¡Armadura incondicional con batería desnuda! Análisis completo de los materiales de la carcasa prismática de aluminio: rendimiento, aplicaciones y futuras aperturas al viento.

El núcleo de la carcasa prismática de aluminio está hecho de aleaciones de aluminio de las series 3 (3003, 3004) y 5 (5052), que se procesan mediante laminado, estampado, anodizado y otros procesos. Se divide en tres categorías: carcasas de aluminio cuadradas, cilíndricas y blandas. Su desempeño gira en torno a las tres áreas principales de "protección, sellado y disipación de calor", y los parámetros clave cumplen con los estándares de la industria.

El material de aleación de aluminio dota a las carcasas de aluminio para baterías de automóviles con cuatro ventajas principales: en primer lugar, equilibra ligereza y alta resistencia, con una densidad de solo 2,7 g/cm³, que es entre un 40 % y un 50 % más ligera que las carcasas de acero, lo que mejora significativamente la densidad de energía de la batería. Al mismo tiempo, tiene suficiente resistencia a la tracción para soportar la presión de expansión de volumen de la carga y descarga de las celdas de la batería;

En segundo lugar, tiene una excelente conductividad térmica y disipación de calor, con un coeficiente de conductividad térmica de 100-200 W/(m · K), que puede conducir rápidamente el calor de la celda de la batería, evitar la acumulación térmica y aliviar la polarización de la batería;

En tercer lugar, tiene un fuerte sellado y resistencia a la corrosión. Después del tratamiento de la superficie, se forma una densa película de óxido que puede aislar la humedad, el oxígeno y la corrosión de los electrolitos. La precisión del sellado es alta y puede reducir la tasa de autodescarga de la batería;

En cuarto lugar, tiene una gran adaptabilidad del proceso y un costo controlable, buena ductilidad, se puede fabricar con diversas especificaciones, amplias fuentes de materias primas, tecnología de producción madura, menor costo que las carcasas de acero inoxidable y es adecuado para la producción a gran-escala.

Al mismo tiempo, hay dos deficiencias importantes que pueden superarse en el caso del aluminio para los vehículos de nueva energía. Uno es la resistencia insuficiente al alto voltaje, que es propensa a la corrosión electroquímica en el sistema de batería de alto voltaje- de 800 V y requiere modificación de la aleación y optimización del recubrimiento de la superficie;

En segundo lugar, la tenacidad a bajas-temperaturas es deficiente y es propenso a la fragilidad por debajo de -20 grados, lo que dificulta su adaptación a escenarios de almacenamiento de energía al aire libre en regiones frías.

La carcasa prismática de aluminio es un material accesorio estándar para las baterías de iones de litio-. Para 2024, el mercado mundial de carcasas de aluminio de iones de litio-alcanzará los 8.600 millones de yuanes, con una demanda en el nuevo sector energético que representará más del 90% y una tasa de crecimiento anual promedio de más del 18%. Se espera que las ventas en el mercado global alcancen los 2.455 millones de dólares estadounidenses para 2032, centrándose en tres escenarios principales: baterías eléctricas, baterías para electrónica de consumo y baterías de almacenamiento de energía.

Las baterías eléctricas son el escenario de aplicación principal y representan más del 65%. Las cajas de aluminio para baterías de litio, con su estructura estable y alta utilización del espacio, ocupan el 70% de la cuota de mercado de las baterías eléctricas. Las carcasas cilíndricas de aluminio se utilizan comúnmente en baterías-de alta potencia para satisfacer las necesidades de diferentes tipos de celdas;

El campo de las baterías de electrónica de consumo representa más del 20 %, y las carcasas de baterías de aluminio de New Energy requieren carcasas de aluminio cilíndricas de tamaño pequeño-, ultra-ligeras, de alta-precisión y de uso común, adecuadas para dispositivos portátiles como teléfonos móviles y portátiles; Las baterías de almacenamiento de energía son el escenario de más rápido crecimiento y a menudo utilizan carcasas cuadradas de aluminio de paredes gruesas que pueden soportar la expansión del volumen de carga y descarga a largo plazo y resistir el impacto de entornos exteriores complejos. Con el crecimiento explosivo de los envíos mundiales de baterías de almacenamiento de energía, la demanda de carcasas de aluminio seguirá aumentando.

El núcleo de caracterización de la carcasa de batería de aluminio es controlar las cuatro dimensiones del material, las propiedades mecánicas, el rendimiento del sellado y la resistencia a la corrosión, brindando soporte para la optimización del proceso y la adaptación de la escena. El método de caracterización central cumple con los estándares industriales y las especificaciones de prueba relevantes. La caracterización del material y la composición son la base, con un enfoque en probar los grados, la composición química y la pureza de las aleaciones de aluminio para garantizar que el contenido de impurezas cumpla con los requisitos y evitar afectar la resistencia y la resistencia a la corrosión;

La caracterización mecánica y de conformabilidad es clave. A través de máquinas de prueba universales, pruebas de estampado, etc., se prueban la resistencia a la tracción, la conformabilidad y la dureza para garantizar que la carcasa de aluminio recargable cumpla con los requisitos de empaque del núcleo, mientras se controla la uniformidad del espesor de la pared; La caracterización del sellado y la resistencia a la corrosión es la validación final, que garantiza que la carcasa de aluminio esté libre de fugas, sea resistente-a la corrosión y tenga una película de óxido superficial estable mediante el método de inmersión, el método de detección de fugas de helio, la prueba de inmersión de electrolitos, la prueba de niebla salina, etc., cumpliendo con los requisitos de diferentes escenarios.

Actualmente, la industria de carcasas de baterías de automóviles para vehículos eléctricos se está desarrollando hacia una dirección de "pared delgada, alta resistencia, resistencia a alto voltaje y ecología". Con la popularidad de las baterías de alto-voltaje de 800 V, las baterías de estado sólido-y las baterías de almacenamiento de energía de gran capacidad, se imponen mayores requisitos al rendimiento de las carcasas de aluminio, y los cuatro puntos críticos de investigación merecen una atención especial. Uno es la mejora de la tecnología de modificación de aleaciones, el desarrollo de materiales de aleación de aluminio modificados, la mejora de la resistencia a altas tensiones y bajas temperaturas, la realización de carcasas de aluminio de paredes delgadas-y una mayor mejora de la densidad de energía de la batería;

El segundo es optimizar el proceso de tratamiento de superficies, desarrollar nuevos procesos de anodizado y revestimiento cerámico, mejorar la resistencia a la corrosión y el rendimiento del aislamiento y optimizar el rendimiento de la producción;

El tercero es el moldeado integrado y la integración funcional, promoviendo el moldeado integrado de carcasas de aluminio con válvulas y postes-a prueba de explosiones, desarrollando carcasas de aluminio compuesto con funciones integradas de disipación de calor y aislamiento, y adaptándose a las necesidades de baterías de gama alta-;

El cuarto es la producción y el reciclaje ecológicos, optimizando los procesos de producción para reducir la contaminación, promoviendo el reciclaje y la reutilización de carcasas de aluminio de baterías de iones de litio- retiradas, logrando el reciclaje de recursos y alineándose con la estrategia de carbono dual. En el futuro, con el continuo estallido de la nueva industria energética, las carcasas de aluminio de células desnudas experimentarán una doble mejora en rendimiento y demanda. Las empresas que dominen las tecnologías centrales dominarán la industria y promoverán el desarrollo de alta-calidad en el campo de los materiales auxiliares para baterías de litio.

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