Серія PACK Manufacturing Process: новий енергетичний процес виготовлення та формування кришки акумуляторної батареї

У нових системах живлення електроенергії корпус акумуляторної батареї не тільки забезпечує структурну підтримку, але також повинен відповідати вимогам щодо герметичності, стійкості до корозії, ударостійкості та термічної безпеки. Як важливий структурний компонент акумуляторної батареї, процес виготовлення кришки безпосередньо впливає на загальну надійність, контроль ваги та вартість виробництва. Наразі поширені методи виготовлення кришки акумуляторної батареї в промисловості в основному включають згинання листового металу, штампування та формування композитних матеріалів. Різні процеси мають свої особливості щодо міцності конструкції, ефективності виробництва, малої ваги та вартості виробництва, і їх вибирають на основі конкретних моделей транспортних засобів і вимог до конструкції системи акумуляторів. У сучасних акумуляторних системах живлення конструкцію кришки зазвичай розробляють у поєднанні з акумуляторною батареєю з алюмінієвим корпусом або інтегрованим структурованим корпусом для досягнення балансу між високою міцністю та малою вагою.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По-перше, згинання листового металу є широко використовуваним методом у виробництві кришки акумуляторної батареї. Обробка листового металу зазвичай використовується для металевих листів товщиною менше 6 мм, а структура формується за допомогою процесів холодної обробки, таких як різання, штампування, згинання, зварювання та клепка. Кришки акумуляторної батареї зазвичай виготовляються з алюмінієвого сплаву або холоднокатаної листової сталі. Основна конструкція формується шляхом згинання з подальшим повним зварюванням з’єднань лазерним зварюванням, а потім антикорозійним та ізоляційним покриттям поверхні. Звичайні матеріали включають холоднокатаний лист SPCC і алюмінієві сплави серії 5-. Обробка листового металу пропонує такі переваги, як відносно низькі інвестиції в обладнання, висока ефективність виробництва та гнучкі структурні коригування, що робить її дуже цінною в акумуляторних системах з дрібносерійним виробництвом або частими структурними ітераціями. У проекті акумуляторної системи цей тип конструкції зазвичай утворює загальну конструкцію акумуляторної батареї разом з алюмінієвим корпусом батареї або модульною рамою, щоб забезпечити розумне розташування структурної жорсткості та простору для керування температурою.

 

Оскільки кришки акумуляторних блоків зазвичай великі, для забезпечення міцності конструкції та запобігання накопиченню води на поверхні конструкції з листового металу зазвичай потребують додавання ребер посилення на поверхню листового металу. Ці ребра не тільки покращують загальну жорсткість, але й зберігають стабільність конструкції в умовах термічного удару або вібрації. Такий підхід до проектування особливо важливий у нових енергетичних системах, оскільки акумуляторні системи мають витримувати тривалі -механічні навантаження та температурні цикли. Тим часом, оскільки щільність енергії акумуляторів живлення продовжує зростати, структура корпусу часто потребує досягнення вищого ступеня інтеграції зі структурою елемента, наприклад утворення стабільної модульної системи кріплення з алюмінієвою оболонкою для призматичної літій-іонної батареї або інших конструкцій корпусу елемента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Штампування є ще одним широко використовуваним методом формування металу у виробництві корпусів акумуляторних батарей. Штампування використовує високо-тоннажний прес із точними формами для швидкого формування металевих листів, створюючи складні-тривимірні структури за одну операцію. Перевагами штампування є висока ефективність формування, стабільна точність розмірів і висока консистенція при забезпеченні міцності конструкції. Звичайні матеріали для штампування включають холоднокатаний сталевий лист DC01, оцинкований лист і деякі високоміцні-алюмінієві сплави. Оскільки штамповані деталі можуть досягти високої точності розмірів, вони мають значну перевагу в конструкціях батарейних блоків, для яких потрібен рівень герметичності IP67 або навіть вищий. Конструкції, сформовані шляхом штампування, зазвичай поєднуються з алюмінієвими корпусами акумуляторних батарей для автомобілів New Energy або іншими конструкціями корпусів для досягнення стабільного з’єднання між конструкцією шасі транспортного засобу та системою акумуляторної батареї.

 

Порівняно з традиційною обробкою металу, останніми роками технологія формування композитного матеріалу також поступово застосовується в області корпусів акумуляторних батарей. Композитні матеріали зазвичай використовують смолу як матричний матеріал і посилені вуглецевим волокном або скловолокном для досягнення більш високої питомої міцності та надзвичайної легкої роботи. Композитні корпуси акумуляторів можна виготовляти за допомогою таких методів, як пресування, лиття під тиском або перенесення смолою, причому вибір процесу залежить від виробничого циклу, контролю за витратами та складності конструкції. У деяких системах силових батарей із високими вимогами до легкої ваги композитні корпуси акумуляторів часто використовуються в поєднанні з металевими конструкціями, такими як алюмінієві сплави первинних корпусів акумуляторів, для досягнення балансу між міцністю та вагою.

 

Формування полімерних матеріалів (RTM) і високо{0}}формування полімерних матеріалів під високим тиском (HP-RTM) є відносно розвиненими процесами у виробництві корпусів композитних батарей. У цьому процесі сухе волокнисте полотно спочатку попередньо -укладається відповідно до вимог дизайну, а структура фіксується шляхом вакуумної адсорбції. Потім форму закривають і створюють вакуум для видалення повітря. Під високим тиском смола та затверджувач вводяться в порожнину форми, що дозволяє волокнистому матеріалу повністю просочитися та затвердіти. Процес HP-RTM може досягти вищої об’ємної частки волокна завдяки більшому тиску впорскування, що робить його придатним для більш складних конструкцій корпусу акумулятора або тих, що мають армуючі ребра. Ці легкі конструкції зазвичай використовуються в поєднанні з призматичними комірками або фіксуючими конструкціями модулів в акумуляторних системах для забезпечення стабільності розташування комірок.

 

Листова формувальна суміш (SMC) також є поширеною технологією для корпусів батарей із композитних матеріалів. SMC матеріал складається зі смоли, нарізаних волокон і наповнювачів і подається у прес-форму у формі листа для пресування. Виробничий процес передбачає спочатку розрізання листа SMC, потім укладання та укладання його у форму, і, нарешті, затвердіння під високою температурою та тиском для формування остаточної структури. Цей процес характеризується високим рівнем використання матеріалу, високою якістю поверхні та простою пост{3}}обробкою, що робить його придатним для масового виробництва. У структурному дизайні акумуляторної батареї ці конструкції з композитного матеріалу зазвичай механічно з’єднані з алюмінієвою оболонкою літієвого елемента або каркасом модуля для досягнення легкої ваги та покращеної стійкості до корозії.

 

Термопластичне композитне формування, армоване довгими волокнами (LFT-D) — це ще один шлях виробництва композитного матеріалу. У цьому процесі смола та довгі волокна спочатку змішуються-в розплаві в екструзійному пристрої для формування преформи, яку потім розрізають на відповідну довжину та поміщають у форму для компресійного формування з нагріванням. Після певного періоду витримки тиску матеріал охолоджується і твердне, утворюючи структуру композитного матеріалу з високою ударною в'язкістю. Процес LFT-D пропонує такі переваги, як висока ефективність виробництва, можливість переробки матеріалів і чудова стійкість до ударів, і поступово привертає увагу в конструкціях легких акумуляторних систем. Цей тип конструкції часто використовується в поєднанні з осередковими структурами, такими як призматичні коміркові алюмінієві оболонки, для підвищення загальної стійкості до ударів.

 

Іншою поширеною технологією формування композитних матеріалів є формування препрегів (PCM). У цьому процесі попередньо-просочені смоляні волокнисті матеріали складаються відповідно до структурних вимог, а бульбашки повітря видаляються шляхом вакуумної інкапсуляції з подальшим-тривалим затвердінням у гарячому пресі. Затверділа композитна структура вимагає обробки з ЧПУ для обробки країв і захисту поверхні. Технологія PCM відрізняється високою структурною міцністю, хорошою стійкістю до корозії та чудовою стабільністю розмірів, що робить її придатною для конструкцій систем живлення акумуляторів з високими вимогами до надійності. У конструкції акумуляторної батареї це легке рішення часто використовується разом із металевими корпусами елементів, наприклад алюмінієвими корпусами для літій-іонних акумуляторів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Загалом, тенденція розвитку технології виготовлення кришки коробки живлення зосереджена в основному на трьох напрямках: структурне полегшення, підвищення ефективності виробництва та розширена системна інтеграція. Процеси штампування та виготовлення листового металу все ще мають значні переваги в контролі витрат і-великомасштабному виробництві, тоді як процеси виготовлення композитних матеріалів мають більший потенціал з точки зору полегшення ваги та структурних характеристик. Оскільки щільність енергії акумуляторних батарей продовжує зростати, інтегрована конструкція між коробчатою структурою та комірковою структурою буде ще більше посилена. Наприклад, він створить міцнішу систему кріплення з алюмінієвими корпусами для літій-залізо-фосфатних елементів або інших квадратних корпусів елементів для забезпечення безпеки та надійності системи акумуляторів у складних умовах експлуатації.

 

У загальній структурі системи силової батареї коробкова структура так само важлива, як і корпус елемента. Високоякісний-корпус елемента потребує не лише хорошої герметизації та механічної міцності, але також має відповідати вимогам щодо зварювання, ущільнення та довгострокової-стабільності під час виробництва акумулятора. Наприклад, структурні компоненти, такі як алюмінієві корпуси літієвих батарей, зазвичай вимагають процесів глибокої витяжки, точного штампування та обробки з ЧПК, щоб гарантувати, що точність розмірів і герметизація відповідають вимогам конструкції акумуляторної системи.

 

 

Як професійний виробник нових структурних компонентів для акумуляторів енергії, ми зосереджуємося на дослідженні, розробці та виробництві високо-точних акумуляторних корпусів із алюмінієвого сплаву та структурних компонентів акумуляторних блоків. Наша компанія пропонує рішення для продуктів, у тому числі глибоко витягнуті алюмінієві корпуси акумуляторів, високо-міцні алюмінієві корпуси та різноманітні специфікації алюмінієвих корпусів для призматичних літій-іонних акумуляторів, які широко використовуються в акумуляторах, системах зберігання енергії та різному новому енергетичному обладнанні. Наші алюмінієві корпуси для призматичних літій-іонних акумуляторів іАлюмінієві корпуси для літій-іонних батарейвідповідати виробничим вимогам до високо-надійних акумуляторних систем, забезпечуючи стабільну та безпечну підтримку структурних компонентів для нової енергетичної галузі.