Bakgrunn og påvirkning av deformasjonsproblemer i bilbatterier i aluminium

Bilbatterier i aluminium er mye brukt i felt som nye energikjøretøyer på grunn av deres strukturelle regler og høy energitetthet. På grunn av dens anisotrope strukturelle egenskaper er den imidlertid utsatt for deformasjonsproblemer som ujevnheter i lengde- og bredderetninger under produksjonsprosessen, noe som kan påvirke sikkerheten og levetiden til batteriet. Forekomsten av deformasjonsproblemer er nært knyttet til flere aspekter som materialegenskaper, produksjonsprosesser og intern miljøkontroll av strømbatterienheter. Derfor er det nødvendig å analysere årsakene fra flere dimensjoner og iverksette målrettede forebyggende tiltak. Denne artikkelen gir en-dypende analyse av kjerneårsakene og systematiske forebyggingsstrategier for deformasjon av aluminiumshus for nye energibiler, og gir tekniske referanser for industriproduksjonspraksis.

I produksjonssystemet for litium-ionbatterier er stabiliteten til litiumbatteriets aluminiumshusstruktur direkte relatert til produktets pålitelighet, og deformasjonsproblemer er ofte et resultat av de synergistiske effektene av flere faktorer som materialegenskaper, prosesskontroll og interne termodynamiske tilstander. Fra perspektivet til material- og strukturdimensjoner er valg av aluminiumsskallmaterialer og styrkedesign grunnleggende faktorer. Hvis materialer med utilstrekkelig strekkfasthet (som 3003 aluminiumslegering) eller skalltykkelse mindre enn 0,6 mm brukes, er de utsatt for å gi deformasjon under indre trykk og termisk stress.

Samtidig kan de strukturelle egenskapene til sveiseområdet ikke ignoreres: den varmepåvirkede sonen som dannes under sveiseprosessen vil redusere lokal styrke med 20% til 30% på grunn av gitteromorganisering, og bli et spenningskonsentrasjonsområde som er utsatt for deformasjon under påfølgende spenning. Rasjonaliteten til sveiseprosessen har en avgjørende innvirkning på stabiliteten til skallstrukturen. Lasersveising, som en vanlig prosess, hvis varmetilførselen ikke er riktig kontrollert (for eksempel effekt som overstiger 300 W eller sveisehastighet under 30 mm/s), kan det føre til at lokale temperaturer i Nye energi-aluminiumbatterier langt overstiger smeltepunktet til aluminium (660 grader), noe som resulterer i et dypt smeltebasseng og en kraftig økning i krympestress for kjøling; I tillegg kan feil utforming av sveisestrenger (som fravær av spenningsavlastende hakk ved kontinuerlig ringsveising og sveisestrengbredde mindre enn 0,8 mm) redusere sveisens last-bæreevne og ytterligere forverre risikoen for deformasjon.

Det unormale interne trykket til batteriet er en annen termodynamisk kjerneårsak til deformasjon i dypttrukket aluminiumsbatterihus. Når temperaturen overstiger 45 grader, vil sidereaksjoner som elektrolyttnedbrytning og unormal skade på SEI-filmen inne i batteriet akselerere gassproduksjonen. Når det indre trykket overstiger 10 kPa, vil det presse skallet til å deformeres. Samtidig, i en fulladet tilstand, kan ekspansjonshastigheten til den negative elektroden nå 20% til 30%. Hvis gapet mellom battericellen og innerveggen av skallet overstiger 1,0 mm (industristandardavstanden er 0,3-0,8 mm), kan ikke ekspansjonskraften effektivt begrenses av det oppladbare aluminiumsskallet, og vil snu til høyere frihetsgrader i vertikal retning, og forårsake deformasjon av dekkplaten eller sideveggen. I tillegg kan prosesskontrollavvik under produksjonsprosessen også forårsake eller forverre deformasjonsproblemer. For eksempel, hvis gapet mellom dekkplaten og skallet overstiger 0,2 mm under montering, vil den termiske spenningen under sveising overlappe spalteforskyvningseffekten, som direkte fører til deformasjon; Når vakuumgraden under forseglingsstadiet er for lav (under -90 kPa), vil eksternt atmosfærisk trykk direkte virke på de svake delene av skallet, og forårsake passiv kompresjonsdeformasjon.

Som svar på deformasjonsmekanismen ovenfor, bør forebyggende strategier utvikles systematisk fra aspektene ved materialvalg, strukturell design, sveiseprosess og prosesskontroll. Når det gjelder materialer og struktur, bør aluminiumslegeringsmaterialer med høyere strekkfasthet (som 6063, etc.) prioriteres, og tykkelsen på Pack-aluminiumshuset bør utformes rimelig (anbefalt ikke mindre enn 0,8 mm). Samtidig bør monteringsgapet mellom battericellen og den indre veggen av huset optimaliseres, strengt kontrollert innenfor området 0,3-0,8 mm. Når det gjelder sveiseprosessen, bør lasersveiseparametere kontrolleres strengt for å unngå overdreven kraft eller lav sveisehastighet.

Samtidig bør sveisestrengdesign optimaliseres, spenningsavlastende strukturer bør legges til for å sikre at sveisebredde og penetrasjon er innenfor et rimelig område. Når det gjelder prosesskontroll, er det nødvendig å strengt styre monteringsgapet mellom dekkplaten og batteripakken med aluminiumshus (ikke over 0,2 mm), og sikre at vakuumgraden under forseglingsstadiet oppfyller prosesskravene (ikke mindre enn -90 kPa). I tillegg er det nødvendig å styrke temperaturstyringen i produksjonsmiljøet, unngå at batteriet er i arbeidstilstand over 45 grader i lang tid, redusere produksjonen av sidereaksjonsgass fra kilden og redusere risikoen for intern trykkøkning.

Ovenstående er en systematisk gjennomgang av deformasjonsmekanismen og forebyggingsstrategiene tilBilbatterier i aluminium. Hvis du støter på tekniske problemer eller trenger ytterligere prosessoptimaliseringsstøtte i faktisk produksjon, kan du gjerne kontakte oss gjennom plattformen, så vil vi gi deg profesjonelle løsninger og teknisk konsultasjon.