Τεχνικά πρότυπα και λογική για τη βιομηχανική επιλογή υλικού των πακέτων μπαταριών ιόντων λιθίου

Μέσα από την ταχεία ανάπτυξη της νέας βιομηχανίας ενέργειας, τα πακέτα μπαταριών ιόντων λιθίου έχουν γίνει ένα βασικό στοιχείο που υποστηρίζει αναβαθμίσεις σε ηλεκτρικά οχήματα, συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, φορητές ηλεκτρονικές συσκευές και άλλα πεδία. Οι επιδόσεις, η ασφάλεια, η αξιοπιστία και το κόστος κατασκευής επηρεάζουν άμεσα την τεχνολογική εξέλιξη και την ανταγωνιστικότητα της αγοράς των μεταγενέστερων βιομηχανιών. Το περίβλημα από αλουμίνιο, που χρησιμεύει ως "προστατευτικό φράγμα" της μπαταρίας λιθίου κυττάρων, είναι ένας κρίσιμος παράγοντας για τον προσδιορισμό της συνολικής απόδοσής του. Η ακόλουθη ανάλυση αναλύει βασικές γνώσεις και τεχνικά σημεία της βιομηχανίας από τις προοπτικές της τεχνολογίας των υλικών, των προτύπων απόδοσης, των απαιτήσεων εφαρμογής, των συστημάτων παραγωγής και των μελλοντικών τάσεων.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Η επιλογή υλικού για τα περιβλήματα πακέτων μπαταριών ιόντων λιθίου είναι ένα κρίσιμο βήμα για την εξισορρόπηση της απόδοσης, του κόστους και της ασφάλειας. Το τρέχον υλικό βασικής βάσης της βιομηχανίας για τα περιβλήματα αλουμινίου μπαταρίας είναι κράμα αλουμινίου 3003-H14. Αυτή η επιλογή προέρχεται από τις αυστηρές απαιτήσεις υλικού του νέου ενεργειακού τομέα . 3003- αλουμινίου H14, το οποίο συμμορφώνεται με το πρότυπο GB/T3880, διαθέτει αντοχή σε εφελκυσμό 145-195 MPa. Μπορεί να αντέξει το μηχανικό σοκ και τη δόνηση της λειτουργίας του οχήματος και της λειτουργίας του εξοπλισμού, ενώ παράλληλα παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και προσαρμοστικότητα σε υγρά, σκονισμένα και ακόμη και ήπια όξινα και αλκαλικά περιβάλλοντα. Η διαμόρφωση και η συγκόλληση του κράματος είναι ιδιαίτερα σημαντική. Μέσω διαδικασιών σφράγισης και συγκόλλησης, τα περιβλήματα σε διάφορα μεγέθη (πλάτος, μήκος και ύψος) όπως 54173, 36130 και 29135 mm μπορούν να κατασκευαστούν με ακρίβεια, ικανοποιώντας τις προσαρμοσμένες απαιτήσεις μεγέθους διαφόρων πελατών OEM. Αυτό αντιπροσωπεύει τον κρίσιμο σύνδεσμο μεταξύ μαζικής παραγωγής και εξατομικευμένων εφαρμογών.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ο συνδυασμός υλικού του καλύμματος της μπαταρίας αντικατοπτρίζει τις διπλές εκτιμήσεις της ηλεκτρικής απόδοσης και της δομικής σταθερότητας. Ο σχεδιασμός χρησιμοποιεί ένα σύνθετο υλικό αλουμινίου 3003-H14, χαλκού T2Y2 και υλικά χύτευσης με έγχυση. Ο χαλκός T2Y2 πρέπει να συμμορφώνεται με τα πρότυπα GB/T5231, με καθαρότητα μεγαλύτερη ή ίση με 99,99%, αγωγιμότητα μεγαλύτερη ή ίση με 97% IAC, σκληρότητα 80-110 HV και αντοχή σε εφελκυσμό 245-345 MPa. Ο χαλκός υψηλής καθαρότητας μεγιστοποιεί την τρέχουσα απόδοση μετάδοσης και ελαχιστοποιεί την απώλεια ενέργειας. Το κράμα αλουμινίου παρέχει δομική υποστήριξη, ενώ το υλικό χύτευσης με έγχυση ενισχύει τη σφράγιση. Αυτά τα τρία στοιχεία συνεργάζονται για να επιτύχουν τα συνδυασμένα οφέλη της "υψηλής αγωγιμότητας, της μηχανικής σταθερότητας και της περιβαλλοντικής απομόνωσης". Αυτή είναι η αρχή του βασικού σχεδιασμού για τη διασφάλιση της σταθερής φόρτισης και της απόρριψης σε υψηλής ποιότητας πρισματικές κυτταρικές περιπτώσεις στον κλάδο.

Οι παράμετροι απόδοσης των περιβλήτων αλουμινίου μπαταρίας δεν είναι απομονωμένες. Ακριβώς ευθυγραμμίζονται με τις τεχνικές απαιτήσεις των σεναρίων εφαρμογών κατάντη. Λαμβάνοντας υπόψη τα περιβλήματα αλουμινίου ως παράδειγμα, ο σχεδιασμός πάχους πάχους 0,5-3 mm κατέχει ένα κρυφό κλάδο μυστικό: οι μικρές φορητές ηλεκτρονικές συσκευές χρησιμοποιούν 0,5-1 mm λεπτά περιβλήματα για να επιτύχουν ελαφρύ, ενώ παράλληλα παρέχουν βασική προστασία. Οι μπαταρίες ισχύος ηλεκτρικού οχήματος απαιτούν περιβλήματα πάχους 2-3 mm, τα οποία ενισχύονται για να αντισταθούν σε σύγκρουση και να συντρίψουν τους κινδύνους. Πίσω από αυτό το διαφοροποιημένο σχεδιασμό βρίσκεται η διεξοδική εξερεύνηση της ισορροπίας μεταξύ της απόδοσης και του βάρους. Η χαμηλή πυκνότητα του κράματος αλουμινίου κατά 2,7-2,8 g/cm3 μειώνει το βάρος κατά περισσότερο από 40% σε σύγκριση με τον παραδοσιακό χάλυβα, συμβάλλοντας άμεσα στην αύξηση 8-12% στην περιοχή των ηλεκτρικών οχημάτων. Αυτός είναι ο βασικός λόγος για τον οποίο η νέα βιομηχανία ενεργειακών οχημάτων ευνοεί τα περιβλήματα αλουμινίου.

 

Η αντοχή στη διάβρωση και η απόδοση της διάχυσης θερμότητας είναι βασικοί δείκτες που καθορίζουν τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Τα πρότυπα της βιομηχανίας απαιτούν υψηλής ποιότηταςΘήκες πρισματικής μπαταρίας από κράμα αλουμινίουΓια να περάσετε εκατοντάδες ή ακόμα και χιλιάδες ώρες δοκιμών ουδέτερου ψεκασμού άλατος για να εξασφαλίσετε την αντίσταση στη διάβρωση σε παράκτια περιβάλλοντα υψηλής υγρασίας και υπαίθρια φωτοβολταϊκά περιβάλλοντα ηλεκτροπαραγωγής. Μια θερμική αγωγιμότητα 150-250 w/(m · k) εξασφαλίζει ότι η θερμότητα που παράγεται από τη μπαταρία κατά τη διάρκεια της λειτουργίας μεταφέρεται γρήγορα στο εξωτερικό περίβλημα και διαλύεται, διατηρώντας σταθερή απόδοση σε θερμοκρασίες μεταξύ -40 βαθμού και 60 βαθμών. Στα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, αυτή η ικανότητα διάχυσης θερμότητας μπορεί να μειώσει την υποβάθμιση του κύκλου της μπαταρίας, στην επέκταση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας κατά 2-3 έτη και μειώνοντας σημαντικά το κόστος των τελικών χρηστών O & M.

 

Από την άποψη της ηλεκτρικής ασφάλειας, ο μονωτικός σχεδιασμός της μόνωσης της μπαταρίας του LIFEPO4 αλουμινίου συμπληρώνει την αγώγιμη απόδοση του χαλκού. Οι επιφανειακές επεξεργασίες (όπως η ανοδίωση) επιτυγχάνουν ηλεκτρική απομόνωση, εμποδίζοντας τα εσωτερικά ηλεκτρόδια να σχηματίσουν μια ακούσια αγώγιμη διαδρομή μεταξύ των ηλεκτροδίων και του εξωτερικού περιβάλλοντος. Η χαμηλή αντίσταση επαφής του χαλκού υψηλής καθαρότητας διατηρεί τις ρεύμα απώλειας μετάδοσης κάτω από 0,1%, πράγμα που είναι ζωτικής σημασίας για την αποτελεσματικότητα της μετατροπής ενέργειας των φωτοβολταϊκών συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας. Σύμφωνα με τα στοιχεία της βιομηχανίας, κάθε αύξηση κατά 1% στην αποτελεσματικότητα της αγωγιμότητας μειώνει το κόστος αποθήκευσης ενέργειας ανά κιλοβατώρα κατά περίπου 0,02 γιουάν.