הנחיות לבקרת דפורמציה בעיבוד שבבי של לוחות כיסוי סוללות כוח ורכיבי סגסוגת אלומיניום

בתחום ייצור סוללות חשמל, רכיבים מרכזיים כגון לוחות כיסוי סוללות כוח, לוחות כיסוי אלומיניום לסוללות, מכסי סוללות ליתיום פריסמטיות ומכסי סוללות ליתיום-יון משתמשים רבות במבני סגסוגת אלומיניום דקים-. בשל המאפיינים של סגסוגות אלומיניום, כגון מוליכות תרמית גבוהה, מקדם התפשטות תרמית גבוה וקשיחות לא מספקת, נוצר בקלות עיוות במהלך העיבוד של רכיבי מעטפת הסוללה כגון מכסים עליונים לתאי סוללה מנסרים, כיסויי קופסאות סוללות אלומיניום וערכות כיסוי בטיחות של LFP. עיוות זה משפיע על ביצועי האיטום, דיוק ההתאמה ואיכות הריתוך.

 

כדי לשפר את יציבות הייצור של רכיבים כגון לוחות כיסוי סוללות ופלטות דו-קוטביות של נחושת ואלומיניום, להלן סיכום שיטתי של שיטות יעילות להפחתת עיוות עיבוד מההיבטים של חומרים, תהליכים, כלי חיתוך, הידוק וטכניקות פעולה.
 

 

דפורמציה של רכיבים דקים-בקירות כגון כיסויי סוללות מתח, כיסויים עליונים ובלוקי קצה נובע בעיקר משלושה היבטים:

1. הקלה במתח פנימי בחסר

ישים על: נספח סוללת ליתיום פריסמטית / פקק עליון של סוללת ליתיום

פרזול חופשי או חלקי שחול גדולים יוצרים מתח שיורי משמעותי במהלך תהליך היצירה.

כאשר החומר מוסר במהלך החיתוך, הפיזור מחדש של הלחץ הפנימי מוביל לעיוות חלק.

 

2. כוח חיתוך וחום חיתוך

שחול החומר על ידי כלי החיתוך גורם לריכוז חום מקומי, ומחמיר את עיוות פני השטח.

יש לכך השפעה משמעותית במיוחד על כיסויי סוללות אלומיניום דקים-.

 

3. דפורמציה אלסטית הנגרמת על ידי שיטת ההידוק

הידוק לא יציב עלול לגרום ללחץ לא אחיד על החלקים.

לאחר שחרור המהדק, החלקים קופצים לאחור, מה שמוביל לסטיות ממדים.

 

 

1. הפחתת מתח פנימי בחסר

ישים על: לוחות כיסוי סוללות אלומיניום / לוחות כיסוי סוללות ליתיום-יון

השיטות הבאות יכולות להפחית ביעילות את הלחץ הפנימי ולשפר את דיוק הממדים:

הזדקנות טבעית / הזדקנות מלאכותית: שחרר בהדרגה מתח בשטח הריק בתנאים יציבים.

הזדקנות רטט: השתמש ברטט-תדירות נמוכה כדי להאיץ את השוואת המתח הפנימי.

שיטת- עיבוד מקדימה: הסר עודפי חומר ← תן לעמוד למשך פרק זמן ← בצע עיבוד משני כדי להבטיח שחרור מתח מלא יותר.

 

2. ייעול כלים ופרמטרי חיתוך

(1) בחירת גיאומטריית הכלים

עדיפה זווית גריפה גדולה יותר: היא מפחיתה עיוות חיתוך ומשפרת את הסרת השבבים.

זווית מרווח קטנה עבור חיספוס; זווית מרווח גדולה לגימור כדי לאזן את חוזק קצה החיתוך ואיכות פני השטח.

עדיפה זווית סליל גדולה יותר: מתאימה לחיתוך- במהירות גבוהה, לשיפור יציבות העיבוד.

הפחת את זווית קצה החיתוך העיקרית: מוריד את הטמפרטורה באזור החיתוך, מפחית עיוות תרמי.

(2) אופטימיזציה של מבנה הכלים

צמצם את מספר השיניים והגדל את חריץ השבב כדי לשפר את יעילות הסרת השבב.

שליטה בחספוס קצה החיתוך ל-Ra פחות או שווה ל-0.4μm.

יש לשלוט בקפדנות על בלאי הכלים עד כדי פחות מ-0.2 מ"מ או שווה ל-0.2 מ"מ כדי למנוע היווצרות קצוות-בנויה.

(פתרון כלי זה ישים גם לעיבוד של חלקים מבניים כגון רכיבי נחושת לחוץ ולוח דו-קוטבי של נחושת ואלומיניום.)

 

3. עיצוב מבנה הידוק משופר

ישים על: המכסה העליון לתא סוללה מנסרה / יכול לכסות סוללה מנסרת

שיטות הידוק המפחיתות ביעילות את העיוות כוללות:

הידוק פנים קצה צירי: מונע דחיסה רדיאלית של חלקים דקים-דפנות.

הידוק צ'אק ואקום: מפוזר באופן שווה, פחות סיכוי לגרום לעיוות לוח, מתאים מאוד לעיבוד כיסוי סוללה מאלומיניום.

שיטת מילוי פנימית: הזרקו חומר מתיך לחלק הדופן הדק- כדי להגביר את הקשיחות, ואז ממיסים ושופכים אותו החוצה לאחר העיבוד.

 

4. תכנון תהליכים ואופטימיזציה של רצף עיבוד שבבי

מכסי סוללות כוח הם חלקי איטום דקים-, והסידור המדעי של התהליכים הוא חיוני.

זרימת תהליך סבירה:

חיספוס ← חצי-גימור ← פינוי פינות ← גימור

הוסף שלב חצי{0}}גימור שני במידת הצורך כדי לשחרר מתח ביניים.

שמור על קצבת גימור אחידה, נשלטת בדרך כלל בטווח של 0.2-0.5 מ"מ.
 

 

1. עיבוד שבבי סימטרי להפחתת ריכוז החום

לדוגמה, עיבוד צלחת אלומיניום מ-90 מ"מ עד 60 מ"מ:

חתך בודד עלול לגרום לעיוות מישור של עד 5 מ"מ.

חיתוך סימטרי שכבות יכול לשלוט על העיוות עד לטווח של 0.3 מ"מ.

 

2. עיבוד שכבות של מבני חללים מרובים.-

כגון ערכות כיסוי בטיחות מסוג LFP או מכסי סוללה פריזמטיים מרובי-חללים

לא ניתן לעבד חלל אחר חלל, אחרת חלוקת מתח לא אחידה עלולה להוביל בקלות לעיוות;

יש לעבד מספר חללים בו זמנית בשכבות.

 

3. בקרת כוח חיתוך וחום חיתוך

הפחתת עומק החיתוך, הגדלת קצב ההזנה ומהירות הציר מתאימים יותר לעיבוד CNC-במהירות גבוהה.

כרסום טיפוס מומלץ לגימור כדי להפחית את התקשות העבודה ומתח פני השטח.

 

4. ייעל את נתיב הכלים ואת אטימות ההידוק

שחרר כראוי את המהדק לפני הגמר → אפשר לחלק לקפוץ בחזרה באופן טבעי → ואז לחץ קלות כדי לאבטח אותו, מה שיכול להפחית משמעותית את העיוות הסופי.

כוח ההידוק צריך להיות קטן ככל האפשר, וכיוון הכוח צריך להיות סביר.

 

5. הימנע מ"חיתוך ישר-למטה" בעת עיבוד חללים

מומלץ לקדוח תחילה חור בכלי או להשתמש בנתיב כלי סליל כדי להפחית את הצטברות החום ואת הסיכון לשבירת הכלי.

 

 

מיושם על המוצרים הבאים: לוח כיסוי סוללה כוח / כיסוי קופסת סוללות אלומיניום / מכסה סוללת ליתיום מנסרתי / מכסה עליון סוללת ליתיום / סט כיסוי בטיחות LFP

 

יש לשלוט באופן מקיף על הפחתת העיוות מההיבטים הבאים:

 

הפחתת הלחץ הפנימי בשטח הריק (הזדקנות ו-עיבוד מקדים)

ייעול כלים ופרמטרי חיתוך

אימוץ מבני הידוק מתקדמים (מתקני ואקום, שיטות מילוי)

תכנון רציונלי של תהליכים ואסטרטגיות נתיב כלים

טכניקות הפעלה המבוססות על מבנה חלל ומאפיינים דקים-

 

באמצעות אמצעים אלה, ניתן לשפר משמעותית את דיוק הייצור, איכות המראה וביצועי איטום הריתוך של לוחות כיסוי סוללות חשמל ורכיבים מבניים קשורים של סגסוגת אלומיניום, מה שמספק ערובה מוצקה לבטיחות ואמינות של מערכות סוללות חשמל.