סטנדרטים טכניים והיגיון לבחירה בחומרים בתעשייה של חבילות סוללות ליתיום-יון

בין ההתפתחות המהירה של ענף האנרגיה החדש, חבילות סוללות ליתיום-יון הפכו לרכיב ליבה התומך בשדרוגים ברכבים חשמליים, מערכות אחסון אנרגיה, מכשירים אלקטרוניים ניידים ושדות אחרים. עלויות הביצועים, הבטיחות, האמינות והייצור שלהם משפיעים ישירות על ההתפתחות הטכנולוגית והתחרותיות בשוק של תעשיות במורד הזרם. מארז האלומיניום, המשמש כ"חסם המגן "של סוללת ליתיום סוללת אלומיניום, הוא גורם מכריע לקביעת הביצועים הכוללים שלה. הניתוח הבא מנתח את הידע העיקרי בתעשייה ואת הדגשים הטכניים מנקודות המבט של טכנולוגיית חומרים, תקני ביצועים, דרישות יישום, מערכות ייצור ומגמות עתידיות.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

בחירת חומרים למארזי חבילת סוללות ליתיום-יון היא צעד מכריע באיזון בין ביצועים, עלות ובטיחות. חומר הבסיס הנוכחי של תעשיית הזרם המרכזי עבור מארזי אלומיניום סוללה הוא סגסוגת אלומיניום 3003-H14. בחירה זו נובעת מדרישות החומר המחמירות של תחום האנרגיה החדש . 3003- H14 אלומיניום, העומד בתקן GB/T3880, מתגאה בחוזק מתיחה של 145-195 MPa. זה יכול לעמוד בהלם המכני והרטט של פעולת הרכב ותפעול הציוד, ובמקביל להציג עמידות בפני קורוזיה מעולה ויכולת הסתגלות לסביבות לחות, מאובקות ואפילו חומציות ואלקליות. יכולת היכולת של הסגסוגת ויכולת הריתוך הם מכריעים במיוחד. באמצעות תהליכי הטבעה וריתוך, מארזים בגדלים שונים (רוחב, אורך וגובה) כגון 54173, 36130 ו- 29135 מ"מ ניתן לייצר במדויק, העומדת בדרישות הגודל המותאמות אישית של לקוחות OEM שונים. זה מייצג את הקשר המכריע בין ייצור המוני ליישומים מותאמים אישית.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

השילוב החומרי של כיסוי הסוללה משקף את השיקולים הכפולים של ביצועים חשמליים ויציבות מבנית. העיצוב משתמש במורכב של 3003-H14 אלומיניום, נחושת T2Y2 ועיצוב הזרקה. נחושת T2Y2 חייבת לעמוד בתקני GB/T5231, עם טוהר של יותר או שווה ל 99.99%, מוליכות של יותר או שווה ל- 97% IACs, קשיות של 80-110 HV וחוזק מתיחה של 245-345 MPa. נחושת טוהרת גבוהה ממקסמת את יעילות ההולכה הנוכחית וממזערת את אובדן האנרגיה. סגסוגת האלומיניום מספקת תמיכה מבנית, ואילו חומר הדפוס ההזרקה משפר את האיטום. שלושת האלמנטים הללו פועלים יחד כדי להשיג את היתרונות המשולבים של "מוליכות גבוהה, יציבות מכנית ובידוד סביבתי." זהו עיקרון תכנון הליבה להבטיח מטען ושחרור יציב במקרי תאים פריזמטיים מתקדמים בענף.

פרמטרי הביצועים של בתי אלומיניום סוללה אינם מבודדים; הם מיושרים בדיוק עם הדרישות הטכניות של תרחישי יישומים במורד הזרם. נטילת מארזי אלומיניום כדוגמה, תכנון עובי 0.5-3 מ"מ מחזיק בסוד תעשייה נסתר: מכשירים אלקטרוניים ניידים קטנים משתמשים במארזים דקים של 0.5-1 מ"מ כדי להשיג משקל קל תוך מתן הגנה בסיסית; סוללות חשמל לרכב חשמלי דורשות מארזים בעובי 2-3 מ"מ, המחוזקים כדי להתנגד להתנגשות ולמעוך סיכונים. מאחורי העיצוב המבדל הזה טמון החקירה המעמיקה של הענף את האיזון בין ביצועי ההגנה למשקל. הצפיפות הנמוכה של סגסוגת אלומיניום של 2.7-2.8 גרם/ס"מ ומפחיתה את המשקל ביותר מ- 40% בהשוואה לפלדה מסורתית, ותורמת ישירות לעלייה של 8-12% בטווח הרכב החשמלי. זו הסיבה העיקרית לכך שתעשיית רכב האנרגיה החדשה מעדיפה מארזי אלומיניום.

 

עמידות בפני קורוזיה וביצועי פיזור החום הם מחווני מפתח הקובעים את אורך החיים של חבילת הסוללה. תקני התעשייה דורשים איכות גבוההמקרי סוללה פריזמטיים של סגסוגת אלומיניוםכדי לעבור מאות או אפילו אלפי שעות של בדיקת ריסוס מלח ניטרלי כדי להבטיח עמידות בפני קורוזיה בסביבות חוף גבוהות-חומיות וסביבות כוח פוטו-וולטאיות חיצוניות. מוליכות תרמית של 150-250 w/(m · k) מבטיחה כי חום שנוצר על ידי הסוללה במהלך הפעולה מועבר במהירות למעטפת החיצונית ומתפוגג, תוך שמירה על ביצועים יציבים בטמפרטורות בין -40 מעלות ל -60 מעלות. במערכות אחסון אנרגיה, יכולת פיזור חום זו יכולה להפחית את השפלת מחזור הסוללה, להרחיב את חיי הסוללה ב 2-3 שנים ולהפחית משמעותית את עלויות ה- O&M של משתמש הקצה.

 

מבחינת הבטיחות החשמלית, תכנון הבידוד של תאי הסוללה של תאי הסוללה של LifePO4 משלים את היעילות המוליכת של הנחושת. טיפולי פני השטח (כגון אנודיזציה) משיגים בידוד חשמלי, ומונעים מהאלקטרודות הפנימיות ליצור נתיב מוליך לא מכוון בין האלקטרודות לסביבה החיצונית. התנגדות המגע הנמוכה של נחושת טוהרת גבוהה שומרת על הפסדי הילוכים נוכחיים מתחת ל 0.1%, וזה מכריע ליעילות המרת האנרגיה של מערכות אחסון אנרגיה פוטו-וולטאית. על פי נתוני התעשייה, כל עלייה של 1% ביעילות המוליכות מפחיתה את העלות של מערכת אחסון האנרגיה לשעה קילוואט בכ- 0.02 יואן.