Contesto e influenza dei problemi di deformazione nelle custodie in alluminio delle batterie automobilistiche

Le custodie in alluminio per batterie automobilistiche sono ampiamente utilizzate in campi come i veicoli a nuova energia grazie alle loro regole strutturali e all'elevata densità di energia. Tuttavia, a causa delle sue caratteristiche strutturali anisotrope, è soggetta a problemi di deformazione come irregolarità nelle direzioni di lunghezza e larghezza durante il processo di produzione, che possono influire sulla sicurezza e sulla durata della batteria. Il verificarsi di problemi di deformazione è strettamente correlato a molteplici aspetti quali le proprietà dei materiali, i processi di produzione e il controllo ambientale interno delle unità batteria di alimentazione. Pertanto, è necessario analizzare le ragioni da molteplici dimensioni e attuare misure preventive mirate. Questo articolo fornisce un'analisi approfondita-delle cause principali e delle strategie di prevenzione sistematica per la deformazione della scocca in alluminio delle auto a nuova energia, fornendo riferimenti tecnici per le pratiche di produzione del settore.

Nel sistema di produzione delle batterie agli ioni di litio-, la stabilità della struttura dell'involucro in alluminio della batteria al litio è direttamente correlata all'affidabilità del prodotto e i problemi di deformazione sono spesso il risultato degli effetti sinergici di molteplici fattori quali proprietà dei materiali, controllo del processo e stati termodinamici interni. Dal punto di vista del materiale e delle dimensioni strutturali, la scelta dei materiali del guscio in alluminio e la progettazione della resistenza sono fattori fondamentali. Se vengono utilizzati materiali con resistenza alla trazione insufficiente (come la lega di alluminio 3003) o spessore del guscio inferiore a 0,6 mm, sono soggetti a deformazioni sotto pressione interna e stress termico.

Allo stesso tempo, le caratteristiche strutturali dell'area di saldatura non possono essere ignorate: la zona termicamente alterata formata durante il processo di saldatura ridurrà la resistenza locale dal 20% al 30% a causa della riorganizzazione del reticolo, diventando un'area di concentrazione delle tensioni soggetta a deformazione durante le sollecitazioni successive. La razionalità del processo di saldatura ha un impatto decisivo sulla stabilità della struttura del guscio. La saldatura laser, come processo tradizionale, se l'apporto di calore non è adeguatamente controllato (come una potenza superiore a 300 W o una velocità di saldatura inferiore a 30 mm/s), può far sì che le temperature locali nelle custodie delle batterie in alluminio New Energy superino di gran lunga il punto di fusione dell'alluminio (660 gradi), con conseguente fusione profonda e un forte aumento dello stress da contrazione da raffreddamento; Inoltre, una progettazione inadeguata del cordone di saldatura (come l'assenza di tacche di distensione nella saldatura ad anello continuo e una larghezza del cordone di saldatura inferiore a 0,8 mm) può ridurre la capacità di carico-della saldatura e aggravare ulteriormente il rischio di deformazione.

La pressione interna anomala della batteria è un'altra causa termodinamica fondamentale della deformazione dell'alloggiamento della batteria in alluminio imbutito. Quando la temperatura supera i 45 gradi, reazioni collaterali come la decomposizione dell'elettrolita e danni anomali alla pellicola SEI all'interno della batteria accelerano la produzione di gas. Quando la pressione interna supera i 10 kPa, spingerà il guscio a deformarsi. Allo stesso tempo, in uno stato completamente carico, il tasso di espansione dell'elettrodo negativo può raggiungere dal 20% al 30%. Se lo spazio tra la cella della batteria e la parete interna dell'involucro supera 1,0 mm (lo spazio standard del settore è 0,3-0,8 mm), la forza di espansione non può essere efficacemente trattenuta dall'involucro in alluminio ricaricabile e si trasformerà in gradi di libertà più elevati nella direzione verticale, causando la deformazione della piastra di copertura o della parete laterale. Inoltre, le deviazioni del controllo del processo durante il processo di produzione possono anche causare o esacerbare problemi di deformazione. Ad esempio, se lo spazio tra la piastra di copertura e il guscio supera 0,2 mm durante l'assemblaggio, lo stress termico durante la saldatura si sovrapporrà all'effetto di spostamento dello spazio, portando direttamente alla deformazione; Quando il grado di vuoto durante la fase di saldatura è troppo basso (inferiore a -90 kPa), la pressione atmosferica esterna agirà direttamente sulle parti deboli del guscio, provocando una deformazione passiva di compressione.

In risposta al meccanismo di deformazione di cui sopra, le strategie preventive dovrebbero essere sviluppate sistematicamente dagli aspetti di selezione dei materiali, progettazione strutturale, processo di saldatura e controllo del processo. In termini di materiali e struttura, si dovrebbe dare la priorità ai materiali in lega di alluminio con maggiore resistenza alla trazione (come 6063, ecc.) e lo spessore dell'alloggiamento in alluminio Pack dovrebbe essere progettato in modo ragionevole (si consiglia non inferiore a 0,8 mm). Allo stesso tempo, lo spazio di assemblaggio tra la cella della batteria e la parete interna dell'alloggiamento dovrebbe essere ottimizzato, rigorosamente controllato entro un intervallo di 0,3-0,8 mm. In termini di processo di saldatura, i parametri di saldatura laser devono essere rigorosamente controllati per evitare una potenza eccessiva o una bassa velocità di saldatura.

Allo stesso tempo, la progettazione del cordone di saldatura dovrebbe essere ottimizzata e dovrebbero essere aggiunte strutture di distensione per garantire che la larghezza e la penetrazione della saldatura rientrino in un intervallo ragionevole. In termini di controllo del processo, è necessario gestire rigorosamente lo spazio di assemblaggio tra la piastra di copertura e il pacco batteria con alloggiamento in alluminio (non superiore a 0,2 mm) e garantire che il grado di vuoto durante la fase di saldatura soddisfi i requisiti del processo (non inferiore a -90 kPa). Inoltre, è necessario rafforzare la gestione della temperatura dell'ambiente di produzione, evitare che la batteria rimanga in condizioni di funzionamento superiori a 45 gradi per lungo tempo, ridurre la produzione di gas di reazione laterale dalla fonte e ridurre il rischio di aumento della pressione interna.

Quanto sopra è una revisione sistematica del meccanismo di deformazione e delle strategie di prevenzioneCustodie in alluminio per batterie automobilistiche. Se riscontri problemi tecnici o hai bisogno di ulteriore supporto per l'ottimizzazione dei processi nella produzione effettiva, non esitare a contattarci tramite la piattaforma e ti forniremo soluzioni professionali e consulenza tecnica.