Automobilių akumuliatorių aliuminio korpusų deformacijos problemų fonas ir įtaka

Automobilių akumuliatorių aliuminio korpusai yra plačiai naudojami tokiose srityse kaip naujos energijos transporto priemonės dėl savo struktūrinių taisyklių ir didelio energijos tankio. Tačiau dėl savo anizotropinių struktūrinių savybių jis linkęs į deformacijos problemas, tokias kaip ilgio ir pločio krypčių netolygumas gamybos proceso metu, o tai gali turėti įtakos akumuliatoriaus saugai ir tarnavimo laikui. Deformacijos problemų atsiradimas yra glaudžiai susijęs su keliais aspektais, tokiais kaip medžiagų savybės, gamybos procesai ir maitinimo baterijų blokų vidinė aplinkos kontrolė. Todėl priežastis būtina išanalizuoti iš kelių dimensijų ir įgyvendinti tikslines prevencines priemones. Šiame straipsnyje pateikiama nuodugni pagrindinių naujų energetinių automobilių aliuminio korpuso deformacijos priežasčių ir sistemingų prevencijos strategijų analizė-, pateikiamos pramonės gamybos praktikos techninės nuorodos.

Ličio{0}}jonų baterijų gamybos sistemoje ličio akumuliatoriaus aliuminio korpuso struktūros stabilumas yra tiesiogiai susijęs su gaminio patikimumu, o deformacijos problemos dažnai kyla dėl kelių veiksnių, pvz., medžiagų savybių, proceso valdymo ir vidinių termodinaminių būsenų, sinerginio poveikio. Vertinant iš medžiagų ir konstrukcinių matmenų, aliuminio korpuso medžiagų pasirinkimas ir stiprumo konstrukcija yra pagrindiniai veiksniai. Jei naudojamos medžiagos, kurių atsparumas tempimui yra nepakankamas (pvz., 3003 aliuminio lydinys) arba apvalkalo storis mažesnis nei 0,6 mm, jos gali deformuotis esant vidiniam slėgiui ir šiluminiam įtempimui.

Tuo pačiu metu negalima ignoruoti suvirinimo srities konstrukcinių savybių: suvirinimo proceso metu susidariusi šilumos paveikta zona dėl grotelių pertvarkymo sumažins vietinį stiprumą 20–30%, tapdama įtempių koncentracijos sritimi, kuri yra linkusi deformuotis vėlesnio įtempio metu. Suvirinimo proceso racionalumas turi lemiamos įtakos korpuso konstrukcijos stabilumui. Lazerinis suvirinimas, kaip pagrindinis procesas, jei šilumos įvestis nėra tinkamai kontroliuojama (pvz., galia viršija 300 W arba suvirinimo greitis mažesnis nei 30 mm/s), vietinė temperatūra naujos energijos aliuminio baterijų korpusuose gali gerokai viršyti aliuminio lydymosi temperatūrą (660 laipsnių), todėl susidaro gilus lydalo baseinas ir smarkiai padidėja aušinimo susitraukimo įtempis; Be to, netinkama suvirinimo briaunos konstrukcija (pvz., įtempių mažinimo įpjovų nebuvimas atliekant nuolatinį žiedinį suvirinimą ir suvirinimo briaunos plotis mažesnis nei 0,8 mm) gali sumažinti suvirinimo siūlės laikomąją galią{8}} ir dar labiau padidinti deformacijos riziką.

Nenormalus vidinis akumuliatoriaus slėgis yra dar viena pagrindinė termodinaminė giliai tempto aliuminio akumuliatoriaus korpuso deformacijos priežastis. Kai temperatūra viršija 45 laipsnius, dėl šalutinių reakcijų, tokių kaip elektrolitų skilimas ir nenormalus SEI plėvelės pažeidimas baterijos viduje, dujų susidarymas paspartės. Kai vidinis slėgis viršija 10 kPa, jis stums apvalkalą, kad deformuotųsi. Tuo pačiu metu visiškai įkrautoje būsenoje neigiamo elektrodo plėtimosi greitis gali siekti 20–30%. Jei tarpas tarp akumuliatoriaus elemento ir vidinės korpuso sienelės viršija 1,0 mm (pramonės standartinis tarpas yra 0,3–0,8 mm), įkraunamas aliuminio korpusas negali veiksmingai sulaikyti išsiplėtimo jėgos ir pasisuks į didesnį laisvės laipsnį vertikalia kryptimi, sukeldamas dengiamosios plokštės arba šoninės sienelės deformaciją. Be to, proceso valdymo nukrypimai gamybos proceso metu taip pat gali sukelti arba pabloginti deformacijos problemas. Pavyzdžiui, jei tarpas tarp dengiamosios plokštės ir korpuso surinkimo metu viršija 0,2 mm, šiluminis įtempis suvirinimo metu susilygins su tarpo poslinkio efektu ir tiesiogiai sukels deformaciją; Kai sandarinimo etape vakuumo laipsnis yra per mažas (žemiau -90 kPa), išorinis atmosferos slėgis tiesiogiai veiks silpnąsias korpuso dalis, sukeldamas pasyvią suspaudimo deformaciją.

Reaguojant į minėtą deformacijos mechanizmą, prevencinės strategijos turėtų būti sistemingai plėtojamos medžiagų parinkimo, konstrukcijos projektavimo, suvirinimo proceso ir proceso valdymo aspektais. Kalbant apie medžiagas ir struktūrą, pirmenybė turėtų būti teikiama aliuminio lydinio medžiagoms, kurių atsparumas tempimui (pvz., 6063 ir kt.), o Pack aliuminio korpuso storis turi būti pagrįstas (rekomenduojamas ne mažesnis kaip 0,8 mm). Tuo pačiu metu montavimo tarpas tarp akumuliatoriaus elemento ir vidinės korpuso sienelės turėtų būti optimizuotas, griežtai kontroliuojamas 0,3–0,8 mm diapazone. Kalbant apie suvirinimo procesą, suvirinimo lazeriu parametrai turėtų būti griežtai kontroliuojami, kad būtų išvengta per didelės galios ar mažo suvirinimo greičio.

Tuo pačiu metu turėtų būti optimizuotas suvirinimo briaunų dizainas, pridėti įtempių mažinimo konstrukcijų, kad būtų užtikrintas suvirinimo plotis ir įsiskverbimas į pagrįstą diapazoną. Proceso valdymo požiūriu būtina griežtai valdyti surinkimo tarpą tarp dengiamosios plokštės ir akumuliatoriaus su aliuminio korpusu (ne daugiau kaip 0,2 mm) ir užtikrinti, kad vakuumo laipsnis sandarinimo etape atitiktų proceso reikalavimus (ne mažiau kaip -90 kPa). Be to, būtina sustiprinti gamybinės aplinkos temperatūros valdymą, neleisti akumuliatoriui ilgą laiką būti darbinėje būsenoje aukštesnėje nei 45 laipsnių temperatūroje, sumažinti šalutinės reakcijos dujų susidarymą iš šaltinio ir sumažinti vidinio slėgio padidėjimo riziką.

Aukščiau pateikta sisteminė deformacijos mechanizmo ir prevencijos strategijų apžvalgaAutomobilių akumuliatorių aliuminio dėklai. Jei susiduriate su techninėmis problemomis arba reikia tolesnio procesų optimizavimo palaikymo faktinėje gamyboje, nedvejodami susisiekite su mumis per platformą ir mes suteiksime jums profesionalius sprendimus ir technines konsultacijas.