المعايير الفنية والمنطق لاختيار المواد الصناعية من حزم بطارية الليثيوم أيون

وسط التطوير السريع لصناعة الطاقة الجديدة ، أصبحت حزم بطارية الليثيوم أيون مكونًا أساسيًا يدعم الترقيات في السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة والأجهزة الإلكترونية المحمولة والمجالات الأخرى. تؤثر تكاليف أدائها وسلامتها وموثوقيتها وتصنيعها بشكل مباشر على التطور التكنولوجي والقدرة التنافسية في السوق للصناعات المصب. يعد غلاف الألومنيوم ، الذي يعمل بمثابة "حاجز الحماية" لبطارية الليثيوم ، "حاجز الحماية" ، وهو عامل حاسم في تحديد أدائه العام. يقوم التحليل التالي بتحليل المعرفة الرئيسية للصناعة والمعالم التقنية من وجهات نظر تكنولوجيا المواد ، ومعايير الأداء ، ومتطلبات التطبيق ، وأنظمة التصنيع ، والاتجاهات المستقبلية.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

يعد اختيار المواد لأغلفة حزم بطارية الليثيوم أيون خطوة حاسمة في موازنة الأداء والتكلفة والسلامة. المواد الأساسية للصناعة الرئيسية الحالية لأغلفة الألومنيوم البطارية هي سبيكة الألمنيوم 3003-H14. ينبع هذا الاختيار من متطلبات المواد الصارمة لقطاع الطاقة الجديد . 3003- H14 الألمنيوم ، الذي يتوافق مع معيار GB/T3880 ، يضم قوة شد من 145-195 ميجا باسكال. يمكن أن تصمد أمام الصدمة الميكانيكية واهتزاز تشغيل المركبات وتشغيل المعدات ، مع إظهار مقاومة تآكل ممتازة وقدرة على التكيف مع البيئات الرطبة ، المتربة ، وحتى الحمضية والقلوية. قابلية تشكيل سبيكة وقابلية اللحام هي أمر بالغ الأهمية بشكل خاص. من خلال عمليات الختم واللحام ، يمكن تصنيع أغلفة بأحجام مختلفة (العرض والطول والارتفاع) مثل 54173 و 36130 و 29135 مم بدقة ، مما يفي بمتطلبات الحجم المخصصة لمختلف عملاء OEM. هذا يمثل الصلة الحاسمة بين الإنتاج الضخم والتطبيقات الشخصية.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

يعكس مزيج المواد من غطاء البطارية الاعتبارات المزدوجة للأداء الكهربائي والاستقرار الهيكلي. يستخدم التصميم مركبًا من 3003-H14 من الألومنيوم والنحاس T2Y2 ومواد صب الحقن. يجب أن يتوافق النحاس T2Y2 لمعايير GB/T5231 ، مع نقاء أكبر من أو يساوي 99.99 ٪ ، وموصلية أكبر من أو تساوي 97 ٪ من IACs ، وصلابة 80-110 HV ، وقوة شد تتراوح بين 245-345 ميجا باسا. النحاس العالي يزيد من كفاءة الإرسال الحالية ويقلل من فقدان الطاقة. توفر سبيكة الألومنيوم الدعم الهيكلي ، في حين أن مادة صب الحقن تعزز الختم. تعمل هذه العناصر الثلاثة معًا لتحقيق الفوائد المشتركة لـ "الموصلية العالية والاستقرار الميكانيكي والعزلة البيئية". هذا هو مبدأ التصميم الأساسي لضمان رسوم مستقرة وتفريغ في حالات الخلايا المنشورية الراقية في الصناعة.

لا يتم عزل معلمات الأداء في علب الألومنيوم البطارية ؛ وهي تتماشى بدقة مع المتطلبات الفنية لسيناريوهات التطبيق المصب. أخذ أغلفة الألومنيوم كمثال ، فإن تصميم سمك 0.5-3 مم يحمل سرًا مخفيًا في الصناعة: تستخدم الأجهزة الإلكترونية المحمولة الصغيرة أغلفة رقيقة 0.5-1 ملم لتحقيق الوزن الخفيف مع توفير الحماية الأساسية ؛ تتطلب بطاريات الطاقة الكهربائية أغلفة سميكة من 2-3 مم ، والتي يتم تعزيزها لمقاومة الاصطدام ومخاطر سحق. وراء هذا التصميم المتمايز يكمن الاستكشاف المتعمق في الصناعة للتوازن بين أداء الحماية والوزن. تقل كثافة سبيكة الألومنيوم المنخفضة البالغة 2.7-2.8 جم/سم مكعب من الوزن بأكثر من 40 ٪ مقارنة بالفولاذ التقليدي ، مما يساهم بشكل مباشر في زيادة 8-12 ٪ في نطاق السيارة الكهربائية. هذا هو السبب الأساسي في أن صناعة مركبات الطاقة الجديدة تفضل أغلفة الألومنيوم.

 

مقاومة التآكل وأداء تبديد الحرارة هي المؤشرات الرئيسية التي تحدد حزمة البطارية. تتطلب معايير الصناعة عالية الجودةحالات البطارية المنشورية من سبائك الألومنيوملتمرير مئات أو حتى آلاف الساعات من اختبار رذاذ الملح المحايد لضمان مقاومة التآكل في البيئات الساحلية عالية الرطوبة وبيئات محطة توليد الطاقة الكهروضوئية في الهواء الطلق. يضمن الموصلية الحرارية من 150-250 واط/(م · ك) أن يتم نقل الحرارة الناتجة عن البطارية أثناء التشغيل بسرعة إلى الغلاف الخارجي وتبديدها ، مع الحفاظ على أداء مستقر في درجات الحرارة بين -40 درجة و 60 درجة. في أنظمة تخزين الطاقة ، يمكن أن تقلل قدرة تبديد الحرارة هذه تدهور دورة البطارية ، مما يمتد عمر البطارية على مدار 2-3 سنوات ويقلل بشكل كبير من تكاليف O&M للمستخدم النهائي.

 

فيما يتعلق بالسلامة الكهربائية ، يكمل تصميم خلية بطارية LifePo4 Case Cell Cell Cell Cell Cell الكفاءة الموصلية للنحاس. تحقق المعالجات السطحية (مثل الأنود) العزلة الكهربائية ، مما يمنع الأقطاب الداخلية من تشكيل مسار موصل غير مقصود بين الأقطاب الكهربائية والبيئة الخارجية. تحافظ مقاومة التلامس المنخفض للنحاس العالي على إبقاء خسائر النقل الحالية أقل من 0.1 ٪ ، وهو أمر بالغ الأهمية لكفاءة تحويل الطاقة لأنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية. وفقًا لبيانات الصناعة ، فإن كل زيادة بنسبة 1 ٪ في كفاءة الموصلية تقلل من تكلفة نظام تخزين الطاقة لكل كيلو واط في الساعة بحوالي 0.02 يوان.