Análisis panorámico de la carcasa de una batería de litio.

La carcasa de la batería es un componente estructural clave que se utiliza para encapsular y proteger las celdas internas de las baterías de iones de litio-, formando el límite físico y la barrera de protección mecánica de las celdas de la batería. Como componente central del sistema de batería que determina directamente la estanqueidad al aire, el ciclo de vida y el rendimiento de seguridad a prueba de explosiones-, el nivel de diseño de ingeniería de la carcasa de la batería afecta directamente el funcionamiento estable y las capacidades de protección de seguridad del módulo de batería en diversos escenarios de aplicación. Según las diferentes formas de embalaje, las cajas de baterías se dividen principalmente en tres tipos: cuadradas, cilíndricas y blandas. Las cajas de baterías cuadradas y cilíndricas suelen estar hechas de aluminio, acero y otros materiales metálicos, y se fabrican mediante procesos como estampado y soldadura láser; Las baterías-blandas utilizan una película de plástico-de aluminio como material de embalaje, que es una solución de embalaje flexible.

 

El aligeramiento es una dirección importante para el desarrollo de la tecnología de carcasas de baterías y, por lo tanto, las aleaciones de aluminio y los materiales compuestos se utilizan cada vez más en carcasas de baterías de alto-rendimiento. Desde la perspectiva del ciclo de vida completo, las carcasas de las baterías se pueden reciclar como recursos renovables una vez alcanzada su vida útil. Entre ellos, el valor de reciclaje de las carcasas de aluminio, como la carcasa de aluminio para baterías y la carcasa de aluminio para baterías prismáticas de iones de litio, es particularmente significativo. El consumo de energía del reciclaje de aluminio es mucho menor que el de la producción de aluminio primario. En el sistema de batería cilíndrica, la carcasa de aluminio de celda de litio es la forma de carcasa más estandarizada y se usa ampliamente en la producción en masa de especificaciones como 18650, 21700 y 4680. Además, en respuesta a las necesidades de empaque de las celdas de batería de marcas internacionales, soluciones de carcasa especiales como la carcasa de aluminio para baterías Panasonic y la carcasa de aluminio para baterías Samsung sdi también ocupan una posición importante en el campo de la fabricación de precisión.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Los avances en la ciencia de los materiales brindan soporte subyacente para los avances en el rendimiento de las cajas de baterías. La aleación de aluminio es la ruta tecnológica principal actual para las carcasas de baterías eléctricas. Entre ellas, las placas de aluminio de la serie 3000 se utilizan ampliamente en la fabricación de carcasas de baterías eléctricas debido a sus amplias ventajas, como excelente formabilidad, alta resistencia a la corrosión, buen rendimiento de soldadura y conductividad, baja densidad y peso ligero. En diversos proyectos de carcasas de baterías se han utilizado a gran escala tres formas diferentes de materiales de aluminio: placas de aluminio laminadas, perfiles de aluminio extruido y aluminio fundido. Como material tradicional, el acero de alta-resistencia aún puede cumplir con los requisitos básicos de resistencia y rigidez y seguir siendo competitivo en algunos escenarios que son sensibles a los costos-y tienen requisitos de bajo peso. Como dirección emergente, los materiales compuestos tienen una resistencia a la tracción que puede ser más de tres veces mayor que la de la aleación de aluminio en las mismas condiciones de espesor, un rendimiento retardante de llama que puede alcanzar el nivel UL-94 V0 y una densidad que es más de un 30 % menor que la de la aleación de aluminio. El proceso de moldeo por transferencia de resina a alta-presión le permite tener un ciclo de producción más rápido y una buena precisión dimensional. Como representante-de vanguardia de los materiales livianos, la aplicación industrial de la aleación de magnesio está atrayendo la atención de la industria. La película de aluminio y plástico utilizada en la ruta del embalaje blando generalmente se compone de tres capas de nailon exterior, papel de aluminio intermedio y película interior de polipropileno, y se prepara mediante procesos secos o térmicos. Para los sistemas químicos de fosfato de hierro y litio, la carcasa de aluminio para celdas de fosfato de hierro y litio se ha utilizado ampliamente en vehículos comerciales y campos de almacenamiento de energía debido a su excelente resistencia a la corrosión y control de costos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El proceso de fabricación es un eslabón clave para determinar la consistencia del rendimiento final y la confiabilidad de la caja de la batería. En términos de tecnología de conformado, la carcasa metálica adopta principalmente el proceso de estampado y estiramiento. La carcasa de aleación de aluminio normalmente se puede estirar y formar en un solo paso, excepto la placa de cubierta. Con el dispositivo de corte automático y alimentación de precisión, puede reducir efectivamente el atasco de matrices y la tasa de desechos y mejorar el ritmo de producción. El proceso de soldadura es el primer paso para garantizar el sellado de la batería, lo que afecta directamente la intensidad del voltaje y el ciclo de vida de la batería. La tecnología de soldadura láser para el sellado de la cubierta superior de la batería con carcasa de aluminio cuadrada ha experimentado una evolución continua desde baja velocidad hasta alta velocidad. En la etapa inicial, la velocidad de soldadura era inferior a 100 milímetros por segundo. Posteriormente, la velocidad se aumentó de 100 a 200 milímetros por segundo mediante soldadura híbrida láser y tecnología de oscilación de haz de alta frecuencia. Actualmente, la tecnología avanzada ha explorado soluciones de soldadura de alta-velocidad de más de 300 milímetros por segundo, utilizando soldadura láser por puntos y otras tecnologías para mejorar la estabilidad de la soldadura y la compatibilidad del producto.

 

Sin embargo, la soldadura láser de aleaciones de aluminio todavía enfrenta dificultades técnicas como poros, grietas calientes, explosiones y salpicaduras, que deben superarse mediante la optimización del gas de protección, el control preciso de los parámetros de soldadura y el tratamiento de la superficie previo-a la soldadura. El proceso de sellado y protección también es crucial. Durante la etapa de diseño, es necesario calcular sistemáticamente la cantidad de compresión del anillo de sellado, la estructura de la ranura de sellado, la tolerancia de ensamblaje y la deformación de la cubierta del extremo, y adoptar una combinación de estructura de cabina resistente a la presión-, refuerzo de encapsulado interno y sellado radial de junta tórica para resistir golpes de presión y fugas de electrolitos. Para las baterías cilíndricas, la fabricación de carcasas de aluminio con celdas de litio pone más énfasis en la uniformidad del espesor de la pared y la precisión de la redondez para garantizar que el espacio coincidente entre el núcleo y la carcasa esté en el rango óptimo, lo que no solo garantiza una infiltración suficiente del electrolito, sino que también evita las sacudidas del núcleo causadas por espacios excesivos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Los escenarios de aplicación de las cajas de baterías han penetrado profundamente desde paquetes de baterías para vehículos de nueva energía hasta sistemas de almacenamiento de energía, electrónica de consumo y equipos especiales, entre otros campos. En el campo de los vehículos de nueva energía, las cajas de baterías deben cumplir los requisitos combinados de alta resistencia, ligereza y alta seguridad. El diseño de la carcasa debe tener en cuenta múltiples funciones, como la protección contra colisiones debajo de la carrocería, la absorción de energía de extrusión lateral y el alivio de presión direccional térmica. En el campo de los sistemas de almacenamiento de energía, las baterías cilíndricas grandes generalmente utilizan soluciones de embalaje con carcasa de aluminio. Gracias a su peso ligero, su buena conductividad térmica y sus características de costo-controlable, se utilizan ampliamente en celdas cilíndricas de almacenamiento de energía. Los requisitos de la industria para la fabricación de precisión, la optimización estructural y los procesos-de carcasas a prueba de explosiones siguen aumentando. En el campo de la electrónica de consumo, los productos tienen altos requisitos en cuanto a la delgadez, el tacto y la integración de las carcasas de las baterías.

 

Suelen utilizar una estructura compuesta de materiales blandos externos y forro interno de microfibra. En el campo de equipos especiales, como robots de aguas profundas-y otros escenarios de aplicación, la carcasa de la batería debe soportar una presión de agua de aproximadamente un MPa. Durante el diseño se deben realizar cálculos sistemáticos de resistencia a la presión, incluido el diseño del espesor de la pared, la disposición del refuerzo, la optimización de la estructura de la cubierta final y la verificación de la rigidez del material. Independientemente del escenario de aplicación, el diseño de la caja de la batería debe equilibrar los requisitos de seguridad química de las celdas de la batería con los requisitos ambientales mecánicos del producto final. En el mercado internacional, los fabricantes japoneses de baterías tienen requisitos extremadamente estrictos en cuanto a la precisión de la carcasa y la calidad de la superficie. Carcasa de aluminio para batería Panasonic La carcasa de aluminio generalmente requiere múltiples tratamientos de pulido y pasivación para cumplir con los estándares de calidad de sus baterías de automoción y de consumo de gama alta-.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Todos los productos se producen en estricto cumplimiento de los estándares de seguridad y fabricación de precisión de la industria. Tienen las ventajas de alta precisión, alta resistencia, buen sellado, peso ligero y resistencia a la corrosión. El tamaño estructural y el proceso de protección se pueden personalizar según los requisitos del proceso del cliente, proporcionando soluciones de soporte de carcasa estables y confiables para diversosCélulas de iones de litio-de aluminiofabricantes.