Análisis de selección del material de la carcasa de la batería de litio: ¿Por qué el aluminio es la primera opción de la industria?

La carcasa de aluminio de la batería de iones de litio- es un componente de la carcasa de la batería cuadrada o cilíndrica hecha de aleación de aluminio como material base mediante procesos de estampado, estiramiento o moldeo por extrusión de precisión. Se utiliza para acomodar las celdas, electrolitos y componentes de electrodos de baterías de iones de litio-y proporciona protección mecánica, aislamiento de sellado y funciones de conducción de calor. Como componente estructural clave de las baterías de iones de litio-, la carcasa de aluminio está en contacto directo con el grupo de electrodos internos de la batería y participa en el circuito eléctrico como parte de los terminales negativos o positivos de la batería. Por lo tanto, existen requisitos técnicos estrictos en cuanto a precisión dimensional, calidad de la superficie, estanqueidad al aire y resistencia mecánica. El espesor de la pared de la carcasa de aluminio suele estar entre 0,2 mm y 1,0 mm, lo que varía según la capacidad de la batería. En las baterías con carcasa cuadrada de aluminio-, la carcasa generalmente se forma una o más veces mediante un proceso de embutición profunda, con una transición de esquina redondeada en la parte inferior y una estructura de engarce o soldadura reservada en el extremo abierto para sellar la conexión con la placa de cubierta. La pared interior de la carcasa de aluminio debe tratarse con un revestimiento aislante o cubrirse con una película aislante para evitar cortocircuitos internos entre las pestañas de la batería y la carcasa. Además, la superficie de la carcasa de aluminio debe tener una buena resistencia a la corrosión del electrolito, porque los componentes del electrolito, como el hexafluorofosfato de litio dentro de la batería, son corrosivos para los materiales metálicos.

 

La caja de batería de aluminio para vehículos de nueva energía se refiere específicamente a los productos de caja de aluminio utilizados en baterías de energía para vehículos de nueva energía. Este tipo de producto tiene requisitos más altos de consistencia, confiabilidad y seguridad, y debe cumplir con estándares nacionales como GB/T 31484 y GB/T 31485, así como con los requisitos de prueba de extrusión, impacto y vibración específicos del cliente-. A nivel de celda, la caja de batería de aluminio y la lata de aluminio con celda de litio son expresiones diferentes del mismo tipo de producto. El primero se centra más en la función de la carcasa después del montaje de la batería, mientras que el segundo enfatiza la forma como contenedor de una sola celda. El diseño-de muesca a prueba de explosiones en la parte inferior de la carcasa de aluminio ha sido una característica de seguridad importante en la industria en los últimos años. Cuando la presión interna de la batería excede el umbral establecido, la válvula inferior-a prueba de explosiones dará prioridad a romper y liberar la presión para evitar consecuencias más graves causadas por la explosión general del caparazón. Además, la uniformidad del espesor y la distribución del espesor de la pared de la carcasa de aluminio afectan directamente la densidad de energía gravimétrica y la densidad de energía volumétrica de la batería. Una carcasa demasiado gruesa reducirá la densidad de energía, y una carcasa demasiado delgada puede no proporcionar suficiente soporte mecánico y redundancia de seguridad.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La calidad del producto de la caja de batería de aluminio para vehículos New Energy se refleja en varios detalles clave, que determinan directamente la seguridad, consistencia y eficiencia del ensamblaje de las celdas de la batería. La uniformidad del espesor de la pared es la principal preocupación. Mediante un diseño preciso del molde y un control del proceso de embutición de múltiples pasadas, garantizamos que la desviación del espesor de la pared de cada parte de la pared lateral de la carcasa de aluminio esté dentro de ±0,02 mm y que no haya adelgazamiento local en el área de la esquina inferior para evitar el sobrecalentamiento local o una resistencia mecánica insuficiente causada por el espesor desigual de la pared. La válvula inferior-a prueba de explosiones es la característica de seguridad principal de la carcasa de aluminio de la batería. Utilizamos tecnología de puntuación de alta-precisión para controlar el espesor restante de la válvula-a prueba de explosiones entre 0,03 mm y 0,08 mm. La desviación de la profundidad de la muesca no excede ±0,005 mm y la desviación de la presión de estallido se controla dentro de ±0,2 MPa para garantizar que el alivio de presión se pueda abrir de manera precisa y consistente cuando la batería tiene una presión interna anormal. La planitud del extremo abierto afecta directamente la calidad de la soldadura láser de la carcasa de aluminio y la placa de cubierta. Nuestro proceso de entallado garantiza que la planitud del extremo abierto sea inferior a 0,05 mm, sin rebabas, sin curvaturas ni espacios, lo que proporciona una buena interfaz de contacto para la soldadura posterior.

 

La limpieza de la pared interior es la clave para evitar micro{0}}cortocircuitos dentro de la batería. Utilizamos un proceso de limpieza ultrasónica de múltiples-etapas, combinado con un secado por circulación de aire caliente a alta-temperatura, para controlar las partículas residuales en la pared interna de la carcasa de aluminio a no más de 3 partículas por encima de 100 μm por pieza. También podemos proporcionar informes de pruebas de limpieza y membranas filtrantes de muestras de partículas de acuerdo con los requisitos del cliente. En términos de calidad de la superficie externa, la pared exterior de la carcasa de aluminio debe ser lisa, sin rayas, rayones, picaduras o manchas de aceite. Para piezas de apariencia o carcasas de aluminio con requisitos especiales del cliente, también ofrecemos inspección óptica automática de defectos superficiales para eliminar productos con defectos visibles. La consistencia dimensional es la garantía básica para el ensamblaje por lotes. Implementamos una inspección 100 % en línea o una inspección aleatoria de alta-proporción de dimensiones clave como la longitud, el ancho, la altura, el diámetro interior del extremo abierto y el espesor inferior de la carcasa de aluminio. El índice de capacidad de proceso dimensional Cpk supera el 1,33 para garantizar la intercambiabilidad entre múltiples lotes de productos.

 

Además, la redondez de la estructura del borde enrollado y la uniformidad del radio del chaflán también son detalles importantes que controlamos. El borde enrollado no tiene grietas ni arrugas, y los chaflanes son lisos y no tienen esquinas afiladas para evitar rayar el diafragma o las pestañas durante el proceso de ensamblaje de la batería. El método de embalaje también refleja una gestión detallada. La carcasa de aluminio se empaqueta en blísteres antiestáticos o en cajas de cartón limpias, y las capas están separadas por papel libre de azufre-o algodón perlado para evitar colisiones y rayones durante el transporte y la manipulación. A cada palet se le adjunta una etiqueta de lote y un código QR del informe de inspección para lograr una trazabilidad completa del proceso.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El proceso de fabricación de chapa de aluminio estampada incluye principalmente aplanamiento de bobinas, corte, estiramiento multi-canal, corte, punzonado, formación de válvulas inferiores-a prueba de explosión, limpieza, secado, inspección y embalaje. Primero, el material de la bobina se aplana y se corta. La bobina de aluminio se desenrolla y se nivela y luego se introduce en la matriz de corte para perforar espacios en blanco redondos o cuadrados (comúnmente llamados discos de aluminio o láminas cuadradas de aluminio). El proceso de corte debe garantizar que los bordes del bloque sean lisos y sin rebabas-; de lo contrario, se producirán rayones o puntos de concentración de tensión durante el proceso de estiramiento posterior. En segundo lugar, múltiples tramos. Los espacios en blanco se introducen en múltiples prensas de embutición o matrices de embutición de múltiples estaciones en secuencia, reduciendo gradualmente el diámetro y aumentando la profundidad, y finalmente forman la forma de concha deseada. El número de tiempos de estiramiento depende de la relación entre la profundidad y el diámetro de la carcasa de aluminio (relación de aspecto). Cuanto mayor sea la relación de aspecto, más tiempos de estiramiento se necesitarán. Después de cada proceso de embutición, el material se vuelve más duro debido al endurecimiento por trabajo. Para carcasas de aluminio con mayor profundidad, es necesario insertar un tratamiento de recocido intermedio entre los dos procesos de embutición. En tercer lugar, acabado de incisión y tamaño. El extremo abierto de la carcasa de aluminio estirada suele presentar irregularidades o estrías residuales. Es necesario cortar el extremo abierto de forma plana mediante el proceso de corte y asegurarse de que la tolerancia de altura del extremo abierto esté dentro de ±0,1 mm.

 

Para las carcasas de aluminio que requieren rizado, se requiere un preprocesamiento de rizado después de la incisión. Cuarto, se forma la válvula inferior-a prueba de explosiones. La estructura de la válvula-a prueba de explosiones se procesa rayando o adelgazando parcialmente la parte inferior de la carcasa de aluminio. La profundidad de las muescas y el espesor residual de la válvula-a prueba de explosiones deben controlarse con precisión para garantizar que no se produzcan fugas bajo presión de funcionamiento normal y que pueda romperse y aliviar la presión de manera confiable cuando la presión interna aumenta de manera anormal. Quinto, limpio y seco. Durante el proceso de estiramiento y estampado de la carcasa de aluminio, quedarán aceite de estampado, virutas de aluminio y polvo, los cuales deben eliminarse por completo mediante limpieza ultrasónica o limpieza por aspersión. El medio de limpieza suele utilizar agentes limpiadores a base de agua- respetuosos con el medio ambiente. Después de la limpieza, se realiza el secado con aire caliente y se prueba la limpieza en línea. Sexto, inspección y embalaje. Utilice instrumentos de medición de imágenes, detectores de hermeticidad, instrumentos de medición del espesor de pared y otros equipos para realizar inspecciones completas o aleatorias de las dimensiones clave, la estanqueidad y la distribución del espesor de la pared de la carcasa de aluminio.

 

Después de pasar la inspección, se empaqueta en un ambiente limpio, generalmente en palés anti-estáticos o cajas blister, y cada capa se separa con papel-libre de polvo para evitar colisiones y rayones durante el transporte. En comparación con el estampado de carcasas de acero, el proceso de estampado de metal de aluminio tiene requisitos más estrictos para la separación del molde, la selección de lubricante y el control de la velocidad de trefilado, porque el aluminio tiene buena ductilidad pero es más propenso a que el molde se pegue y se raye. Un problema común en el estampado de chapa de aluminio son los rayones longitudinales en las paredes laterales de la carcasa de aluminio. Esto generalmente se debe al desgaste de la superficie del molde, a que las virutas de aluminio no se expulsan a tiempo o a una falla del lubricante. Es necesario prevenirlo mediante la reparación periódica del molde, la purga en línea y la prueba del lubricante. Para carcasas de aluminio para electrónica de consumo con requisitos de apariencia especiales, también se agregarán procesos de tratamiento de superficie como pulido, cepillado, chorro de arena o anodizado para obtener un color o textura específicos. En el ámbito de las baterías eléctricas, la limpieza de la carcasa de aluminio es uno de los indicadores de calidad más importantes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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