Aliuminio prizminio korpuso deformacijos mechanizmas ir sisteminga prevencijos strategija

Automobilių akumuliatorių aliuminio korpusai yra plačiai naudojami tokiose srityse kaip naujos energijos transporto priemonės dėl savo struktūrinių taisyklių ir didelio energijos tankio. Tačiau dėl anizotropinių konstrukcinių savybių, netolygios jėgos ilgio ir pločio kryptimis gamybos proceso metu gali lengvai sukelti deformacijos problemas, tokias kaip nelygumai, o tai savo ruožtu turi 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.

Vertinant iš medžiagų ir konstrukcinių matmenų, aliuminio korpuso parinkimas ir stiprumo dizainas naujoms energijos nešiklio medžiagoms yra pagrindiniai veiksniai. Jei naudojamos medžiagos, kurių atsparumas tempimui yra nepakankamas (pvz., 3003 aliuminio lydinys) arba ličio akumuliatorių aliuminio korpusai, kurių storis mažesnis nei 0,6 mm, jie 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 aliuminio prizminio korpuso konstrukciniam stabilumui. Lazerinis suvirinimas, kaip pagrindinis procesas, jei šilumos tiekimas nėra tinkamai kontroliuojamas (pvz., galia viršija 300 W arba suvirinimo greitis mažesnis nei 30 mm/s), vietinė temperatūra gali gerokai viršyti aliuminio lydymosi temperatūrą (660 laipsnių), išlydytas baseinas gali būti per gilus ir smarkiai padidėti aušinimo susitraukimo įtempis; Netinkama suvirinimo briaunelės konstrukcija, pvz., įtempių mažinimo įpjovų nebuvimas atliekant nuolatinį žiedinį suvirinimą ir mažesnis nei 0,8 mm suvirinimo siūlės plotis, gali sumažinti suvirinimo siūlės laikomąją galią{5}} ir dar labiau padidinti deformacijos riziką.

Nenormalus akumuliatoriaus vidinis slėgis yra dar viena pagrindinė termodinaminė deformacijos priežastis. Kai temperatūra viršija 45 laipsnius, pašalinės reakcijos, tokios kaip elektrolitų skilimas ir neįprastas SEI plėvelės pažeidimas, pagreitins dujų gamybą. Kai vidinis slėgis viršija 10 kPa, tai stums prizminių elementų korpusų deformaciją. Tuo pačiu metu visiškai įkrautoje būsenoje neigiamas elektrodo išsiplėtimo greitis gali siekti 20–30%. Jei tarpas tarp akumuliatoriaus elemento ir korpuso vidinės sienelės viršija 1,0 mm (pramonės standartinis tarpas yra 0,3–0,8 mm), korpusas negali veiksmingai apriboti išsiplėtimo jėgos ir pasisuks į didesnį laisvės laipsnį vertikalia kryptimi, sukeldamas dengiamosios plokštės arba šoninės sienelės deformaciją.

Be to, proceso valdymo nukrypimai gamybos procese taip pat gali sukelti arba sustiprinti deformacijos problemas: kai tarpas tarp dengiamosios plokštės ir naujos energijos aliuminio baterijų korpusų surinkimo metu viršija 0,2 mm, suvirinimo šiluminis įtempis tiesiogiai sukels deformaciją, susijungdamas su tarpo poslinkio efektu; Kai sandarinimo etape vakuumo laipsnis yra per žemas (žemiau -90 kPa), išorinis atmosferos slėgis veiks silpnąsias apvalkalo dalis, sukeldamas pasyvią suspaudimo deformaciją.

Remiantis aukščiau pateiktu deformacijos mechanizmu, prevencijos ir valdymo sistema gali būti sukurta atsižvelgiant į tokius aspektus kaip medžiagų optimizavimas, proceso tobulinimas, vidinio slėgio kontrolė ir proceso stiprinimas. Kalbant apie medžiagų ir konstrukcijos optimizavimą, pagrindinė idėja yra pagerinti aliuminio akumuliatoriaus korpuso apkrovą-, o tai galima pasiekti naudojant 5052 aliuminio lydinį, turintį didesnį tempimo stiprumą, pridedant 0,5–1,0 mm aukščio armavimo briaunas viršutinio dangčio srityje ir padidinus korpuso storį iki 0,8–1.

Tuo pačiu metu naudojama kompozicinė suvirinimo struktūra, jungianti lazerinį suvirinimą ir ultragarsinį suvirinimą, siekiant sumažinti vieno taško šilumos įėjimą ir pagerinti suvirinimo srities stabilumą. Tobulinant įkraunamo aliuminio apvalkalo suvirinimo procesą, reikia sutelkti dėmesį į tikslią valdymą, taikant gradiento galios suvirinimo strategiją (pvz., parametrų derinį: pradinė sekcija 200 W/30 mm/s, vidurinė sekcija 250 W/25 mm/s ir galinė sekcija 180 W) ir šilumos paveiktos zonos gylio valdymas 0,5 mm; Tuo pačiu metu ištisinio suvirinimo rutulys bus pakeistas į segmentinio suvirinimo režimą (nuo 5 iki 8 mm vienai sekcijai), su rezervuota 2 mm įtempių mažinimo zona, o suvirinimo briaunos plotis bus padidintas iki 1,2 mm, siekiant pagerinti suvirinimo laikomąją galią.

Vidinio slėgio valdymas turi prasidėti nuo dviejų aspektų: plėtimosi kompensavimo ir dujų gamybos slopinimo. Projektuojant ličio -jonų akumuliatoriaus aliuminio korpuso konstrukciją, vidinėje dengiamosios plokštės pusėje gali būti sumontuotas elastingas buferinis sluoksnis, kurio suspaudimo laipsnis viršija 50 %, paliekant 0,5–1,0 mm išsiplėtimo tarpą, kad būtų sumažintas slėgio poveikis, kurį sukelia neigiamas elektrodo išsiplėtimas; Kalbant apie cheminės sistemos optimizavimą, įpurškimo proceso metu pridėjus nuo 1 % iki 2 % FEC plėvelę formuojančių priedų, galima veiksmingai slopinti nenormalius SEI plėvelės pažeidimus, kontroliuoti dujų susidarymą visa apkrova 0,5 ml/Ah greičiu ir sumažinti vidinio slėgio kaupimąsi iš šaltinio.

Norint sustiprinti proceso valdymą, reikia įdiegti išmaniąją technologiją, surinkimo procese naudojant vizualinę padėties nustatymo sistemą padėties nustatymo tikslumui kontroliuoti ± 0,05 mm; Tuo pačiu metu atnaujinkite suvirinimo įtaisą į pastovios jėgos suspaudimo režimą, kad užtikrintumėte, jog suspaudimo jėgos svyravimai nuo 20 iki 30 N neviršija 5%, taip sumažinant deformacijos riziką, kurią sukelia agregato nukrypimai. Formavimo etape pridėkite slėgio bandymo stotį, kuri automatiškai pasigirs pavojaus signalu, kai slėgis viršija 5 kPa. Kartu su EV automobilio akumuliatoriaus korpuso deformacijos greičio rentgeno aptikimu, riba bus kontroliuojama 0,3 %, kad būtų galima anksti nustatyti ir kontroliuoti deformacijos problemas.

Jei susiduriate su techniniais sunkumais, susijusiais suAliuminio prizminis korpusasdeformacija arba reikalinga proceso optimizavimo pagalba gamybos proceso metu, nedvejodami susisiekite su mumis per platformą ir mes suteiksime jums profesionalius sprendimus ir technines konsultacijas.