Analiza industrije strukturnih komponent litij-ionskih baterij: razvojni trendi tehnologij pakiranja aluminijastega ohišja, vrečke in napajalnih baterij

S hitro rastjo trgov z novimi energetskimi vozili, sistemi za shranjevanje energije, električnimi dvo{0}}kolesniki in industrijsko rezervno električno energijo so strukturne komponente litijeve baterije postale nepogrešljiv in ključni del verige industrije električnih baterij. Strukturne komponente kot bistvena mehanska zaščita in komponente električne povezave akumulatorskega sistema neposredno vplivajo na varnostno delovanje baterije, zmogljivost tesnjenja, življenjsko dobo in učinkovitost izrabe energije.

 

Strukturne komponente litijeve baterije običajno vključujejo ohišje celice, sklop zgornjega pokrova, terminale, povezovalne jezičke, prožne konektorje in materiale za inkapsulacijo baterije. Med temi so strukturne komponente aluminijastega ohišja ena najpogosteje uporabljenih rešitev na trenutnem področju električnih baterij, ki se pogosto uporabljajo v aluminijastih ohišjih za EV litijeve baterije, sistemih za shranjevanje energije in novih baterijskih modulih za električna vozila.
 

 

 

Strukturne komponente litijeve baterije se nanašajo na dele iz kovine ali kompozitnega materiala, ki se uporabljajo za zaščito celice, omogočajo prevodnost toka, zagotavljajo mehansko podporo in nudijo varnostno zaščito.

 

Glede na obliko embalaže so glavne litijeve baterije trenutno razdeljene na tri glavne vrste: prizmatične baterije, cilindrične baterije in vrečkaste baterije.

 

Kvadratne in cilindrične baterije običajno uporabljajo ohišje iz trde kovine, njihova osnovna struktura pa je sestavljena iz ohišja baterije in pokrovne plošče. Po drugi strani pa vrečkaste baterije uporabljajo aluminijasto -strukturo za inkapsulacijo iz plastične folije, da dosežejo lažjo zasnovo.

 

Za velike -sisteme za shranjevanje energije uporaba aluminijastega ohišja za litijeve baterijske pakete Powerwall učinkovito izboljša mehansko trdnost in okoljsko prilagodljivost baterijskega paketa, s čimer najde široko uporabo v stanovanjskih in poslovnih prostorih za shranjevanje energije.

 

 

Baterije hranijo veliko količino električne energije. Ko pride do prenapolnjenosti, kratkega stika ali toplotnega uhajanja, notranji tlak celice hitro naraste.

 

Strukturne komponente ne le ščitijo celice, temveč opravljajo tudi naslednje ključne funkcije:

 

Prevod toka
Tesnjenje celic
Sprostitev tlaka
Zaščita pred kratkim stikom
Zaščita pred korozijo
Mehanska podpora

 

Zlasti pri visokonapetostnih baterijskih sistemih in novih energetskih platformah za vozila natančnost oblikovanja strukturnih komponent neposredno vpliva na splošno varnost vozila.

 

Pri napajalnih sistemih, ki uporabljajo aluminijasto ohišje za avtomobilske baterije, morajo strukturne komponente hkrati izpolnjevati več zahtev, vključno z visoko trdnostjo, majhno težo in odpornostjo proti koroziji.
 

 

 

Na trgu prizmatičnih baterij so aluminijaste lupine postale glavna izbira.

 

Aluminijasti materiali so lahki, imajo odlično toplotno prevodnost in so enostavni za obdelavo ter izpolnjujejo dvojne zahteve visoke energijske gostote in lahke zasnove za električne baterije.

 

Sodobne napajalne baterije široko uporabljajo rešitev aluminijastega ohišja za litijeve prizmatične celice, ki tvorijo popolno ohišje s postopki globokega vlečenja, žigosanja in natančnega varjenja.

 

Za sektor novih energetskih avtobusov in gospodarskih vozil so aluminijasti ohišji za LiFePO4 baterijske pakete električnih avtobusov EV postali pomembna smer uporabe, saj njihova visoko{1}}struktura trdnosti lahko prenese dolgotrajne-tresljaje in zapletene pogoje delovanja.

 

Medtem tudi področje baterij za shranjevanje energije vedno bolj uporablja aluminijaste lupine za litij-železo-fosfatne baterijske celice za izboljšanje splošne varnosti in zanesljivosti sistemov litij-železo-fosfatnih baterij.

 

 

V trdi-strukturi baterije je pokrov običajno tehnološko najnaprednejši del.

Celoten sklop pokrova baterije običajno vključuje:

 

Terminali
Protieksplozijski{0}}ventil
Varnostni ventil
Naprava za prekinitev toka
Izolacijske komponente

 

Ko se notranji tlak baterije neobičajno poveča, lahko protieksplozijsko{0}}struktura pravočasno sprosti pritisk in zmanjša tveganje toplotnega uhajanja.

 

Terminali so odgovorni za prenos toka, kar zagotavlja stabilno povezavo med celico in zunanjim vezjem.

Pri zasnovi velikih aluminijastih ohišij baterij LFP zrakotesnost in kakovost varjenja pokrova pogosto določata življenjsko dobo celotne celice.

 

 

Izdelava aluminijastih lupin za litijeve baterije spada v tipično področje natančne obdelave kovin.

Pogosti postopki vključujejo:

 

Natančno žigosanje
Globoko vlečenje
Lasersko varjenje
CNC precizna obdelava
Površinska obdelava

Tehnologija globokega vlečenja neposredno določa dimenzijsko natančnost in konsistenco lupine.

 

Pri prizmatičnih LFP celičnih izdelkih iz aluminijaste lupine so tolerance dimenzij običajno nadzorovane v zelo majhnem obsegu, da se zagotovi stabilnost poznejšega avtomatiziranega sestavljanja.

 

Z izboljšanjem ravni avtomatizirane proizvodnje so sodobne proizvodne linije strukturnih komponent na široko sprejele inteligentne inšpekcijske sisteme za doseganje visoke-konsistentne proizvodnje.
 

 

 

Za razliko od trdih-ohišjenih baterij, mehke-baterije uporabljajo aluminijasto-plastično folijo za kapsulacijo.

 

Aluminijeva-plastična folija je običajno sestavljena iz plasti najlona, ​​plasti aluminijaste folije in plasti polipropilena, ki nudi dobre pregradne lastnosti in prožnost.

 

Največje prednosti mehkih-baterij so:

Lahek, visoka energijska gostota, prilagodljiv dizajn in dobre varnostne lastnosti.

Zato se pogosto uporabljajo v potrošniški elektroniki, visokokakovostnem-shranjevanju energije in nekaterih novih energetskih vozilih.

 

Pri nekaterih lahkih aplikacijah, kot so izdelki, povezani z aluminijastim ohišjem za polnilne baterije LiFePO4 z mehkim-pakiranjem, izbira med rešitvami z mehkim-pakiranjem in-aluminijastim ohišjem pogosto temelji na posebnih zahtevah.

 

 

Kvadratne baterije ponujajo prednosti, kot so kompaktna struktura, visoka učinkovitost paketa in visoka izkoriščenost prostora, zaradi česar so glavni pristop na trenutnem trgu novih energetskih vozil.

 

Cilindrične baterije imajo zrele proizvodne postopke, visoko konsistenco in so primerne za-avtomatizirano proizvodnjo v velikem obsegu. Številni sistemi Samsung prizmatičnih celic z aluminijastim ohišjem in cilindrični baterijski sistemi sprejemajo standardizirane proizvodne metode za zagotavljanje stabilnosti izdelka.

 

Torbaste baterije ponujajo večjo energijsko gostoto in lažjo težo, vendar je njihov proizvodni proces bolj zapleten in zahteva bolj-kakovostne embalažne materiale.

 

Z vidika razvoja trga bodo te tri tehnološke poti soobstajale precej časa in oblikovale različne postavitve na podlagi različnih scenarijev uporabe.

 

 

Z nenehno rastjo novih energetskih vozil, sistemov za shranjevanje energije in inteligentne transportne opreme se strukturne komponente litij-ionske baterije razvijajo v naslednjih smereh:

 

Uporaba materialov iz-aluminijevih zlitin z večjo trdnostjo

Lažja strukturna zasnova

Višje ravni avtomatizirane proizvodnje

Vi-nadzor doslednosti dimenzij

Vrhunska zasnova varnostne zaščite

Večji izkoristek materiala

 

V prihodnosti, ne glede na to, ali gre za aluminijasto ohišje za avtomobilski LiFePO4 baterijski sklop, aluminijasto ohišje za baterijski paket za električna kolesa ali aluminijasto ohišje litijeve prizmatične baterije, ki se uporablja v velikih-sistemih za shranjevanje energije, se bo vse še naprej nadgrajevalo v smeri višje natančnosti, višje zanesljivosti in nižjih stroškov.

 

 

Čeprav strukturne komponente litij-ionske baterije ne predstavljajo največjega deleža stroškov baterije, so ključne temeljne komponente, ki določajo varnost, stabilnost in življenjsko dobo baterije. Odaluminijaste lupine za litij{0}}ionske baterijedo velikih-modulov močnostnih baterij, od sistemov za shranjevanje energije do električnih vozil, je razvoj tehnologije strukturnih komponent vedno napredoval v tandemu z nadgradnjo nove energetske industrije. Z nenehnim napredkom v proizvodnih procesih in nenehnimi inovacijami v tehnologiji materialov bodo visoko{2}}zmogljive strukturne komponente aluminijaste lupine igrale še pomembnejšo vlogo v prihodnji novi verigi energetske industrije.