Vervormingsmechanisme en systematische preventiestrategie van aluminium prismatische behuizing

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 kunnen ongelijkmatige krachten in de lengte- en breedterichting tijdens het productieproces echter gemakkelijk leiden tot vervormingsproblemen zoals oneffenheden, wat op zijn beurt de veiligheid en levensduur van de batterij beïnvloedt. Het optreden van vervormingsproblemen houdt nauw verband met meerdere aspecten, zoals materiaaleigenschappen, productieprocessen en interne omgevingscontrole van batterij-eenheden.

Vanuit het perspectief van materiaal en structurele afmetingen zijn de selectie en het sterkteontwerp van aluminium behuizingen voor nieuwe energiedragermaterialen fundamentele factoren. Als materialen met onvoldoende treksterkte (zoals een aluminiumlegering 3003) of aluminium behuizingen met lithiumbatterijen met een dikte 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 structurele stabiliteit van de aluminium prismatische behuizing. 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 ertoe leiden dat lokale temperaturen het smeltpunt van aluminium (660 graden) ver overschrijden, dat het gesmolten bad te diep wordt en dat de krimpspanning bij koeling sterk toeneemt; Een onjuist lasrupsontwerp, zoals de afwezigheid van spanningsontlastende inkepingen bij continu ringlassen en een lasrupsbreedte van minder dan 0,8 mm, kan 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. Wanneer de temperatuur de 45 graden overschrijdt, zullen nevenreacties zoals de ontleding van elektrolyten en abnormale schade aan de SEI-film de gasproductie versnellen. Wanneer de interne druk 10 kPa overschrijdt, zal dit de vervorming van prismatische celbehuizingen veroorzaken. 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 tot 0,8 mm), kan de uitzettingskracht niet effectief worden beperkt door de schaal en zal deze in verticale richting naar een hogere vrijheidsgraad veranderen, waardoor vervorming van de afdekplaat of zijwand ontstaat.

Bovendien kunnen afwijkingen in de procesbeheersing tijdens het productieproces ook vervormingsproblemen veroorzaken of verergeren: wanneer de opening tussen de afdekplaat en de New Energy aluminium batterijbehuizingen tijdens de montage groter is dan 0,2 mm, zal de thermische lasspanning direct vervorming veroorzaken door het effect van de spleetverplaatsing; Wanneer de vacuümgraad tijdens de afdichtingsfase te laag is (lager dan -90 kPa), zal externe atmosferische druk inwerken op de zwakke delen van de schaal, waardoor passieve compressievervorming ontstaat.

Op basis van het bovenstaande vervormingsmechanisme kan een preventie- en controlesysteem worden opgebouwd op basis van aspecten als materiaaloptimalisatie, procesverbetering, interne drukcontrole en procesversterking. In termen van materiaal- en structurele optimalisatie is het kernidee het verbeteren van het draagvermogen- van de aluminium batterijbehuizing, wat kan worden bereikt door het gebruik van een 5052 aluminiumlegering met hogere treksterkte, het toevoegen van 0,5 tot 1,0 mm hoge verstevigingsribben in het bovenste gedeelte van de afdekking en het vergroten van de schaaldikte tot 0,8 tot 1,0 mm.

Tegelijkertijd wordt een samengestelde lasstructuur toegepast die laserlassen en ultrasoon lassen combineert om de warmte-inbreng op één punt te verminderen en de stabiliteit van het lasgebied te verbeteren. De verbetering van het lasproces van de oplaadbare aluminium schaal moet zich richten op fijne controle, het toepassen van een lasstrategie met gradiëntvermogen (zoals parametercombinatie van startsectie 200 W/30 mm/s, middensectie 250 W/25 mm/s en eindsectie 180 W), en het regelen van de diepte van de door hitte beïnvloede zone binnen 0,5 mm; Tegelijkertijd wordt de doorlopende lasrups gewijzigd in de gesegmenteerde lasmodus (5 tot 8 mm per sectie), met een gereserveerde spanningsvrijgavezone van 2 mm, en wordt de breedte van de lasrups vergroot tot 1,2 mm om het lasdraagvermogen te verbeteren.

Interne drukcontrole moet uitgaan van twee aspecten: expansiecompensatie en onderdrukking van de gasproductie. Bij het ontwerp van de aluminium schaalstructuur van de lithium--ionbatterij kan een elastische bufferlaag met een compressiesnelheid van meer dan 50% worden geïnstalleerd aan de binnenkant van de afdekplaat, waardoor er 0,5 tot 1,0 mm expansieruimte overblijft om de drukimpact veroorzaakt door negatieve elektrode-expansie te verminderen; In termen van chemische systeemoptimalisatie kan het toevoegen van 1% tot 2% FEC-film-vormende additieven tijdens het injectieproces abnormale schade aan de SEI-film effectief onderdrukken, de gasproductie bij volledige belasting binnen 0,5 ml/Ah controleren en de interne drukaccumulatie vanaf de bron verminderen.

De versterking van de procescontrole vereist de introductie van intelligente technologie, waarbij gebruik wordt gemaakt van een visueel positioneringssysteem in het assemblageproces om de positioneringsnauwkeurigheid binnen ± 0,05 mm te regelen; Upgrade tegelijkertijd de lasarmatuur naar de klemmodus met constante kracht om ervoor te zorgen dat de fluctuatie van de klemkracht van 20 tot 30 N niet groter is dan 5%, waardoor het risico op vervorming als gevolg van afwijkingen in de montage wordt verminderd. Voeg tijdens de formatiefase een drukteststation toe, dat automatisch een alarm laat horen wanneer de druk 5 kPa overschrijdt. Gecombineerd met röntgendetectie van de vervormingssnelheid van de accu van een EV-auto, wordt de drempel binnen 0,3% gecontroleerd om vroegtijdige identificatie en beheersing van vervormingsproblemen mogelijk te maken.

Als u technische problemen ondervindt die verband houden met deAluminium prismatische behuizingvervorming of ondersteuning voor procesoptimalisatie nodig heeft tijdens het productieproces, neem dan gerust contact met ons op via het platform, en wij zullen u professionele oplossingen en technisch advies bieden.