1 yleiskatsaus neliökuoren akkukennon rakenteellisista komponenteista
Neliökuoren akkukennon rakenteellisilla komponenteilla on ratkaiseva rooli litiumparistoissa. Sillä on pääasiassa rooli energian siirtämisessä, elektrolyyttien kuljettamisessa, turvallisuuden suojaamisessa, paristojen kiinnittämisessä ja tukemisessa sekä koristeellisessa ulkonäössä. Sillä on suora vaikutus litiumparistojen turvallisuuteen, tiivistymiseen ja energiatehokkuuteen.
Markkinaosuuden näkökulmasta asiaankuuluvien tietojen mukaan Kiinan litiumakuntisten rakenteellisten komponenttien markkinoiden koko saavuttaa 52,6 miljardia yuania vuonna 2024, mikä on vuosi vuotta aiemmin 86. 2%. Niistä neliöakkujen rakenteelliset komponentit ovat pitkään miehittäneet rakenteellisten komponenttien pääosan, jonka osuus on 90,7%, kun taas lieriömäisten akkujen rakenteellisten komponenttien osuus on vain 9,3%. Tämä johtuu pääasiassa Kiinan uusien energiaajoneuvojen markkinoiden nopeasta kehityksestä, jolla on vahva tuki kansallisista politiikoista, mikä johtaa merkittävästi akkujen tuotantokapasiteetin ja akkujen lukumäärän lisääntymiseen. Square-akut sopivat paremmin tähän laajamittaiseen tuotantotarpeeseen.
Neliökuoren akkukennojen rakenteelliset komponentit koostuvat yleensä kuoresta ja kansilevystä. Kuoren valmistus on suhteellisen yksinkertainen, pääasiassa jatkuvaa venytystekniikkaa käyttämällä yleensä teräs- tai alumiinikuoria, joilla on suuri rakenteellisen lujuus ja voimakas kyky kestää mekaaniset kuormat. Kansilevyn valmistusprosessin monimutkaisuus on yleensä paljon korkeampi kuin kuoren, ja sen päätoiminnot sisältävät kiinnitys-/tiivistymistoiminnot, virran johtavuustoiminnot, paineenvaihtotoiminnot, sulakehan suojaustoiminnot ja sähköisen korroosiofunktion vähentämisen. Esimerkiksi laserhitsaus alumiinikuoreen yläkansi, käärittämällä ja kiinnittämällä paljaat akkukennot sekä tiivistysvaikutuksen saavuttaminen; Yläkannen napa, adapterikappale ja akkukennokorva on hitsattu paristosolujen lataus- ja purkamisvirran johtavuuden varmistamiseksi; Kun akku kokee epänormaalisuuden ja sisäisen ilmanpaine kasvaa, yläreunassa oleva räjähdyksenkestävä venttiili avautuu paineen vapauttamiseksi ja räjähdysriskin vähentämiseksi.
Square Shell Akku -solujen rakenteellisilla komponenteilla on välttämätön ja tärkeä rooli litiumparistoissa, ja niiden markkinoiden näkymät ovat yhä laajempia kehitettäessä uusia energiaajoneuvoja ja energian varastointimarkkinoita.
2 rakenteellisten komponenttien tyyppiä ja funktiota
(1) kuori
Kuorella on tärkeä komponentti neliömäisen kuoren akkukennon rakenteessa, on tärkeä rooli lämmön kiinnittämisessä, suojaamisessa, tiivistämisessä ja häviämisessä. Kuori toimii esteenä aktiivisten aineiden ja ulkoisen ympäristön välillä koko elinkaarensa välillä, kiinnittäen sisäisen sähkökemiallisen järjestelmän ja varmistamalla akkukennon stabiili rakenne eri ympäristöissä. Suojauksen kannalta kuori kestää tiettyjä mekaanisia kuormia estääkseen ulkoisten vaikutusten vahingoittamasta akkukennoja. Tiivistystoiminto varmistaa, että elektrolyytti ei vuoda ja ylläpitää akun normaalia työtilaa. Samanaikaisesti kuori voi myös auttaa häviämään lämpöä, akun käytön aikana syntyneen lämmön hajottamisessa ja akun turvallisuuden ja käyttöikäten parantamisessa.
Kuoren tuotantoprosessi sisältää pääasiassa raaka -aineiden leikkaamisen, tarkkuuden jatkuvan syvän piirtämisen, leikkaamisen, puhdistuksen, kuivaamisen ja testauksen. Heidän joukossaan tarkkuus jatkuva venytystekniikka on vaikeus kuoren tuotannossa. Tässä prosessissa on tarpeen varmistaa seinämän paksuuden tasaisuus ja estää murtuma. Verrattuna tavanomaiseen kertaluonteiseen leimaamiseen, tarkkuuden jatkuva venytys on vaikeampaa, ja sen ydinesteet sijaitsevat muotissa ja venytyslaitteissa. Korkealaatuiset mutit ja edistyneet venytyslaitteet voivat varmistaa kuoren mitta- ja suorituskyvyn stabiilisuuden.
(2) kansilevy
Kansilevyllä on ratkaiseva rooli neliömäisten akkukennojen rakenteellisissa komponenteissa, toiminnoilla, kuten liitäntä, eristäminen, tiivistyminen ja räjähdyksen ehkäisy.
Teräskorkki sijaitsee kansilevyn yläosassa ja sillä on korkea lujuus. Se ei ole helposti muodonmuutos, kun ne kohdistuu ulkoisiin voimiin, ja sillä on rooli räjähdyksenkestävän alumiinilevyn suojelemisessa. Se on myös osa paristojen välistä pakkausliitäntää. Tiivistysrengas sijaitsee kansilevyn uloimmalla reunalla, eristäen komposiittikortin sisällä olevat metalliosat akun teräskuoresta, mikä tarjoaa eristyksen akun sisäisten oikosulkujen estämiseksi ja myös tiivisteenä akun sulkemisen jälkeen. Räjähdyksenkestävää komponentteja käytetään pääasiassa virrankulutukseen ja paineen lievittämiseen akun ylikuormituksen tapauksessa akun suuren sisäisen paineen aiheuttamien räjähdyksien estämiseksi. Ne koostuvat eristysrenkaista, räjähdyksenkestävistä alumiinilevyistä ja alumiinilevyjen yhdistämisestä. Niistä räjähdyksenkestävä alumiinilevy sijaitsee kansilevyn keskellä ja on ydinkomponentti, joka määrittelee kriittisen paineen piirin katkaisuun ja vapautumiseen. Kun akun sisäinen paine saavuttaa tietyn arvon, se räjähtää ja vapauttaa painetta automaattisesti varmistaen akun käytön turvallisuuden; Yhdistävä alumiinilevy sijaitsee kansilevyn alaosassa ja se on kytketty räjähdyksenkestävään alumiinilevyyn laserhitsauksen kautta. Kun akku on vaarallisessa tilassa, se on irrotettu räjähdyksenkestävästä alumiinilevystä; Eristysrengas sijaitsee alumiinilevyn ja räjähdyksenkestävän alumiinilevyn välisessä yhteydessä, ja sillä on rooli eristyksessä ja eristyksessä.
Kansilevyjen tuotantoprosessi on monimutkaisempi kuin kuorien, mukaan lukien pääasiassa leimaaminen ja injektiomuovaus, komponenttien tarkastus, liimapäällyste, asfaltin upotus, reunan muotoilu, pistehitsaus, komponenttien kokoonpano, spot -hitsaus, lopputuotteen kokoonpano, tarkastus ja varastointi. Testausprosessi sisältää räjähdyksenkestävän paineen testauksen, heliumin tiivistyksen testauksen, sisäisen resistanssin testauksen ja vastustestauksen. Tuotantoprosessin vaikeammat linkit ovat leimaaminen ja hitsaus, mukaan lukien teräskorkin leimaus, räjähdyksenkestävä alumiinilevyleima, alumiinilevyjen leimaaminen, rengasleima, eristysrengasleima, kitkahitsaus navan asennuksen aikana, laserhitsaus kokoonpanon aikana jne.
(3) Akkumoduulin linkkikappale
Akkumoduulin linkillä on tärkeä yhdistävä rooli virranakkumoduulissa. Se ottaa enimmäkseen käyttöön monikerroksisten komposiittimateriaalien menetelmän, jossa yksi materiaalikerros on liitäntäkerros liittimen ja navan välillä hitsauksen suorituskyvyn varmistamiseksi. Pinottamalla useita materiaalikerroksia, kytkentäkappaleen johtavuus voidaan varmistaa. Liitäntäkortin substraatti käsitellään ja muodostetaan pinoamalla useita foliokerroksia, jotka voivat muodostaa joustavan alueen kompensoimaan siirtymää, joka johtuu akun ytimen laajenemisesta ja vähentämään vaikutusta pienen lujuusrajapinnan kanssa. Tehon akkumoduulien liittimet ovat yleensä suorakaiteen muotoisia, trapetsoidisia, kolmionmuotoisia, alustamuotoisia jne. Liitäntäpinta on liitetty 0. 1 paksu nikkelipinnoitetulla kuparikalvolla. Hitsauksen aikana pinta on alttiita hapettumiselle ja värimuutokselle korkeissa lämpötiloissa, ja kiillotus ja puhdistus vaaditaan vahingoittamatta tuotteen pintapäällystä.
3 Suunnittelutapausanalyysi
(1) Uuden räjähdyskestävän venttiilin suunnittelu
Uuden tyyppisessä neliökuoren akkukennon rakenteessa räjähdyksenkestävä venttiili on asetettu positiivisten ja negatiivisten napojen vastakkaiselle puolelle ja maahan, mikä tuo monia etuja. Ensinnäkin tämän asettelun kautta akkukennon yläosassa ei tarvitse varata räjähdyksenkestävää tilaa, mikä säästää suuresti akkukennon kotelon sisätilaa. Asiaankuuluvien tutkimustietojen mukaan tämä suunnittelu voi lisätä tilavuuden energiatiheyttä. Toiseksi käytännöllisissä sovelluksissa, jos tuote menettää hallinnan korkeasta lämpötilasta johtuen, räjähdyksenkestävän venttiilin räjähdys ei aiheuta haittaa kuljettajan ohjaamon ja matkustamon henkilöstölle, mikä eliminoi henkilökohtaiset vaarat.
Esimerkiksi uusien energiaajoneuvojen käytännöllisissä sovelluksissa tämä uuden tyyppinen neliökuoren akkukennon rakenne voi tarjota korkeammat turvatakaat kuljettajille ja matkustajille.
(2) integroitu muotoilu
Joissakin tapauksissa valmistusmenetelmiä neliömäisen kuoren akkukennon rakenteille, nestemäisille jäähdytetyille levyille, väilyvälle ja näytteenottovaljaisille on suunniteltu integroidulla tavalla. Tällä mallilla on merkittäviä etuja. Toisaalta nestemäiset jäähdytetyt levyt voivat nopeasti vähentää akkukennojen lämpötilaa varmistaen, että ne toimivat sopivalla lämpötila -alueella, parantaen siten niiden suorituskykyä ja käyttöikäisiä. Esimerkiksi todellisessa testauksessa neliökuorisolut integroidut nestejäähdytteiset levyt voivat alentaa lämpötilaa verrattuna perinteisiin malleihin jatkuvan suuren kuorman käytön alla. Toisaalta integroitu muotoilu vähentää komponenttien lukumäärää, yksinkertaistaa asennusprosesseja ja parantaa tuotannon tehokkuutta. Samaan aikaan integroitu muotoilu voi myös vähentää kokonaiskustannuksia ja parantaa tuotteiden markkinoiden kilpailukykyä.
(3) Koko navan korvakokoonpanorakenne
Koko navan korvan neliökuoren akkukennon rakenne on ainutlaatuinen ja nerokas kortin jousisuunnittelu. Korttijousi koostuu ensimmäisestä litteästä levystä ja toisesta litteästä levystä, ja siinä on joustavasta metallimateriaalista valmistettu V-muotoinen rakenne. Tällä mallilla on merkittäviä etuja napa -korvan ja kansilevyn yhdistämisessä. Ensinnäkin joustava V-muotoinen korttijousi hyödyntää omaa rebound-voimaaan painamalla molemmat puolet peitelaa ja navan korvan pintaa vasten ja saavuttaa sähköliitäntä. Joustavan voiman vaikutus edistää paremmin rajapintojen välistä kosketuksen johtavuutta. Niin kauan kuin joustava voima on olemassa, tämä johtavuus on olemassa, joten hitsausliitäntä voidaan välttää vähentäen kokoonpanon vaikeuksia. Toiseksi kortin jousen johtava poikkileikkauspinta-ala riippuu ensimmäisen levyn ja toisen levyn välisen yhteyden poikkileikkauspinta-alasta, joka on suurempi verrattuna tavanomaisten adapterien ja hitsauspisteiden kytkemiseen.
(4) kiinteän rakenteen suunnittelu
Kiinteä rakenne neliökuoren akkukennoille ja akkumoduulin koteloiden valmistusmenetelmä on korkea käytännöllinen arvo. Tämä malli sisältää yhdistelmän akun runkoa, akun ylin kiinnityskorkkia ja pakkaushihnaa. Akunrunko on varustettu ensimmäisellä akun kiinnityspaikalla, joka on yhteensopiva neliömäisen kuoren akkukennon pohjan kanssa, mikä voi kiinnittää neliömäisen kuoren akkukennon pohjan tiukasti. Akun ylin kiinnityskorkki on varustettu toisella akun kiinnitysuralla, joka on yhteensopiva neliömäisen kuoren akkukennon yläosan kanssa, joka puristaa neliömäisen kuoren akkukennon yläosan tiukasti. Lopuksi pakkausteippi asetetaan akun runkoon ja akun yläkorkkiin, muodostaen yhden akkupakkauksen kiinnitysrakenteen. Lisäksi akkumoduulilaatikko on varustettu anti -liukukomponenteilla ja yläosan kiinnityslevyllä. Anti -liukukomponentti sisältää liukukiskot, jotka sijaitsevat akkumoduulin kotelon molemmilla puolilla ja rajoittavat kylkiluut, jotka sijaitsevat akkumoduulin kotelon alaosassa, mikä voi rajoittaa kunkin akun kiinteä rakenne ja estää sen ravistamista. Yläosan kiinnityslevy voidaan purkaa ja kytkeä akkumoduuliruutuun ulkokuoreen, joka voi muodostaa pakkauksen ja kiinnittimen useiden akkupaketin kiinnitysrakenteiden päälle. Tämä malli parantaa neliömäisten akkukennojen kiinteää turvallisuutta ja antaa luotettavan takuun energian varastointi -akkujen laatikoiden levittämiselle.
4 yhteenveto suunnittelupisteistä
Neliökuoren akkukennon rakenteellisten komponenttien suunnittelu vaatii monia avainpisteitä, joilla on ratkaiseva rooli litiumparistojen turvallisuuden ja suorituskyvyn parantamisessa.
(1) Injektioportin tiivistyssuunnittelu
Injektioportin tiivistyssuunnittelu liittyy suoraan akun turvallisuuteen ja käyttöikäyn. CATL: n suunnittelema injektioporttitiivisteinen kynsi koostuu metalliosasta ja kumiosasta, ja häiriöt sopivat kosketukseen injektioreiän kanssa. Injektioreiässä on syvennys, ja tiivisteen kynsien kumiosalla on ulkonema, joka voi olla syvennyksessä. Tämä malli voi jäähdyttää kokoonpanon alhaisissa lämpötiloissa, estäen tehokkaasti metallien ja hiukkasten muodostumisen ja saavuttaa injektioreiän luotettava tiivistys. Samanaikaisesti kumiosa voi estää metalliurat ja hiukkaset putoamasta akkukoteloon varmistaen akun turvallisuustehokkuuden. Prosessi on yksinkertainen ja voi vähentää kustannuksia ilman laserhitsausta tarvittaessa laserhitsausta.
(2) positiivinen ja negatiivinen napa -suunnittelu
Positiivinen napa on yleensä valmistettu alumiinipolusta, ja negatiivinen napa on valmistettu kuparialumiinikomposiittisolusta, jolla on pääasiassa rooli nykyisessä johtavuudessa. Akkuun yläkannen napa, adapterikappale ja solukorva on hitsattu ja kytketty solun lataus- ja purkamisvirran jatkuvuuden varmistamiseksi; Moduulissa yläkansi on laserhitsaus ja kiinnitetty linjakiskoon sarjan/rinnakkaisyhteyden muodostamiseksi. Lisäksi alumiinikuoren ja positiivisen navan suoraan kytkeminen voi eliminoida näiden kahden välisen potentiaalieron ja estää alumiinikuoren korroosion.
(3) lisää positiivisen napapylvään vastustuskykyä
Positiivisen elektrodin ja alumiinikuoren välinen vastus on hyvin pieni Milliohm -tasolla. Kun akun oikosulku tapahtuu, piirivirta on korkea, mikä voi helposti aiheuttaa sytytyksen ja johtaa akun tulipaloon aiheuttaen merkittävän turvallisuusriskin. Tällä hetkellä johtava muovi- tai piikarbidi lisätään yleensä alumiinikuoren yläkannen ja akun positiivisen navan väliin alumiinikuoren ja positiivisen navan välisen johtavuusvastuksen lisäämiseksi. Ningde Times suunnitteli myös PTC -termistorin positiivisen navan ja ylimmän kannen levyn väliin, jossa hyödynnetään sen vastusmuutoksen ominaisuuksia, jotka muuttuvat lämpötilan kanssa nopeasti akun sisäisen energian kuluttamiseksi, kun tehon akun ulkoinen oikosulku tapahtuu, välttäen vastuksen liiallisen lämmön aiheuttaman lämpöhimon. Se ei vain vältä pienten vastusten ongelmaa helposti sulamassa, vaan välttää myös akun sytytyksen tai vastustuskyvyn sulamisen ongelman.
(4) Räjähdyksen kestävien ja kääntölevyjen suunnittelu
Yleensä litiumrautafosfaattiparistojen yläkansi käyttää yhden räjähdyksenkestävän venttiilin suunnittelun, ja räjähdyksenkestävän venttiilin avauspaine on yleensä 0. 4 ~ 0. 8MPA. Kun sisäinen paine nousee ja ylittää räjähdyksenkestävän venttiilin avauspaineen, räjähdyksenkestävä venttiili repeämä lovesta ja avoinna paineen lievittämiseksi. Räjähdyksenkestävien venttiilien käytön lisäksi kolmen järjestelmän paristoissa on myös SSD-kääntölevyjen yhdistelmäsuunnittelu. Räjähdyksenkestävän venttiilin ja SSD: n kääntöpaine ovat yleensä {{1 0}}. 75 ~ 1. 0 5MPA ja 0,45 ~ 0,5MPA. Kun akun sisäinen paine nousee SSD -kääntöpaineeseen, kääntökappale nousee ylös, katkaisee virran nopeasti. Samanaikaisesti alumiinikytkentäkappale sulaa, aiheuttaen yläkannen positiiviset ja negatiiviset pylväät oikosulkuon suoraan, leikkaamalla virran nopeasti.
Neliökuoren akkukennon rakenteellisten komponenttien suunnittelupisteet sisältävät injektioportin tiivistymisen, positiivisten ja negatiivisten napapylväiden suunnittelu, positiivisen napapylvään resistanssin lisääminen ja räjähdyksen kestävien ja kääntölevyjen suunnittelu. Nämä suunnitteluelementit toimivat yhdessä litiumparistojen turvallisuuden ja suorituskyvyn parantamiseksi.