Bakgrund och påverkan av deformationsproblem i bilbatterier av aluminium

Aluminiumhöljen för fordonsbatterier används ofta inom områden som nya energifordon på grund av deras strukturella regler och höga energitäthet. Men på grund av dess anisotropa strukturella egenskaper är den utsatt för deformationsproblem som ojämnheter i längd- och breddriktningar under tillverkningsprocessen, vilket kan påverka batteriets säkerhet och livslängd. Förekomsten av deformationsproblem är nära relaterat till flera aspekter såsom materialegenskaper, tillverkningsprocesser och intern miljökontroll av kraftbatterienheter. Därför är det nödvändigt att analysera orsakerna från flera dimensioner och implementera riktade förebyggande åtgärder. Den här artikeln ger en-djupgående analys av de centrala orsakerna och systematiska förebyggande strategier för deformation av aluminiumhölje för nya energibilar, och tillhandahåller tekniska referenser för industriproduktionsmetoder.

I produktionssystemet för litium-jonbatterier är stabiliteten hos litiumbatteriets aluminiumhölje direkt relaterad till produktens tillförlitlighet, och deformationsproblem är ofta resultatet av de synergistiska effekterna av flera faktorer som materialegenskaper, processkontroll och interna termodynamiska tillstånd. Ur perspektivet av material och strukturella dimensioner är valet av aluminiumskalmaterial och hållfasthetsdesign grundläggande faktorer. Om material med otillräcklig draghållfasthet (som 3003 aluminiumlegering) eller skaltjocklek mindre än 0,6 mm används, är de benägna att ge deformation under inre tryck och termisk stress.

Samtidigt kan svetsområdets strukturella egenskaper inte ignoreras: den värmepåverkade zonen som bildas under svetsprocessen kommer att minska lokal hållfasthet med 20% till 30% på grund av galleromorganisation, och blir ett spänningskoncentrationsområde som är benäget att deformeras under efterföljande spänning. Rationaliteten i svetsprocessen har en avgörande inverkan på stabiliteten hos skalstrukturen. Lasersvetsning, som en vanlig process, om värmetillförseln inte är korrekt kontrollerad (såsom en effekt som överstiger 300 W eller svetshastighet under 30 mm/s), kan det orsaka att lokala temperaturer i Nya energi-aluminiumbatterihöljen vida överstiger smältpunkten för aluminium (660 grader), vilket resulterar i en djup smältbassäng och en kraftig ökning av kylkrympspänningen; Dessutom kan felaktig utformning av svetssträngar (som frånvaron av avspänningsskåror vid kontinuerlig ringsvetsning och svetssträngsbredd mindre än 0,8 mm) minska svetsens belastning- och ytterligare förvärra risken för deformation.

Batteriets onormala inre tryck är en annan termodynamisk kärnorsak till deformation i djupdraget aluminiumbatterihus. När temperaturen överstiger 45 grader kommer sidoreaktioner som elektrolytnedbrytning och onormal skada på SEI-filmen inuti batteriet att påskynda gasproduktionen. När det inre trycket överstiger 10 kPa kommer det att pressa skalet att deformeras. Samtidigt, i ett fulladdat tillstånd, kan expansionshastigheten för den negativa elektroden nå 20% till 30%. Om gapet mellan battericellen och skalets innervägg överstiger 1,0 mm (industristandardavståndet är 0,3-0,8 mm), kan expansionskraften inte effektivt begränsas av det uppladdningsbara aluminiumskalet och kommer att vända till högre frihetsgrader i vertikal riktning, vilket orsakar deformation av täckplattan eller sidoväggen. Dessutom kan processtyrningsavvikelser under produktionsprocessen också orsaka eller förvärra deformationsproblem. Till exempel, om gapet mellan täckplattan och skalet överstiger 0,2 mm under montering, kommer den termiska spänningen under svetsning att överlappa spaltförskjutningseffekten, vilket direkt leder till deformation; När vakuumgraden under tätningssteget är för låg (under -90 kPa) kommer externt atmosfärstryck att verka direkt på de svaga delarna av skalet, vilket orsakar passiv kompressionsdeformation.

Som svar på ovanstående deformationsmekanism bör förebyggande strategier systematiskt utvecklas utifrån aspekterna materialval, strukturell design, svetsprocess och processkontroll. När det gäller material och struktur bör aluminiumlegeringsmaterial med högre draghållfasthet (såsom 6063, etc.) prioriteras, och tjockleken på Pack-aluminiumhöljet bör utformas rimligt (rekommenderas inte mindre än 0,8 mm). Samtidigt bör monteringsgapet mellan battericellen och husets innervägg optimeras, strikt kontrolleras inom intervallet 0,3-0,8 mm. När det gäller svetsprocessen bör lasersvetsparametrar kontrolleras strikt för att undvika överdriven kraft eller låg svetshastighet.

Samtidigt bör svetssträngsdesignen optimeras, spänningsavlastningsstrukturer bör läggas till för att säkerställa att svetsbredd och penetration ligger inom ett rimligt område. När det gäller processkontroll är det nödvändigt att strikt hantera monteringsgapet mellan täckplattan och batteripaketet med aluminiumhölje (inte överstigande 0,2 mm), och se till att vakuumgraden under förseglingssteget uppfyller processkraven (inte mindre än -90 kPa). Dessutom är det nödvändigt att stärka temperaturhanteringen i produktionsmiljön, undvika att batteriet är i ett arbetstillstånd över 45 grader under lång tid, minska produktionen av sidreaktionsgas från källan och minska risken för intern tryckökning.

Ovanstående är en systematisk genomgång av deformationsmekanismen och förebyggande strategier förBilbatterier i aluminium. Om du stöter på tekniska problem eller behöver ytterligare processoptimeringsstöd i den faktiska produktionen är du välkommen att kontakta oss via plattformen, så ger vi dig professionella lösningar och teknisk rådgivning.