Automobiļu akumulatoru alumīnija korpusu deformācijas problēmu fons un ietekme

Automobiļu akumulatoru alumīnija korpusi tiek plaši izmantoti tādās jomās kā jauni enerģijas transportlīdzekļi to strukturālo noteikumu un lielā enerģijas blīvuma dēļ. Tomēr tā anizotropo strukturālo īpašību dēļ tas ir pakļauts deformācijas problēmām, piemēram, nevienmērīgiem garuma un platuma virzieniem ražošanas procesā, kas var ietekmēt akumulatora drošību un kalpošanas laiku. Deformācijas problēmu rašanās ir cieši saistīta ar vairākiem aspektiem, piemēram, materiāla īpašībām, ražošanas procesiem un strāvas akumulatoru bloku iekšējo vides kontroli. Tāpēc ir nepieciešams analizēt iemeslus no vairākām dimensijām un īstenot mērķtiecīgus preventīvus pasākumus. Šajā rakstā ir sniegta padziļināta analīze par galvenajiem cēloņiem un sistemātiskām profilakses stratēģijām jaunu enerģijas automobiļu alumīnija korpusa deformācijai, sniedzot tehniskās atsauces nozares ražošanas praksei.

Litija{0}}jonu akumulatoru ražošanas sistēmā litija akumulatoru alumīnija korpusa struktūras stabilitāte ir tieši saistīta ar izstrādājuma uzticamību, un deformācijas problēmas bieži vien ir vairāku faktoru, piemēram, materiāla īpašību, procesa kontroles un iekšējo termodinamisko stāvokļu, sinerģiskas ietekmes rezultāts. No materiāla un konstrukcijas izmēru viedokļa alumīnija apvalka materiālu izvēle un izturības dizains ir būtiski faktori. Ja tiek izmantoti materiāli ar nepietiekamu stiepes izturību (piemēram, alumīnija sakausējums 3003) vai apvalka biezums, kas mazāks par 0,6 mm, tie var deformēties iekšējā spiediena un termiskā sprieguma ietekmē.

Tajā pašā laikā nevar ignorēt metināšanas zonas strukturālās īpašības: metināšanas procesā izveidotā siltuma ietekmētā zona režģa reorganizācijas dēļ samazinās lokālo izturību par 20% līdz 30%, kļūstot par sprieguma koncentrācijas zonu, kas ir pakļauta deformācijai turpmākā sprieguma laikā. Metināšanas procesa racionalitātei ir izšķiroša ietekme uz korpusa struktūras stabilitāti. Lāzermetināšana kā galvenais process, ja siltuma ievade netiek pareizi kontrolēta (piemēram, jauda pārsniedz 300 W vai metināšanas ātrums ir mazāks par 30 mm/s), vietējās temperatūras jaunās enerģijas alumīnija akumulatoru korpusos var ievērojami pārsniegt alumīnija kušanas temperatūru (660 grādi), kā rezultātā veidojas dziļa kausējuma baseins un strauji palielinās dzesēšanas saraušanās spriegums; Turklāt nepareiza metināšanas lodītes konstrukcija (piemēram, spriedzes samazināšanas iecirtumu trūkums nepārtrauktā gredzenmetināšanā un metinājuma lodītes platums ir mazāks par 0,8 mm) var samazināt metinājuma šuves nestspēju un vēl vairāk palielināt deformācijas risku.

Akumulatora neparastais iekšējais spiediens ir vēl viens galvenais termodinamiskais deformācijas cēlonis dziļi stieptā alumīnija akumulatora korpusā. Ja temperatūra pārsniedz 45 grādus, tādas blakusparādības kā elektrolītu sadalīšanās un SEI plēves patoloģiski bojājumi akumulatora iekšpusē paātrina gāzes veidošanos. Kad iekšējais spiediens pārsniedz 10 kPa, tas spiedīs apvalku deformēties. Tajā pašā laikā pilnībā uzlādētā stāvoklī negatīvā elektroda izplešanās ātrums var sasniegt 20% līdz 30%. Ja atstarpe starp akumulatora elementu un korpusa iekšējo sienu pārsniedz 1,0 mm (nozares standarta atstarpe ir 0,3–0,8 mm), uzlādējamais alumīnija apvalks nevar efektīvi ierobežot izplešanās spēku, un tas pagriezīsies uz augstāku brīvības pakāpi vertikālā virzienā, izraisot pārsega plāksnes vai sānu sienas deformāciju. Turklāt procesa kontroles novirzes ražošanas procesā var izraisīt vai saasināt deformācijas problēmas. Piemēram, ja atstarpe starp vāka plāksni un apvalku montāžas laikā pārsniedz 0,2 mm, metināšanas laikā termiskais spriegums pārklājas ar spraugas pārvietošanas efektu, tieši izraisot deformāciju; Ja vakuuma pakāpe blīvēšanas posmā ir pārāk zema (zem -90 kPa), ārējais atmosfēras spiediens tieši iedarbosies uz korpusa vājajām daļām, izraisot pasīvo kompresijas deformāciju.

Reaģējot uz iepriekš minēto deformācijas mehānismu, profilaktiskās stratēģijas būtu sistemātiski jāizstrādā no materiāla izvēles, konstrukcijas projektēšanas, metināšanas procesa un procesa kontroles aspektiem. Materiālu un struktūras ziņā prioritāte ir jāpiešķir alumīnija sakausējuma materiāliem ar lielāku stiepes izturību (piemēram, 6063 utt.), un Pack alumīnija korpusa biezumam jābūt saprātīgam (ieteicams ne mazāks par 0,8 mm). Tajā pašā laikā montāžas sprauga starp akumulatora elementu un korpusa iekšējo sienu ir jāoptimizē, stingri kontrolējot 0,3–0,8 mm diapazonā. Attiecībā uz metināšanas procesu, lāzera metināšanas parametri ir stingri jākontrolē, lai izvairītos no pārmērīgas jaudas vai zema metināšanas ātruma.

Tajā pašā laikā ir jāoptimizē metināšanas lodītes dizains, jāpievieno sprieguma samazināšanas struktūras, lai nodrošinātu, ka metinājuma platums un iespiešanās ir saprātīgā diapazonā. Procesa kontroles ziņā ir stingri jāpārvalda montāžas sprauga starp vāka plāksni un akumulatoru komplektu ar alumīnija korpusu (ne vairāk kā 0,2 mm) un jānodrošina, lai vakuuma pakāpe blīvēšanas posmā atbilstu procesa prasībām (ne mazāk kā -90 kPa). Turklāt ir nepieciešams stiprināt ražošanas vides temperatūras pārvaldību, izvairīties no tā, ka akumulators ilgstoši atrodas darba stāvoklī virs 45 grādiem, samazināt sānu reakcijas gāzes veidošanos no avota un samazināt iekšējā spiediena pieauguma risku.

Iepriekš minētais ir sistemātisks deformācijas mehānisma un profilakses stratēģiju pārskatsAutomašīnu akumulatoru alumīnija korpusi. Ja rodas tehniskas problēmas vai nepieciešams turpmāks procesa optimizācijas atbalsts faktiskajā ražošanā, lūdzu, sazinieties ar mums, izmantojot platformu, un mēs sniegsim jums profesionālus risinājumus un tehniskās konsultācijas.