Il guscio in alluminio per la cella prismatica agli ioni di litio: l'innovazione dei materiali e l'aggiornamento delle prestazioni guidano la trasformazione del settore

Nell’era del rapido sviluppo del settore dei veicoli a nuova energia, la sicurezza e l’efficienza delle batterie sono diventate la chiave per la competitività fondamentale. In quanto "armatura protettiva" del pacco batteria, il guscio in alluminio per la cella prismatica agli ioni di litio, con la selezione dei materiali, la progettazione delle prestazioni e il processo di produzione, determina direttamente il livello di sicurezza, l'autonomia di guida e il costo complessivo dell'intero veicolo. Dai tradizionali materiali metallici ai moderni materiali compositi, lo sviluppo del guscio in alluminio Li on Cell è un vivido esempio di iterazione tecnologica nel nuovo settore energetico. Le sue caratteristiche e i requisiti prestazionali continuamente aggiornati stanno gettando solide basi per la divulgazione dei veicoli elettrici.

Le celle prismatiche Samsung Il guscio in alluminio è un componente strutturale fondamentale dei veicoli elettrici, utilizzato principalmente per alloggiare batterie ad alta-tensione, componenti elettronici, sensori e connettori e funge da interfaccia chiave tra il sistema di guida e la struttura della carrozzeria del veicolo. La dimensione delle celle prismatiche LFP Il guscio di alluminio nei veicoli elettrici puri è generalmente grande, con i prodotti convenzionali che hanno una lunghezza di circa due metri e una larghezza di circa 1,4 metri. Il raggiungimento di elevati-standard di prestazioni di impermeabilità e tenuta all'aria per una struttura così grande pone sfide difficili ai processi di progettazione e produzione. Al momento, le imprese nazionali garantiscono il funzionamento sicuro e stabile dei pacchi batteria in ambienti complessi, ad esempio attraverso tecnologie innovative a prova di perdite-e severi test di tenuta all'aria prima di lasciare la fabbrica.

Nel frattempo, il guscio in alluminio della batteria al litio intraprende molteplici missioni protettive: deve avere sufficiente stabilità strutturale per proteggere il modulo batteria da danni in caso di collisione; coopera con il sistema di raffreddamento integrato-per sopprimere il surriscaldamento della batteria, garantendo che le batterie agli ioni di litio-funzionano entro l'intervallo di temperatura ideale di 10-40 gradi; e resistere agli influssi ambientali come vento, pioggia e corrosione per garantire un funzionamento efficace a lungo termine della batteria. Inoltre, a causa dell'elevata frequenza di carica e dell'elevata intensità di corrente dei veicoli elettrici, il guscio in alluminio della batteria prismatica al litio deve avere anche un eccellente isolamento, resistenza alle alte temperature, resistenza all'invecchiamento, nonché un ritardo di fiamma privo di alogeni e una bassa densità di fumo durante la combustione.

(1) Prestazioni meccaniche: garanzia fondamentale per la sicurezza strutturale
La rigidità della batteria al litio a secco Il guscio in alluminio influisce direttamente sulla rigidità complessiva del corpo bianco e deve soddisfare gli standard di sicurezza come collisione frontale e collisione laterale. Nell'attuale progettazione tradizionale della struttura a sandwich, la schiuma di alluminio viene spesso utilizzata come materiale centrale, insieme ai vantaggi dell'elevata rigidità specifica e del peso ridotto dei componenti rinforzati con fibre-. Ciò non solo migliora la stabilità strutturale ma ottimizza anche le prestazioni di rumore e vibrazioni (NVH) del veicolo. Questo design consente al guscio in alluminio della cella agli ioni di litio fosfato di funzionare meglio nel resistere agli impatti esterni, costruendo una solida barriera protettiva per il modulo batteria.

(2) Gestione termica e ritardo di fiamma: duplice potenziamento del controllo della temperatura e della sicurezza
Il guscio in alluminio per celle prismatiche al litio ferro fosfato realizzate in materiali compositi presenta vantaggi eccezionali. Tra questi, la conduttività termica dei materiali compositi rinforzati con fibra di carbonio- è solo 1/200 di quella della lega di alluminio, con un migliore isolamento, che può resistere meglio agli ambienti ad alta e bassa temperatura. L'eccellente effetto di isolamento termico riduce il consumo energetico del sistema di gestione termica, aiuta a migliorare l'efficienza dell'autonomia del veicolo e a ridurre il consumo energetico totale. Allo stesso tempo, la bassa conduttività termica pone le basi per prestazioni ignifughe. Aggiungendo ritardanti di fiamma, il guscio in alluminio della cella di alimentazione al litio può facilmente soddisfare gli standard internazionali sui ritardanti di fiamma come UL94-V-0 e UL94-5VB, riducendo notevolmente il rischio di incendio della batteria.

(3) Prestazioni complete: adattamento multi-dimensionale alle esigenze pratiche
Il guscio in alluminio delle celle al litio lto deve soddisfare molteplici requisiti come resistenza alla corrosione e tenuta all'aria. Il design della struttura a sandwich migliora significativamente la resistenza alla corrosione e le prestazioni di tenuta. Ottimizzando la disposizione e il contenuto in volume delle fibre, è possibile ottenere anche una schermatura elettromagnetica in aree chiave, evitando interferenze da parte del sistema batteria su altre apparecchiature elettroniche del veicolo. Inoltre, l'applicazione di materiali compositi offre più spazio per la progettazione integrata del guscio in alluminio per la cella della batteria ai polimeri di litio. È possibile integrare componenti di rinforzo, sensori, parti di collegamento, ecc., semplificando la struttura e migliorando l'efficienza dell'assemblaggio.

Seguendo la tendenza del settore di "sostituire l'acciaio con la plastica", il materiale del guscio in alluminio Li-on-Cell sta accelerando verso la plastica rinforzata con materiale termoplastico. Rispetto ai tradizionali materiali estrusi in acciaio e alluminio, le plastiche termoplastiche presentano evidenti vantaggi sotto molti aspetti: non solo riducono il peso del veicolo e aiutano a migliorare l’autonomia, ma accorciano anche i tempi del ciclo di produzione e riducono i costi di produzione. Il dimostratore tecnico sviluppato da Lanxess e Kautex Textron Group in collaborazione utilizza la resina termoplastica diretta a fibra lunga (D-LFT) e poliammide 6 (PA 6) per creare celle prismatiche Samsung su larga scala-interamente in plastica. Scocca in alluminio con una dimensione di 1400*1400 mm e un peso di soli chilogrammi a doppia-cifra, verificando pienamente gli eccezionali vantaggi della plastica termoplastica in termini di peso, costo, integrazione delle funzioni e isolamento elettrico.

In termini di processo di produzione, il processo di stampaggio D-LFT a fase singola ha raggiunto un passo avanti. Componenti come il vassoio del guscio, la copertura del guscio e il dispositivo di protezione sottoscocca delle celle prismatiche lfp Il guscio in alluminio può essere prodotto integralmente. La poliammide 6 Durethan B24CMH2.0 ottimizzata di Lanxess viene utilizzata come composto per stampaggio, miscelata con lo stoppino in fibra di vetro di Kautex e quindi rinforzata localmente con il materiale composito termoplastico rinforzato con fibra di dinalite Tepex di Lanxess-. Ciò non solo semplifica il processo produttivo ma accorcia notevolmente anche il ciclo produttivo, che risulta più economico rispetto alla tecnologia di lavorazione dei materiali in acciaio e alluminio. Al contrario, la tradizionale batteria al litio a celle con guscio in alluminio realizzata con materiali metallici ha costi elevati, peso elevato e assemblaggio complesso a causa delle sue grandi dimensioni, di numerosi componenti e di molteplici processi come saldatura, perforazione, fissaggio e rivestimento catodico.

L'innovazione dei materiali e l'aggiornamento delle prestazioni della batteria prismatica al litio Il guscio in alluminio sono supporti importanti per lo sviluppo di alta-qualità del settore dei veicoli a nuova energia. Dai materiali metallici ai materiali compositi rinforzati termoplastici, dalla lavorazione multi-processo allo stampaggio integrato, il guscio in alluminio della batteria a secco al litio si sta muovendo verso una direzione più sicura, più leggera, più economica e più integrata. Con la continua iterazione della tecnologia, ilGuscio in alluminio per cella prismatica agli ioni di litiosupererà ulteriormente i limiti delle prestazioni in futuro, darà uno slancio più forte alla sicurezza e all’efficienza dei veicoli elettrici e promuoverà il nuovo settore energetico affinché avanzi costantemente sulla via dell’innovazione.