Анализ алюминиевого корпуса литий-ионных-аккумуляторов: полное руководство по материалам, процессам и применению корпуса силовых батарей

С быстрым развитием новых энергетических транспортных средств, систем хранения энергии и промышленности бытовой электроники требования к легкости, безопасности и структурной стабильности корпусов литиевых батарей постоянно растут. Среди современных решений по упаковке аккумуляторов корпуса из алюминиевого сплава стали одним из важных конструктивных компонентов для силовых батарей и аккумуляторных батарей благодаря их преимуществам, таким как легкий вес, хорошее рассеивание тепла, высокая коррозионная стойкость и простота точной обработки.

 

Алюминиевые корпуса литиевых батарей обычно изготавливаются с использованием процессов штамповки, растяжения или сварки и в основном используются в призматических батареях, модулях аккумуляторных батарей и аккумуляторных системах новых энергетических транспортных средств. Среди них алюминиевые корпуса для литиевых аккумуляторов электромобилей и алюминиевые корпуса для автомобильных аккумуляторов широко используются в конструкции аккумуляторных блоков транспортных средств на новых источниках энергии, обеспечивая механическую защиту и изоляцию элементов от окружающей среды.

 

 

 

В настоящее время в промышленности обычно используются алюминиевые сплавы серий 3003, 5052, 6061 и 1060. Различные марки имеют разные характеристики с точки зрения прочности, формуемости и коррозионной стойкости.

 

Алюминиевый сплав 3003 обладает превосходной пластичностью и свойствами глубокой-вытяжки, что делает его пригодным для изготовления корпусов призматических силовых аккумуляторов и алюминиевых корпусов литиевых призматических аккумуляторов. Этот материал может удовлетворить требования нескольких процессов глубокой-вытяжки, сохраняя при этом хорошую стабильность размеров.

 

Алюминиевый сплав 5052 обладает высокой коррозионной стойкостью и свариваемостью и обычно используется в системах накопления энергии и наружном применении, например, при производстве корпусов крупных устройств накопления энергии, таких как алюминиевый корпус для литиевых батарей Powerwall.

 

Алюминиевый сплав 6061 сочетает в себе высокую прочность с превосходной обрабатываемостью, что делает его пригодным для изготовления крышек батарей, соединительных конструкций и компонентов, требующих высокоточной-точной обработки.

 

Алюминий высокой-чистоты 1060 обычно используется при производстве тонко-штампованных деталей, взрывобезопасных-клапанов и высокоточных-вспомогательных конструктивных элементов.

 

 

Алюминиевые сплавы имеют плотность примерно-треть плотности стали, что значительно снижает общий вес аккумуляторной системы и увеличивает плотность энергии и дальность действия батареи.

 

Для аккумуляторных систем большой мощности, таких как алюминиевый корпус для автомобильных аккумуляторных блоков LiFePO4 и алюминиевый корпус для аккумуляторных блоков LiFePO4 для электробусов электромобилей, снижение веса конструкции помогает повысить эффективность пробега транспортного средства и использование энергии.

 

Отличная теплопроводность

Аккумуляторы постоянно выделяют тепло во время зарядки и разрядки; хорошее управление температурным режимом напрямую влияет на срок службы батареи и показатели безопасности.

Алюминиевые сплавы обладают высокой теплопроводностью, что обеспечивает быструю теплопроводность и выделение тепла, снижая риск локального повышения температуры внутри аккумуляторного элемента. Поэтому алюминиевые корпуса для литий-железо-фосфатных аккумуляторных батарей широко используются в аккумуляторных батареях и системах силовых батарей.

 

Хорошие возможности формовки и механической обработки

Алюминиевые сплавы обладают превосходной пластичностью и обрабатываемостью, что позволяет изготавливать сложные конструкции путем глубокой вытяжки, штамповки, гибки и сварки, а также прецизионной обработки на станках с ЧПУ.

 

Для таких продуктов, как алюминиевый корпус для аккумуляторной батареи LiFePO4 12 В, алюминиевые корпуса элементов Primatic и алюминиевые корпуса литиевых призматических элементов, хорошая обрабатываемость обеспечивает точность размеров и структурную стабильность корпуса.

 

Отличная коррозионная стойкость

Алюминиевая поверхность естественным образом образует плотную оксидную пленку, обеспечивающую превосходную устойчивость к воздуху, влаге и некоторым агрессивным средам.

 

На электростанциях с накоплением энергии, в оборудовании наружной связи и на морских судах алюминиевые корпуса аккумуляторов LFP часто требуют пассивирующей обработки или изолирующего покрытия для дальнейшего повышения устойчивости к атмосферным воздействиям и долгосрочной-стабильности.

 

Высокая безопасность

Современные аккумуляторные системы обычно включают в себя взрывозащищенные-клапаны, вентиляционные конструкции и различные конструкции уплотнений. Когда внутреннее давление аккумулятора аномально возрастает, конструкция корпуса в сочетании с компонентами безопасности может сбросить давление.

 

Таким образом, как алюминиевый корпус для аккумуляторной батареи Lifepo4 электродвигателя, так и алюминиевый корпус для сменного свинцово-кислотного аккумуляторного блока двигателя требуют высокой механической прочности и ударопрочности.

 

 

 

Процессы производства алюминиевых корпусов литий-ионных аккумуляторов обычно включают в себя:

 

Размотка и резка материала

Прецизионная штамповка

Глубокий рисунок

Обработка кромок и удаление заусенцев

Очистка поверхности

Прецизионная обработка с ЧПУ

Лазерная сварка

Пассивация или изолирующая обработка покрытия

Среди них глубокая вытяжка является ключевым процессом при производстве корпусов призматических аккумуляторов. Для продуктов с призматическими ячейками LFP из алюминиевого корпуса однородность толщины стенки корпуса и устойчивость к растяжению напрямую влияют на качество конечного продукта.

 

Лазерная сварка в основном используется для герметизации соединения между крышкой и корпусом, что эффективно повышает прочность конструкции и воздухонепроницаемость.

 

 

Автомобильные аккумуляторы новой энергии

В аккумуляторных системах транспортных средств на новых источниках энергии широко используется алюминиевый корпус для литиевых аккумуляторных батарей электромобилей, чтобы достичь полного баланса легкого веса, высокой прочности и высокой безопасности.

 

Системы хранения энергии

Домашние и коммерческие устройства хранения энергии обычно имеют алюминиевый корпус для литиевого аккумуляторного блока Powerwall, отвечающий требованиям длительного-циклического использования и эксплуатации на открытом воздухе.

 

Аккумуляторы для электромобилей для двух-колесных транспортных средств

С развитием рынка электромобилей продолжает расти спрос на алюминиевые корпуса для аккумуляторов для электровелосипедов и литий-ионные аккумуляторы для электровелосипедов, характеризующиеся легким весом, миниатюрностью и превосходной структурной защитой.

 

Бытовая электроника

Смартфоны, планшеты и портативные электронные устройства широко используют конструкцию корпуса литий-ионных аккумуляторов, что обеспечивает сверх-тонкую конструкцию и требования к высокой-точности сборки.

 

Промышленные и специальные источники питания

В том числе алюминиевые корпуса для первичных литий-железных батарей (LiFeS2) и различных систем резервного питания, все они требуют хорошей адаптации к окружающей среде и долгосрочной-стабильности.

 

 

 

С продолжающимся расширением рынков новых энергетических транспортных средств и систем хранения энергии квадратные батареи постепенно становятся важным направлением развития отрасли. В качестве одного из основных структурных компонентов,алюминиевые корпуса литиевых батарей, алюминиевые корпуса литий-железных элементов и алюминиевые корпуса литиевых аккумуляторов развиваются в направлении более высокой прочности, сверх-тонких стенок, легкого веса и высокой точности.

 

В будущем, с популяризацией крупномасштабных систем хранения энергии и аккумуляторов высокой-энергии-плотности, высокоэффективные-продукты с алюминиевым корпусом, такие как алюминиевые корпуса для литий-ионных аккумуляторов Samsung и алюминиевые корпуса для призматических элементов Samsung, будут продолжать стимулировать модернизацию технологии упаковки аккумуляторов, обеспечивая более безопасные, надежные и эффективные структурные решения для новой энергетической отрасли.