Directrius per al control de deformacions en el mecanitzat de plaques de coberta de bateries i components d'aliatge d'alumini

En l'àmbit de la fabricació de bateries d'energia, els components clau, com ara les plaques de coberta de la bateria d'energia, les plaques de coberta d'alumini per a bateries, les tapes de bateries prismàtiques de liti i les plaques de coberta de bateries d'ions de liti-, utilitzen àmpliament estructures d'aliatge d'alumini de parets fines-. A causa de les característiques dels aliatges d'alumini, com ara una alta conductivitat tèrmica, un alt coeficient d'expansió tèrmica i una rigidesa insuficient, la deformació es genera fàcilment durant el mecanitzat de components de la carcassa de la bateria, com ara les tapes superiors per a les cèl·lules prismàtiques de la bateria, les cobertes de la caixa de la bateria d'alumini i els conjunts de cobertes de seguretat LFP. Aquesta deformació afecta el rendiment del segellat, la precisió de concordança i la qualitat de la soldadura.

 

Per millorar l'estabilitat de fabricació de components com ara plaques de coberta de bateries i plaques bipolars de coure i alumini, a continuació es resumeixen sistemàticament mètodes efectius per reduir la deformació del mecanitzat des dels aspectes de materials, processos, eines de tall, subjecció i tècniques d'operació.
 

 

La deformació de components de parets fines-com ara les cobertes de la bateria d'alimentació, les cobertes superiors i els blocs de terminals s'origina principalment per tres aspectes:

1. Alleujament de l'estrès intern en el blanc

Aplicable a: annex de bateria de liti prismàtica / tapa superior de bateria de liti

La forja lliure o les peces d'extrusió grans generen una tensió residual important durant el procés de conformació.

A mesura que s'elimina el material durant el tall, la redistribució de l'esforç intern condueix a la deformació de la peça.

 

2. Força de tall i calor de tall

L'extrusió de material per l'eina de tall provoca una concentració de calor localitzada, agreujant la deformació superficial.

Això té un impacte particularment significatiu a les cobertes de bateries d'alumini-de paret primes.

 

3. Deformació elàstica causada pel mètode de fixació

La subjecció inestable pot provocar una tensió desigual a les peces.

Després d'afluixar la pinça, les peces tornen a remuntar, donant lloc a desviacions dimensionals.

 

 

1. Reducció de l'estrès intern en el blanc

Aplicable a: Placa de coberta de bateria d'alumini / Placa de coberta de bateria d'ions de liti-

Els mètodes següents poden reduir eficaçment l'estrès intern i millorar la precisió dimensional:

Envelliment natural / envelliment artificial: allibera gradualment l'estrès en el blanc en condicions estables.

Envelliment de la vibració: utilitzeu vibracions de baixa-freqüència per accelerar l'equalització de l'estrès intern.

Mètode-premecanitzat: traieu l'excés de material → deixeu reposar durant un període de temps → realitzeu un mecanitzat secundari per assegurar una alliberació més completa de l'esforç.

 

2. Optimització d'eines i paràmetres de tall

(1) Selecció de la geometria de l'eina

És preferible un angle de rasclet més gran: redueix la deformació del tall i millora l'eliminació d'encenalls.

Angle de separació petit per a desbassar; gran angle de separació per a l'acabat per equilibrar la força del tall i la qualitat de la superfície.

És preferible un angle d'hèlix més gran: apte per a talls a gran-velocitat, millorant l'estabilitat del mecanitzat.

Redueix l'angle de tall principal: redueix la temperatura a la zona de tall, reduint la deformació tèrmica.

(2) Optimització de l'estructura de l'eina

Redueix el nombre de dents i augmenta la ranura de l'encenall per millorar l'eficiència d'eliminació d'encenalls.

Controleu la rugositat del tall a Ra Menor o igual a 0,4 μm.

Controleu estrictament el desgast de l'eina a Inferior o igual a 0,2 mm per evitar la formació-de vores acumulades.

(Aquesta solució d'eina també és aplicable al mecanitzat de peces estructurals com ara components premsats de coure i plaques bipolars bimetalls de coure i alumini).

 

3. Disseny millorat de l'estructura de subjecció

Aplicable a: la tapa superior per a una pila de bateria prismàtica / pot cobrir la bateria prismàtica

Els mètodes de subjecció que redueixen eficaçment la deformació inclouen:

Subjecció axial de la cara de l'extrem: evita que les peces de paret -prima es comprimeixin radialment.

Subjecció del mandril al buit: distribuït uniformement, menys propens a provocar deformacions de la placa, molt adequat per al mecanitzat de cobertes de bateries d'alumini.

Mètode d'ompliment intern: injecteu un medi fusible a la part-de paret fina per augmentar la rigidesa, després dissoleu-lo i aboqueu-lo després del mecanitzat.

 

4. Planificació de processos i optimització de la seqüència de mecanitzat

Les cobertes de les bateries d'alimentació són peces de-parets fines i la disposició científica dels processos és crucial.

Flux de procés raonable:

Desbast → Semi-acabat → Neteja de cantonades → Acabat

Afegiu un segon pas de semi-acabat si cal per alliberar l'estrès intermedi.

Mantenir un marge d'acabat uniforme, generalment controlat entre 0,2 i 0,5 mm.
 

 

1. Mecanitzat simètric per reduir la concentració de calor

Per exemple, mecanitzat una placa d'alumini de 90 mm a 60 mm:

Un sol tall pot provocar una deformació plana de fins a 5 mm.

El tall simètric en capes pot controlar la deformació fins a 0,3 mm.

 

2. Mecanitzat en capes d'estructures multi-cavitats

Com ara jocs de cobertes de seguretat LFP o tapes de bateries prismàtiques de diverses-cavitats

No es pot mecanitzar cavitat per cavitat, en cas contrari, la distribució desigual de la tensió pot provocar fàcilment deformacions;

S'han de mecanitzar múltiples cavitats simultàniament en capes.

 

3. Control de la força de tall i la calor de tall

La reducció de la profunditat de tall, l'augment de la velocitat d'avanç i la velocitat del cargol són més adequats per al mecanitzat CNC d'alta -velocitat.

Es recomana el fresat en escalada per a l'acabat per reduir l'enduriment per treball i la tensió superficial.

 

4. Optimitzar el recorregut de l'eina i l'estanquitat de subjecció

Afluixeu adequadament la pinça abans d'acabar → deixeu que la peça torni de forma natural → després premeu lleugerament per assegurar-la, cosa que pot reduir significativament la deformació final.

La força de tancament ha de ser tan petita com sigui possible i la direcció de la força ha de ser raonable.

 

5. Eviteu el "tall recte-avall" quan mecanitzeu cavitats

Es recomana perforar primer un forat de l'eina o utilitzar un recorregut de l'eina helicoïdal per reduir l'acumulació de calor i el risc de trencament de l'eina.

 

 

S'aplica als productes següents: Placa de coberta de la bateria d'alimentació / Tapa de la caixa de la bateria d'alumini / Tapa de la bateria de liti prismàtica / Tapa superior de la bateria de liti / Conjunt de coberta de seguretat LFP

 

La reducció de la deformació s'ha de controlar de manera integral des dels aspectes següents:

 

Reducció de l'estrès intern en el blanc (envelliment i pre{0}}mecanitzat)

Optimització d'eines i paràmetres de tall

Adopció d'estructures de subjecció avançades (accessoris de buit, mètodes d'ompliment)

Planificar de manera racional els processos i les estratègies del camí de l'eina

Tècniques operatives basades en l'estructura de la cavitat i les característiques de la paret-prima

 

Mitjançant aquestes mesures, es pot millorar significativament la precisió de fabricació, la qualitat de l'aspecte i el rendiment de segellat de la soldadura de les plaques de coberta de la bateria d'energia i els components estructurals d'aliatge d'alumini relacionats, proporcionant una garantia sòlida per a la seguretat i fiabilitat dels sistemes de bateries d'alimentació.