Анализът на индустрията за структурни компоненти на литиево-йонни батерии: Тенденции в развитието на технологиите за опаковане на алуминиева обвивка, клетъчна торбичка и батерии

С бързия растеж на пазарите на нови енергийни превозни средства, системи за съхранение на енергия, електрически двуколесни-колесни превозни средства и промишлено резервно захранване, структурните компоненти на литиевите батерии се превърнаха в незаменима и решаваща част от веригата на производството на батерии. Като жизненоважни компоненти за механична защита и електрическо свързване на акумулаторната система, структурните компоненти пряко влияят върху безопасността на батерията, ефективността на уплътняване, живота на цикъла и ефективността на използване на енергията.

 

Структурните компоненти на литиевата батерия обикновено включват корпуса на клетката, модула на горния капак, клеми, свързващи зъбци, гъвкави съединители и материали за капсулиране на батерията. Сред тях структурните компоненти на алуминиевия корпус са едно от най-широко използваните решения в текущото поле за захранване на батерии, широко прилагани в алуминиеви корпуси за EV литиеви батерийни пакети, системи за съхранение на енергия и модули за батерии за захранване на нови превозни средства.
 

 

 

Структурните компоненти на литиевата батерия се отнасят до части от метал или композитен материал, използвани за защита на клетката, позволяване на токова проводимост, осигуряване на механична опора и предлагане на защита за безопасност.

 

Въз основа на формата на опаковката масовите литиеви батерии в момента се разделят на три основни типа: призматични батерии, цилиндрични батерии и торбички.

 

Квадратните и цилиндричните батерии обикновено използват корпус от твърд метал, като основната им структура се състои от корпус на батерията и капак. Пакет батериите, от друга страна, използват структура от алуминиево-пластмасово фолио за постигане на по-лек дизайн.

 

За широкомащабни-системи за съхранение на енергия използването на алуминиев корпус за литиеви батерийни пакети Powerwall ефективно подобрява механичната якост и адаптивността към околната среда на батерийния пакет, като по този начин намира широко приложение в жилищни и търговски складове за енергия.

 

 

Захранващите батерии съхраняват голямо количество електрическа енергия. Когато възникне презареждане, късо съединение или топлинен бягство, вътрешното налягане на клетката се повишава бързо.

 

Структурните компоненти не само осигуряват клетките, но и изпълняват следните ключови функции:

 

Токова проводимост
Клетъчно запечатване
Освобождаване на налягането
Защита от късо съединение
Защита от корозия
Механична опора

 

Особено при батерийните системи с високо напрежение и новите енергийни платформи за превозни средства, прецизността на дизайна на структурните компоненти влияе пряко върху цялостната безопасност на превозното средство.

 

За захранващи системи, използващи алуминиев корпус за автомобилни батерии, структурните компоненти трябва едновременно да отговарят на множество изисквания, включително висока якост, леко тегло и устойчивост на корозия.
 

 

 

На пазара на призматични батерии алуминиевите черупки се превърнаха в основен избор.

 

Алуминиевите материали са леки, имат отлична топлопроводимост и са лесни за обработка, отговаряйки на двойните изисквания за висока енергийна плътност и олекотен дизайн за захранващи батерии.

 

Съвременните захранващи батерии широко възприемат решението за алуминиева обвивка за литиеви призматични клетки, образувайки цялостна черупкова структура чрез процеси на дълбоко изтегляне, щамповане и прецизно заваряване.

 

За секторите на новите енергийни автобуси и търговски превозни средства, алуминиевите черупки за LiFePO4 батерийни пакети за електрически автобуси на EV се превърнаха във важно направление на приложение, с тяхната високо-здрава структура, способна да издържа на дългосрочни-вибрации и сложни работни условия.

 

Междувременно областта на батериите за съхранение на енергия все повече приема алуминиеви черупки за батерийни клетки с литиево-железен фосфат, за да подобри цялостната безопасност и надеждност на системите за батерии с литиево-железен фосфат.

 

 

В конструкцията на твърд{0}}акумулатор капакът обикновено е най-технологично напредналата част.

Пълният комплект на капака на батерията обикновено включва:

 

Терминали
Взривозащитен{0}}вентил
Предпазен клапан
Устройство за прекъсване на ток
Изолационни компоненти

 

Когато вътрешното налягане на батерията се увеличи необичайно, взривозащитената -структура може да освободи налягането навреме, намалявайки риска от термично изтичане.

 

Терминалите са отговорни за предаването на ток, осигурявайки стабилна връзка между клетката и външната верига.

При проектирането на големи алуминиеви корпуси на батерии LFP херметичността и качеството на заваряване на капака често определят продължителността на живота на цялата клетка.

 

 

Производството на алуминиеви корпуси на литиеви батерии принадлежи към типичната област на прецизната обработка на метали.

Общите процеси включват:

 

Прецизно щамповане
Дълбоко изтегляне
Лазерно заваряване
CNC прецизна обработка
Повърхностна обработка

Технологията за дълбоко изтегляне директно определя точността на размерите и консистенцията на черупката.

 

За продукти с алуминиева обвивка с призматични LFP клетки, толерансите на размерите обикновено се контролират в много малък диапазон, за да се гарантира стабилността на последващото автоматизирано сглобяване.

 

С подобряването на автоматизираните производствени нива, модерните линии за производство на структурни компоненти широко внедриха интелигентни системи за инспекция за постигане на високо-съгласувано производство.
 

 

 

За разлика от твърдите-батерии, меките-батерии използват алуминиев-пластмасов филм за капсулиране.

 

Алуминиевото -пластмасово фолио обикновено се състои от найлонов слой, слой от алуминиево фолио и полипропиленов слой, предлагащи добри бариерни свойства и гъвкавост.

 

Най-големите предимства на меките-батерии са:

Лек, с висока енергийна плътност, гъвкав дизайн и добра безопасност.

Поради това те се използват широко в потребителската електроника,-съхранението на енергия от висок клас и някои области на нови енергийни превозни средства.

 

За някои леки приложения, като например продукти, свързани с алуминиев корпус за акумулаторни батерии с мека-пакет LiFePO4, изборът между решения с мека-опаковка и-алуминиева обвивка често се основава на специфични изисквания.

 

 

Квадратните батерии предлагат предимства като компактна структура, висока ефективност на пакета и високо използване на пространството, което ги прави основен подход в настоящия пазар на нови енергийни превозни средства.

 

Цилиндричните батерии имат зрели производствени процеси, висока консистенция и са подходящи за широко{0}}автоматизирано производство. Много призматични клетки на Samsung с алуминиева обвивка и цилиндрични батерийни системи приемат стандартизирани производствени методи, за да осигурят стабилност на продукта.

 

Пакет батериите предлагат по-висока енергийна плътност и по-леко тегло, но техният производствен процес е по-сложен и изисква по--качествени опаковъчни материали.

 

От гледна точка на развитието на пазара, тези три технологични маршрута ще съществуват едновременно за значителен период, образувайки диференцирани оформления, базирани на различни сценарии на приложение.

 

 

С непрекъснатия растеж на нови енергийни превозни средства, системи за съхранение на енергия и интелигентно транспортно оборудване структурните компоненти на литиево-йонната батерия се развиват в следните посоки:

 

Приложение на материали от-алуминиева сплав с по-висока якост

По-лек структурен дизайн

По-високи нива на автоматизирано производство

По-висок-контрол на съгласуваността на измеренията

Превъзходен дизайн за защита на безопасността

По-високо използване на материала

 

В бъдеще, независимо дали става дума за алуминиева кутия за батерия LiFePO4 за кола, алуминиева кутия за батерия за електрически велосипеди или алуминиева обвивка на литиево-призматична батерия, използвана в широкомащабни-системи за съхранение на енергия, всички ще продължат да надграждат към по-висока прецизност, по-висока надеждност и по-ниска цена.

 

 

Въпреки че структурните компоненти на литиево-йонната батерия не представляват най-голямата част от цената на батерията, те са основни основни компоненти, които определят безопасността, стабилността и продължителността на живота на батерията. оталуминиеви корпуси за литиево-йонни батериидо широкомащабни батерийни модули за захранване, от системи за съхранение на енергия до електрически превозни средства, развитието на технологията на структурните компоненти винаги е напредвало в тандем с надграждането на новата енергийна индустрия. С непрекъснатия напредък в производствените процеси и постоянните иновации в технологията на материалите, структурните компоненти на алуминиевата обвивка с висока-производителност ще играят още по-важна роля в бъдещата нова верига на енергийната индустрия.