Linee guida per il controllo della deformazione nella lavorazione di piastre di copertura della batteria di potenza e componenti in lega di alluminio

Nel campo della produzione di batterie di potenza, componenti chiave come piastre di copertura per batterie di potenza, piastre di copertura in alluminio per batterie, coperchi prismatici per batterie al litio e piastre di copertura per batterie agli ioni di litio- utilizzano ampiamente strutture in lega di alluminio-a pareti sottili. A causa delle caratteristiche delle leghe di alluminio, come l'elevata conduttività termica, l'elevato coefficiente di dilatazione termica e l'insufficiente rigidità, si genera facilmente deformazione durante la lavorazione dei componenti dell'involucro della batteria, come i coperchi superiori per le celle della batteria prismatiche, i coperchi della scatola della batteria in alluminio e i set di coperture di sicurezza LFP. Questa deformazione influisce sulle prestazioni di tenuta, sulla precisione di adattamento e sulla qualità della saldatura.

 

Per migliorare la stabilità di produzione di componenti quali piastre di copertura della batteria e piastre bipolari bimetalliche in rame e alluminio, di seguito vengono riepilogati sistematicamente metodi efficaci per ridurre la deformazione della lavorazione dagli aspetti di materiali, processi, utensili da taglio, bloccaggio e tecniche operative.
 

 

La deformazione dei componenti a parete sottile-come i coperchi delle batterie, i coperchi superiori e le morsettiere ha origine principalmente da tre aspetti:

1. Sollievo dallo stress interno nel vuoto

Applicabile a: allegato prismatico della batteria al litio/tappo superiore della batteria al litio

La forgiatura libera o le parti estruse di grandi dimensioni generano uno stress residuo significativo durante il processo di formatura.

Poiché il materiale viene rimosso durante il taglio, la ridistribuzione dello stress interno porta alla deformazione della parte.

 

2. Forza di taglio e calore di taglio

L'estrusione del materiale da parte dell'utensile da taglio provoca una concentrazione localizzata di calore, esacerbando la deformazione superficiale.

Ciò ha un impatto particolarmente significativo sui coperchi delle batterie in alluminio a pareti sottili-.

 

3. Deformazione elastica causata dal metodo di bloccaggio

Un bloccaggio instabile può causare sollecitazioni irregolari sulle parti.

Dopo aver allentato il morsetto, le parti ritornano indietro, causando deviazioni dimensionali.

 

 

1. Ridurre lo stress interno nel vuoto

Applicabile a: piastra di copertura della batteria in alluminio/piastre di copertura della batteria agli ioni di litio-

I seguenti metodi possono ridurre efficacemente lo stress interno e migliorare la precisione dimensionale:

Invecchiamento naturale/Invecchiamento artificiale: rilascia gradualmente lo stress nel grezzo in condizioni stabili.

Invecchiamento delle vibrazioni: utilizza vibrazioni a bassa-frequenza per accelerare l'equalizzazione dello stress interno.

Metodo di pre-lavorazione: rimuovere il materiale in eccesso → lasciare riposare per un periodo di tempo → eseguire una lavorazione secondaria per garantire un rilascio della tensione più completo.

 

2. Ottimizzazione degli utensili e dei parametri di taglio

(1) Selezione della geometria dell'utensile

È preferibile un angolo di spoglia maggiore: riduce la deformazione del taglio e migliora la rimozione dei trucioli.

Piccolo angolo di spoglia per la sgrossatura; ampio angolo di spoglia per la finitura per bilanciare la resistenza del tagliente e la qualità della superficie.

È preferibile un angolo dell'elica più ampio: adatto al taglio ad alta-velocità, migliorando la stabilità della lavorazione.

Ridurre l'angolo principale del tagliente: abbassa la temperatura nella zona di taglio, riducendo la deformazione termica.

(2) Ottimizzazione della struttura dello strumento

Ridurre il numero di denti e aumentare la scanalatura del truciolo per migliorare l'efficienza di rimozione del truciolo.

Controllare la rugosità del tagliente su Ra inferiore o uguale a 0,4μm.

Controllare rigorosamente l'usura dell'utensile affinché sia ​​inferiore o uguale a 0,2 mm per evitare la formazione-di taglienti accumulati.

(Questa soluzione di utensile è applicabile anche alla lavorazione di parti strutturali come componenti stampati in rame e piastre bipolari bimetalliche in rame e alluminio.)

 

3. Design migliorato della struttura di bloccaggio

Applicabile a: il coperchio superiore della cella della batteria prismatica/la copertura della batteria prismatica

I metodi di bloccaggio che riducono efficacemente la deformazione includono:

Bloccaggio assiale della faccia finale: impedisce che le parti-con pareti sottili vengano compresse radialmente.

Bloccaggio del mandrino a vuoto: distribuito uniformemente, meno probabilità di causare deformazione della piastra, molto adatto per la lavorazione del coperchio della batteria in alluminio.

Metodo di riempimento interno: iniettare un mezzo fusibile nella parte a parete sottile- per aumentare la rigidità, quindi scioglierlo e versarlo dopo la lavorazione.

 

4. Pianificazione del processo e ottimizzazione della sequenza di lavorazione

I coperchi delle batterie sono parti-di tenuta a pareti sottili e la disposizione scientifica dei processi è fondamentale.

Flusso di processo ragionevole:

Sgrossatura → Semi-finitura → Sgrossatura angoli → Finitura

Aggiungi un secondo passaggio di semi-finitura, se necessario, per rilasciare lo stress intermedio.

Mantenere un sovrametallo di finitura uniforme, generalmente controllato entro 0,2–0,5 mm.
 

 

1. Lavorazione simmetrica per ridurre la concentrazione di calore

Ad esempio, lavorando una piastra di alluminio da 90 mm a 60 mm:

Un singolo taglio può causare una deformazione planare fino a 5 mm.

Il taglio simmetrico a strati può controllare la deformazione entro 0,3 mm.

 

2. Lavorazione a strati di strutture-a più cavità

Come i set di coperture di sicurezza LFP o i coperchi prismatici per batterie a più-cavità

Non è possibile lavorare cavità per cavità, altrimenti una distribuzione non uniforme delle sollecitazioni può facilmente portare alla deformazione;

È necessario lavorare più cavità simultaneamente in strati.

 

3. Controllo della forza di taglio e del calore di taglio

Ridurre la profondità di taglio, aumentare la velocità di avanzamento e la velocità del mandrino sono più adatti per la lavorazione CNC ad alta-velocità.

La fresatura concorde è consigliata per la finitura per ridurre l'incrudimento e lo stress superficiale.

 

4. Ottimizza il percorso utensile e la tenuta del serraggio

Allentare opportunamente il morsetto prima della finitura → consentire alla parte di ritornare indietro in modo naturale → quindi premere leggermente per fissarlo, il che può ridurre significativamente la deformazione finale.

La forza di serraggio dovrebbe essere la minima possibile e la direzione della forza dovrebbe essere ragionevole.

 

5. Evitare il "taglio dritto-verso il basso" durante la lavorazione delle cavità

Si consiglia di praticare prima un foro o di utilizzare un percorso utensile elicoidale per ridurre l'accumulo di calore e il rischio di rottura dell'utensile.

 

 

Applicato ai seguenti prodotti: Piastra di copertura della batteria di alimentazione/Coperchio del vano batteria in alluminio/Coperchio prismatico della batteria al litio/Tappo superiore della batteria al litio/Set di coperture di sicurezza LFP

 

La riduzione della deformazione dovrebbe essere controllata in modo completo dai seguenti aspetti:

 

Riduzione dello stress interno nel pezzo grezzo (invecchiamento e pre-lavorazione)

Ottimizzazione degli utensili e dei parametri di taglio

Adozione di strutture di bloccaggio avanzate (attrezzature per il vuoto, metodi di riempimento)

Pianificazione razionale dei processi e delle strategie del percorso utensile

Tecniche operative basate sulla struttura della cavità e sulle caratteristiche-delle pareti sottili

 

Attraverso queste misure, la precisione di produzione, la qualità dell'aspetto e le prestazioni di tenuta delle saldature delle piastre di copertura delle batterie di alimentazione e dei relativi componenti strutturali in lega di alluminio possono essere notevolmente migliorate, fornendo una solida garanzia per la sicurezza e l'affidabilità dei sistemi di batterie di alimentazione.