Analýza hliníkového pouzdra lithiových-iontových baterií: Kompletní průvodce materiály, procesy a aplikacemi pouzdra napájecích baterií

S rychlým vývojem nových energetických vozidel, systémů pro skladování energie a průmyslu spotřební elektroniky se neustále zvyšují požadavky na lehkost, bezpečnost a strukturální stabilitu pouzder lithiových baterií. Mezi současnými běžnými řešeními pro balení baterií se obaly z hliníkové slitiny staly jednou z důležitých konstrukčních součástí napájecích baterií a akumulátorů energie díky svým výhodám, jako je nízká hmotnost, dobrý odvod tepla, silná odolnost proti korozi a snadné přesné obrábění.

 

Hliníková pouzdra lithiových baterií se obvykle vyrábějí lisováním, protahováním nebo svařováním a používají se hlavně v prizmatických bateriích, bateriových modulech pro ukládání energie a nových bateriových systémech energetických vozidel. Mezi nimi jsou hliníková pouzdra pro lithiové baterie pro elektromobily a hliníková pouzdra pro automobilové baterie široce používána při konstrukčním návrhu nových bateriových sad pro energetická vozidla, které zajišťují mechanickou ochranu a izolaci článků od životního prostředí.

 

 

 

V současnosti běžně používané materiály pouzdra baterií v průmyslu zahrnují především hliníkové slitiny řady 3003, 5052, 6061 a 1060. Různé druhy mají různé vlastnosti, pokud jde o pevnost, tvarovatelnost a odolnost proti korozi.

 

Hliníková slitina 3003 má vynikající tažnost a hloubkové -tažné vlastnosti, díky čemuž je vhodná pro výrobu krytů prizmatických napájecích baterií a hliníkových plášťů lithiových prizmatických baterií. Tento materiál může splňovat požadavky mnoha procesů hlubokého tažení-při zachování dobré rozměrové stability.

 

Hliníková slitina 5052 má vysokou odolnost proti korozi a svařitelnost a běžně se používá v systémech skladování energie a venkovních aplikacích, jako je výroba velkých krytů zařízení pro ukládání energie, jako je hliníkové pouzdro pro Powerwall Lithium Battery Pack.

 

Hliníková slitina 6061 kombinuje vysokou pevnost s vynikající obrobitelností, díky čemuž je vhodná pro kryty baterií, spojovací konstrukce a součásti vyžadující vysoce-přesné obrábění.

 

Vysoce čistý hliník 1060-se běžně používá při výrobě tenkostěnných{2}}lisovaných dílů, ventilů odolných proti výbuchu-a vysoce-přesných pomocných konstrukčních součástí.

 

 

Hliníkové slitiny mají hustotu přibližně jednu{0}}třetinovou oproti oceli, což výrazně snižuje celkovou hmotnost bateriového systému a zvyšuje hustotu energie baterie a dojezd.

 

U velkých napájecích bateriových systémů, jako je hliníkové pouzdro pro autobaterie LiFePO4 a hliníkové pouzdro pro baterie LiFePO4 pro elektromobily, pomáhá snížení konstrukční hmotnosti zlepšit efektivitu dojezdu vozidla a využití energie.

 

Vynikající tepelná vodivost

Baterie nepřetržitě generují teplo během nabíjení a vybíjení; dobrý tepelný management přímo ovlivňuje životnost baterie a bezpečnostní výkon.

Hliníkové slitiny mají vysokou tepelnou vodivost, což umožňuje rychlé vedení a uvolňování tepla, čímž se snižuje riziko lokalizovaného nárůstu teploty v bateriovém článku. Proto jsou hliníkové pláště pro články lithium-železofosfátových baterií široce používány v bateriích pro ukládání energie a systémech napájecích baterií.

 

Dobré schopnosti tváření a obrábění

Hliníkové slitiny mají vynikající plasticitu a obrobitelnost, což umožňuje výrobu složitých struktur hlubokým tažením, lisováním, ohýbáním a svařováním a přesným CNC obráběním.

 

U produktů, jako jsou hliníkové pouzdro pro 12V baterii LiFePO4, hliníkové pouzdro typu Primatic a hliníkové pouzdro s lithiovým prizmatickým článkem, zajišťuje dobrá obrobitelnost rozměrovou přesnost a strukturální konzistenci pouzdra.

 

Vynikající odolnost proti korozi

Hliníkový povrch přirozeně tvoří hustý oxidový film, který poskytuje vynikající odolnost vůči vzduchu, vlhkosti a některým korozivním médiím.

 

V elektrárnách na skladování energie, venkovních komunikačních zařízeních a námořních aplikacích často hliníkové kryty baterií LFP vyžadují pasivační úpravu nebo izolační nátěry, aby se dále zvýšila odolnost vůči povětrnostním vlivům a dlouhodobá-stabilita.

 

Vysoká bezpečnost

Moderní systémy napájecích baterií obvykle obsahují ventily-odolné proti výbuchu, ventilační struktury a vícenásobné provedení těsnění. Když se vnitřní tlak baterie abnormálně zvýší, konstrukce pouzdra ve spojení s bezpečnostními komponenty může tlak uvolnit.

 

Proto jak hliníkové pouzdro pro elektrický motor Car Lifepo4 Battery Pack, tak hliníkové pouzdro pro motorovou náhradní olověnou baterii vyžadují vysokou mechanickou pevnost a odolnost proti nárazu.

 

 

 

Výrobní procesy pro hliníkové pouzdra lithium-iontových baterií obvykle zahrnují:

 

Odvíjení a řezání materiálu

Přesné ražení

Hluboká kresba

Ořezávání hran a odstraňování otřepů

Čištění povrchů

CNC přesné obrábění

Laserové svařování

Pasivace nebo úprava izolačního nátěru

Mezi nimi je hluboké tažení klíčovým procesem při výrobě prizmatických plášťů baterií. U prizmatických hliníkových skořepinových výrobků s komůrkou LFP stejnoměrnost tloušťky stěny skořepiny a stabilita v tahu přímo ovlivňují kvalitu konečného produktu.

 

Laserové svařování se používá hlavně k utěsnění spojení mezi krytem a pláštěm, účinně zlepšuje strukturální pevnost a vzduchotěsnost.

 

 

Nové energetické baterie do vozidel

Nové systémy baterií energetických vozidel široce využívají strukturu lithiové baterie pro elektromobily, aby bylo dosaženo komplexní rovnováhy mezi nízkou hmotností, vysokou pevností a vysokou bezpečností.

 

Systémy skladování energie

Domácí a komerční zařízení pro ukládání energie obvykle používají hliníkové pouzdro pro Powerwall Lithium Battery Pack, aby splňovaly požadavky na dlouhodobé{0}}cyklické používání a venkovní provoz.

 

Elektrické baterie pro dvě-kolová vozidla

S rozvojem trhu s elektrickou mobilitou neustále roste poptávka po hliníkových pouzdrech pro baterie pro elektrická kola a po bateriových bateriových bateriích pro elektrická kola-iontová lithium, která se vyznačují nízkou hmotností, miniaturizací a vynikající strukturální ochranou.

 

Spotřební elektronika

Chytré telefony, tablety a přenosná elektronická zařízení široce využívají struktury pouzdra lithium-iontových baterií, aby bylo dosaženo ultra-tenkých konstrukcí a požadavků na vysokou-přesnost.

 

Průmyslové a speciální napájecí zdroje

Včetně hliníkových pouzder pro primární lithiové baterie (LiFeS2) a různé systémy záložního napájení, všechny vyžadují dobrou přizpůsobivost prostředí a dlouhodobou-stabilitu.

 

 

 

S pokračující expanzí nových energetických vozidel a trhů skladování energie se čtvercové baterie postupně stávají důležitým směrem vývoje v tomto odvětví. Jako jedna z jejich hlavních konstrukčních součástílithiové baterie hliníkové pláště, hliníkové skořepiny lithiových článků a hliníkové skořepiny lithiových baterií se vyvíjejí směrem k vyšší pevnosti, ultra{0}}tenkým stěnám, nízké hmotnosti a vysoké přesnosti.

 

V budoucnu, s popularizací velkých-systémů pro ukládání energie a vysoce{1}}energetických{2}}baterií s vysokou hustotou, budou vysoce-produkty s hliníkovým pláštěm, jako jsou hliníkové pláště pro li-ion baterie Samsung a hliníkové pláště pro prizmatické články Samsung, nadále podporovat modernizaci technologie balení baterií a poskytovat bezpečnější, spolehlivější a účinnější konstrukční řešení pro nový energetický průmysl.