrugues, esquerdes i gruix desigual de la paret.

 

Per tant, a l'hora d'aprovisionar-se de caixes de bateries d'alumini per a noves aplicacions energètiques, no s'ha de centrar només en el grau i el preu de l'aliatge d'alumini; també és crucial verificar si el proveïdor posseeix capacitats fiables en embutició profunda i control dimensional.

 

 

Normalment, la carcassa i la coberta superior d'una pila prismàtica necessiten formar una unitat tancada hermèticament.
En la fabricació de bateries moderna, la soldadura làser s'utilitza àmpliament per unir la carcassa de la bateria, la coberta superior i els components metàl·lics relacionats. Els seus avantatges inclouen una zona de soldadura concentrada, una zona mínima-afectada per la calor i l'adequació per a la producció automatitzada. Tanmateix, la soldadura per làser exigeix ​​grans exigències sobre la planitud de l'obertura de la carcassa, la consistència dimensional, l'estat de la superfície del material i els espais lliures de muntatge.

 

En conseqüència, una carcassa d'alumini-tot i que aparentment simple-pot afectar significativament l'eficiència del procés de soldadura posterior. Per exemple, una deformació important o rebaves a l'obertura de la carcassa poden comprometre el posicionament de la coberta superior i la qualitat de la soldadura. Per tant, alguns fabricants de carcasses de bateries d'alumini utilitzen el tall de precisió i el control de la planitud a l'obertura per millorar la consistència en l'etapa de soldadura làser posterior.

 

 

Actualment, les bateries prismàtiques d'alumini-s'utilitzen principalment en les àrees següents:

Els vehicles de nova energia representen un mercat d'aplicacions crucial.Les bateries d'alimentació han d'equilibrar el pes, la utilització de l'espai, l'estabilitat estructural i la gestió tèrmica; en conseqüència, les cèl·lules-de carcassa prismàtica d'alumini-s'adapten bé per als dissenys de mòduls i paquets de bateries.

 

Els sistemes d'emmagatzematge d'energia són una altra àrea d'aplicació clau.A mesura que augmenta la capacitat dels equips d'emmagatzematge d'energia, les cèl·lules han de proporcionar altes capacitats d'emmagatzematge d'energia en un espai limitat, mantenint l'estabilitat estructural i l'embalatge fiable.

 

A més, les eines elèctriques, els equips industrials, la robòtica, els vehicles elèctrics de baixa-velocitat i certs productes electrònics de consum també poden utilitzar cèl·lules prismàtiques d'ions de liti-.

 

 

 

Si busqueu caixes de bateries prismàtiques de liti, es recomana verificar almenys la informació següent:

 

· Longitud, amplada i alçada de la caixa

· Grau i tremp del material

· Gruix de la paret de la caixa

· Profunditat-de dibuix

· Dimensions d'obertura i toleràncies

· Planitud de la caixa

· Dimensions d'acoblament de la coberta superior

· Estructura de la zona de soldadura

· Ubicacions del forat d'ompliment d'electròlits i estructura a prova d'explosió{0}

· Requisits de tractament superficial

· Estanquitat i requisits d'assaig relacionats

· Demanda anual i quantitats de comanda per lots

 

Per als projectes d'emmagatzematge d'energia i vehicles d'energia nous, s'han de confirmar factors addicionals, com ara la vida útil del disseny de la cèl·lula, l'entorn operatiu, les condicions de vibració i el mètode d'instal·lació de la bateria posterior.

 

 

A mesura que els nous vehicles d'energia i els sistemes d'emmagatzematge d'energia evolucionen cap a una major densitat d'energia, lleugeresa i fabricació automatitzada, les carcasses de bateries d'alumini també tendeixen a una major precisió. Els futurs productes no només han de ser més lleugers, sinó que també han d'aconseguir un equilibri entre la resistència del material, la conformabilitat, la precisió dimensional i la compatibilitat amb la soldadura. A més, el desenvolupament de-cel·les prismàtiques de gran format-que donen lloc a carcasses cada cop més grans-exigeix ​​més uniformitat del material, processos de conformació, planitud i qualitat de soldadura.

 

En conseqüència, la competència en el sector de la carcassa de les bateries d'alumini està passant de l'estampació de metall simple a un concurs integral que inclou capacitats en materials, eines, conformació, mecanitzat de precisió i control de qualitat.

 

Carcassa d'aliatge d'alumini per a bateries prismàtiques de litiNo només compleixen la funció fonamental de protegir la cèl·lula de la bateria, sinó que també estan estretament relacionats amb la lleugeresa, l'estabilitat estructural, la gestió tèrmica, la integritat del segellat i la producció automatitzada. Per als fabricants de bateries, muntadors de paquets i professionals d'adquisició de les indústries de vehicles nous i d'emmagatzematge d'energia, seleccionar el proveïdor adequat de carcassa de bateries d'alumini requereix una avaluació integral dels materials, la precisió dimensional, les capacitats de conformació, el rendiment de la soldadura i l'estabilitat de la-producció massiva, en lloc d'una mera comparació de preus unitaris.