Achtergrond en invloed van vervormingsproblemen in aluminium behuizingen voor auto-accu's

Aluminium behuizingen voor auto-accu's worden veel gebruikt in gebieden zoals nieuwe energievoertuigen vanwege hun structurele regels en hoge energiedichtheid. Vanwege de anisotrope structurele kenmerken is deze echter gevoelig voor vervormingsproblemen zoals oneffenheden in de lengte- en breedterichting tijdens het productieproces, wat de veiligheid en levensduur van de batterij kan beïnvloeden. Het optreden van vervormingsproblemen houdt nauw verband met meerdere aspecten, zoals materiaaleigenschappen, productieprocessen en interne omgevingscontrole van batterij-eenheden. Daarom is het noodzakelijk om de redenen vanuit meerdere dimensies te analyseren en gerichte preventieve maatregelen te implementeren. Dit artikel biedt een diepgaande analyse- van de kernoorzaken en systematische preventiestrategieën voor de vervorming van aluminium behuizingen voor nieuwe energieauto's, en biedt technische referenties voor industriële productiepraktijken.

In het productiesysteem van lithium-ionbatterijen houdt de stabiliteit van de aluminium behuizing van de lithiumbatterij rechtstreeks verband met de productbetrouwbaarheid, en vervormingsproblemen zijn vaak het resultaat van de synergetische effecten van meerdere factoren, zoals materiaaleigenschappen, procescontrole en interne thermodynamische toestanden. Vanuit het perspectief van materiaal en structurele afmetingen zijn de selectie van aluminium schaalmaterialen en het sterkteontwerp fundamentele factoren. Als materialen met onvoldoende treksterkte (zoals een aluminiumlegering 3003) of een schaaldikte van minder dan 0,6 mm worden gebruikt, zijn ze gevoelig voor vervorming onder interne druk en thermische spanning.

Tegelijkertijd kunnen de structurele kenmerken van het lasgebied niet worden genegeerd: de door hitte beïnvloede zone die tijdens het lasproces wordt gevormd, zal de lokale sterkte met 20% tot 30% verminderen als gevolg van reorganisatie van het rooster, waardoor het een spanningsconcentratiegebied wordt dat gevoelig is voor vervorming tijdens daaropvolgende spanningen. De rationaliteit van het lasproces heeft een beslissende invloed op de stabiliteit van de schaalconstructie. Als laserlassen, als mainstream proces, de warmte-inbreng niet goed wordt gecontroleerd (zoals een vermogen van meer dan 300 W of een lassnelheid van minder dan 30 mm/s), kan dit ervoor zorgen dat de lokale temperaturen in nieuwe energie-aluminium batterijbehuizingen het smeltpunt van aluminium (660 graden) ver overschrijden, wat resulteert in een diep smeltbad en een sterke toename van de krimpspanning bij koeling; Bovendien kan een onjuist lasrupsontwerp (zoals de afwezigheid van spanningsontlastende inkepingen bij continu ringlassen en een lasrupsbreedte van minder dan 0,8 mm) het draagvermogen van de las- verminderen en het risico op vervorming verder vergroten.

De abnormale interne druk van de batterij is een andere thermodynamische oorzaak van vervorming in diepgetrokken aluminium batterijbehuizingen. Wanneer de temperatuur de 45 graden overschrijdt, zullen nevenreacties zoals de afbraak van elektrolyten en abnormale schade aan de SEI-film in de batterij de gasproductie versnellen. Wanneer de interne druk de 10 kPa overschrijdt, zal de schaal worden vervormd. Tegelijkertijd kan de uitzettingssnelheid van de negatieve elektrode in een volledig opgeladen toestand 20% tot 30% bereiken. Als de opening tussen de batterijcel en de binnenwand van de schaal groter is dan 1,0 mm (de industriële standaardopening is 0,3-0,8 mm), kan de uitzettingskracht niet effectief worden tegengehouden door de oplaadbare aluminium schaal en zal deze naar een hogere vrijheidsgraad in verticale richting gaan, waardoor vervorming van de afdekplaat of zijwand ontstaat. Daarnaast kunnen afwijkingen in de procesbeheersing tijdens het productieproces ook vervormingsproblemen veroorzaken of verergeren. Als de opening tussen de afdekplaat en de schaal bijvoorbeeld tijdens de montage groter is dan 0,2 mm, zal de thermische spanning tijdens het lassen gepaard gaan met het effect van de verplaatsing van de opening, wat direct tot vervorming leidt; Wanneer de vacuümgraad tijdens de afdichtingsfase te laag is (lager dan -90 kPa), zal externe atmosferische druk rechtstreeks inwerken op de zwakke delen van de schaal, waardoor passieve compressievervorming ontstaat.

Als reactie op het bovengenoemde vervormingsmechanisme moeten preventieve strategieën systematisch worden ontwikkeld op basis van de aspecten materiaalkeuze, constructief ontwerp, lasproces en procescontrole. Wat betreft materialen en structuur moeten materialen van aluminiumlegeringen met een hogere treksterkte (zoals 6063, enz.) prioriteit krijgen, en de dikte van de aluminium behuizing van het Pack moet redelijk worden ontworpen (aanbevolen niet minder dan 0,8 mm). Tegelijkertijd moet de montageopening tussen de batterijcel en de binnenwand van de behuizing worden geoptimaliseerd, strikt gecontroleerd binnen het bereik van 0,3-0,8 mm. Wat het lasproces betreft, moeten de laserlasparameters strikt worden gecontroleerd om overmatig vermogen of een lage lassnelheid te voorkomen.

Tegelijkertijd moet het lasrupsontwerp worden geoptimaliseerd en moeten spanningsontlastende structuren worden toegevoegd om ervoor te zorgen dat de lasbreedte en penetratie binnen een redelijk bereik liggen. In termen van procescontrole is het noodzakelijk om de montageopening tussen de afdekplaat en het batterijpakket met aluminium behuizing (niet groter dan 0,2 mm) strikt te beheren en ervoor te zorgen dat de vacuümgraad tijdens de afdichtingsfase voldoet aan de procesvereisten (niet minder dan -90 kPa). Bovendien is het noodzakelijk om het temperatuurbeheer van de productieomgeving te versterken, te voorkomen dat de batterij lange tijd in een werkconditie boven de 45 graden blijft, de productie van nevenreactiegas uit de bron te verminderen en het risico op interne drukstijging te verminderen.

Het bovenstaande is een systematische review van het vervormingsmechanisme en de preventiestrategieën vanAluminium behuizingen voor auto-accu's. Als u technische problemen tegenkomt of verdere ondersteuning voor procesoptimalisatie nodig heeft bij de daadwerkelijke productie, neem dan gerust contact met ons op via het platform, en wij zullen u voorzien van professionele oplossingen en technisch advies.