1 Oversikt over Square Shell Battery Cell Structural Components
Square Shell Battery Cell Structural Components spiller en avgjørende rolle i litiumbatterier. Det spiller hovedsakelig en rolle i å overføre energi, bære elektrolytt, beskytte sikkerhet, fikse og støtte batterier og dekorativt utseende. Det har en direkte innvirkning på sikkerhet, tetning og energieffektivitet av litiumbatterier.
I følge relevant data vil markedsstørrelsen til Kinas litiumbatteriets strukturelle komponenter nå 52,6 milliarder yuan i 2024, i henhold til relevante data når 52,6 milliarder yuan i 2024, en økning på 86. 2%. Blant dem har Square Battery Structural Components lenge okkupert den viktigste markedsandelen av strukturelle komponenter, og utgjør 90,7%, mens sylindriske batteriets strukturelle komponenter bare utgjør 9,3%. Dette skyldes hovedsakelig den raske utviklingen av Kinas nye energikjøretøymarked med sterk støtte fra nasjonale politikker, noe som resulterer i en betydelig økning i produksjonskapasiteten og antall batterier per bestilling av strømbatteribedrifter. Firkantede batterier er bedre egnet for denne store etterspørselen etter produksjonen.
De strukturelle komponentene i firkantede skallbatterisceller er vanligvis sammensatt av et skall og en dekkplate. Produksjonen av skallet er relativt enkel, hovedsakelig ved bruk av kontinuerlig strekkteknologi, vanligvis ved bruk av stål- eller aluminiumsskall, med høy strukturell styrke og sterk evne til å tåle mekaniske belastninger. Produksjonsprosesskompleksiteten til dekkplaten er vanligvis mye høyere enn skallet, og hovedfunksjonene inkluderer fikserings-/tetningsfunksjon, gjeldende ledningsfunksjon, trykkavlastningsfunksjon, sikringsbeskyttelsesfunksjon og redusering av elektrisk korrosjonsfunksjon. For eksempel laser sveising av toppdekselet til aluminiumskallet, pakket og fikser de nakne batteriscellene og oppnår en tetningseffekt; Det øverste dekselstanget, adapterstykket og batteriscelleøret er sveiset for å sikre konduktiviteten til batteriscellelading og utladningsstrøm; Når batteriet opplever en abnormitet og det indre lufttrykket øker, vil eksplosjonssikre ventil på toppdekselet åpne for å frigjøre trykk og redusere risikoen for eksplosjon.
Square Shell Battery Cell Structural Components spiller en uunnværlig og viktig rolle i litiumbatterier, og deres markedsutsikter blir stadig mer brede med utviklingen av nye energikjøretøyer og energilagringsmarkeder.
2 typer og funksjoner av strukturelle komponenter
(1) Skall
Skallet, som en viktig komponent i den firkantede skallbatteriets cellestruktur, spiller en avgjørende rolle i å fikse, beskytte, forsegle og spre varme. Skallet fungerer som en barriere mellom de aktive stoffene inne i batteriscellen og det ytre miljøet gjennom hele livssyklusen, fikser det interne elektrokjemiske systemet og sikrer den stabile strukturen til batterisellen i forskjellige miljøer. Når det gjelder beskyttelse, tåler skallet visse mekaniske belastninger for å forhindre at ytre påvirkninger skader batteriscellene. Tetningsfunksjonen sikrer at elektrolytten ikke lekker og opprettholder den normale arbeidstilstanden til batteriet. Samtidig kan skallet også bidra til å spre varmen, spre varmen som genereres under driften av batteriet og forbedre batteriets sikkerhet og levetid.
Produksjonsprosessen til skallet inkluderer hovedsakelig kutting av råvarer, presisjon kontinuerlig dyp tegning, skjæring, rengjøring, tørking og testing. Blant dem er presisjonskontinuerlig tøyningsteknologi vanskeligheten med å produsere skall. I denne prosessen er det nødvendig å sikre enhetligheten av veggtykkelse og forhindre brudd. Sammenlignet med konvensjonell engangsstempling, er kontinuerlig tøyning av presisjonen vanskeligere, og kjernebarrierer ligger i former og strekkutstyr. Former av høy kvalitet og avansert strekkutstyr kan sikre dimensjons nøyaktighet og ytelsesstabilitet av skallet.
(2) Dekkplate
Dekkplaten spiller en avgjørende rolle i de strukturelle komponentene i firkantede skallbattericeller, med funksjoner som tilkobling, isolasjon, forsegling og eksplosjonsforebygging.
Stålhetten er plassert på toppen av dekkplaten og har høy styrke. Det deformeres ikke lett når den utsettes for ytre krefter og spiller en rolle i å beskytte eksplosjonssikre aluminiumsark. Det er også en komponent i pakkeforbindelsen mellom batterier. Tetningsringen er plassert i den ytterste kanten av dekkplaten, og isolerer metalldelene inne i kompositthetten fra batteriets stålskall, og gir isolasjon for å forhindre indre kortslutninger i batteriet, og serverer også som tetning etter at batteriet er forseglet. Eksplosjonssikre komponenter brukes hovedsakelig til strømning og trykkavlastning i tilfelle av overbelastning av batteriet, for å forhindre eksplosjoner forårsaket av høyt internt trykk på batteriet. De består av isolasjonsringer, eksplosjonssikre aluminiumsark og kobling av aluminiumsark. Blant dem er den eksplosjonssikre aluminiumsarket plassert midt på dekkplaten og er kjernekomponenten som bestemmer det kritiske trykket for kretsen frakobling og frigjøring. Når det indre trykket til batteriet når en viss verdi, sprenger det automatisk og frigjør trykk, og sikrer sikkerheten ved batteribruk; Det tilkoblende aluminiumsarket er plassert i bunnen av dekkplaten og er koblet til eksplosjonssikre aluminiumsark gjennom lasersveising. Når batteriet er i en farlig tilstand, kobles det fra eksplosjonssikre aluminiumsark; Isolasjonsringen er plassert ved forbindelsen mellom aluminiumsarket og eksplosjonssikre aluminiumsark, og spiller en rolle i isolasjon og isolasjon.
Produksjonsprosessen med dekkplater er mer kompleks enn for skjell, hovedsakelig inkludert stempling og injeksjonsstøping, komponentinspeksjon, limbelegg, asfalt nedsenking, kantforming, spotsveising, komponentmontering, spotsveising, ferdig produktmontering, inspeksjon og lager. Testprosessen inkluderer eksplosjonssikre trykkprøving, heliumforseglingstesting, intern motstandstesting og motstandstesting. De vanskeligere koblingene i produksjonsprosessen er stempling og sveising, inkludert stempling av stål, eksplosjonssikkert stemplering av aluminiumsark, kobling av aluminiumsarkstempel, tetningsringstempling, isolasjonsringstempling, friksjonssveising under stolpeinstallasjon, lasersveising under montering, etc.
(3) Batterimodulens koblingsstykke
Lenken til batterimodulen spiller en viktig tilkoblingsrolle i strømbatterimodulen. Den vedtar for det meste metoden for flerlags komposittmaterialer, der ett lag med materiale er forbindelseslaget mellom kontakten og stangen for å sikre sveiseytelse. Ved å stable flere lag med materialer, kan konduktiviteten til tilkoblingsstykket sikres. Tilkoblingskortsubstratet behandles og dannes ved å stable flere lag med folie, som kan danne et fleksibelt område for å kompensere for forskyvningen forårsaket av utvidelsen av strømbatteriets kjerne og redusere effekten på grensesnittet med lav styrke. Kontaktene med strømbatteri -moduler er generelt rektangulære, trapesformet, trekantede, plattformformet, etc. Tilkoblingsoverflaten limes inn med 0. 1 tykk nikkelbelagt kobberfolie. Under sveising er overflaten utsatt for oksidasjon og misfarging ved høye temperaturer, og polering og rengjøring er nødvendig uten å skade overflatebelegget til produktet.
3 Design Case Analyse
(1) Design av ny eksplosjonsbevis ventil
I en ny type firkantet skallbatteriscellestruktur er den eksplosjonssikre ventilen satt på motsatt side av de positive og negative stolpene og vendt mot bakken, noe som gir mange fordeler. For det første, gjennom denne utformingen, er det ikke nødvendig å reservere eksplosjonssikre rom i den øvre delen av batterisellen, noe som sparer det indre rommet til batteriscellehuset. I henhold til relevante forskningsdata kan denne utformingen øke den volumetriske energitettheten. For det andre, i praktiske anvendelser, hvis produktet mister kontrollen på grunn av høy temperatur, utgjør eksplosjonen av eksplosjonssikre ventil ingen skade på førerens hytte- og hyttepersonell, og eliminerer effektivt personlige farer.
For eksempel, i praktiske anvendelser av nye energikjøretøyer, kan denne nye typen firkantede skallbattericellestruktur gi høyere sikkerhetsgarantier for sjåfører og passasjerer.
(2) Integrert design
I noen tilfeller av produksjonsmetoder for firkantede skallbattericellestrukturer, er flytende avkjølte plater, sampling av sampling av prøvetaking designet på en integrert måte. Denne designen har betydelige fordeler. På den ene siden kan flytende avkjølte plater raskt redusere temperaturen på batteriscellene, slik at de fungerer innenfor et passende temperaturområde, og dermed forbedrer ytelsen og levetiden. For eksempel, i faktisk testing, kan firkantede skallceller ved bruk av integrerte flytende avkjølte plater senke temperaturen sammenlignet med tradisjonelle design under kontinuerlig høy belastningsdrift. På den annen side reduserer integrert design antall komponenter, forenkler installasjonsprosesser og forbedrer produksjonseffektiviteten. I mellomtiden kan integrert design også redusere de samlede kostnadene og forbedre markedets konkurranseevne.
(3) Fullstangørmonteringsstruktur
Kortfjærdesignet i full pole øre -firkantet skallbatteriscellestruktur er unik og genial. Kortfjæren er sammensatt av en første flat plate og en andre flatplate, og har en V-formet struktur laget av elastisk metallmateriale. Denne designen har betydelige fordeler ved å koble stangøret og dekkplaten. For det første bruker den elastiske V-formede kortfjæren sin egen reboundkraft for å presse begge sider mot dekkplaten og stangøroverflaten, og oppnå formålet med elektrisk tilkobling. Effekten av elastisk kraft er mer gunstig for å forbedre kontaktsledningsevnen mellom grensesnitt. Så lenge elastisk kraft eksisterer, eksisterer denne konduktiviteten, slik at sveiseforbindelse kan unngås, noe som reduserer vanskeligheten med montering. For det andre avhenger det ledende tverrsnittsområdet på kortfjæren av tverrsnittsområdet til forbindelsen mellom den første platen og den andre platen, som er større sammenlignet med tilkoblingen til konvensjonelle adaptere og sveisepunkter.
(4) Design av fast struktur
Den faste strukturen for firkantede skallbattericeller og produksjonsmetoden for batterimodulhus har høy praktisk verdi. Denne designen inkluderer en kombinasjon av batterichassis, batteriets toppfesting og pakkestropp. Batteriets chassis er utstyrt med et første batterifestingsspor som er kompatibelt med bunnen av den firkantede skallbattericellen, som kan klemme bunnen av den firkantede skallbatteriets celle tett. Den øverste fikseringsdekselet på batteriet er utstyrt med et andre batterifestingsspor som er kompatibel med toppen av den firkantede skallbatteriets celle, som klemmer toppen av den firkantede skallbatteriets celle. Endelig plasseres emballasjetape på batteriets chassis og den øverste fikseringsdekselet på batteriet, og danner en enkelt batteripakkefestingstruktur. I tillegg er batterimodulboksen utstyrt med anti -glidekomponenter og en topppartisjon fikseringsplate. Anti -glidekomponenten inkluderer skyveskinner som ligger på begge sider av batterimodulhuset og begrenser ribbeina som ligger i bunnen av batterimodulhuset, noe som kan begrense den faste strukturen til hver batteripakke og forhindre at den rister. Den øverste partisjonens festeplate kan demonteres og kobles til det ytre skallet til batterimodulboksen, som kan danne en komprimering og fiksering på toppen av flere batteripakkefikseringsstrukturer. Denne utformingen forbedrer den faste sikkerheten til firkantede skallbattericeller og gir pålitelig garanti for påføring av energilagringsbatteribokser.
4 Sammendrag av designpunkter
Utformingen av Square Shell -batteri -cellestrukturkomponenter krever mange viktige punkter, som spiller en avgjørende rolle i å forbedre sikkerheten og ytelsen til litiumbatterier.
(1) Tetningsdesign av injeksjonsport
Tetningsdesignet til injeksjonsporten er direkte relatert til batteriets sikkerhet og levetid. Injeksjonsportforseglingspikeren designet av CATL består av en metalldel og en gummidel, med interferens som passer ved kontakten med injeksjonshullet. Injeksjonshullet har en fordypning, og gummi -delen av tetningspikeren har en fremspring som kan være engasjert i fordypningen. Denne utformingen kan avkjøle monteringen ved lave temperaturer, og effektivt forhindre generering av metallburr og partikler, og oppnå pålitelig tetning av injeksjonshullet. Samtidig kan gummi -delen forhindre at metallburr og partikler faller i batteriets veske, og sikrer sikkerhetsytelsen til batteriet. Ved å ta i bruk en mekanisk tetningsstruktur, uten behov for lasersveising, er prosessen enkel og kan redusere kostnadene betydelig.
(2) Positiv og negativ poldesign
Den positive polen er vanligvis laget av aluminiumstang, og den negative polen er laget av kobberaluminiumkomposittstang, som hovedsakelig spiller en rolle i dagens ledning. I batteriet er det øverste dekselstang, adapterstykke og celleør sveiset og koblet til for å sikre kontinuiteten til lading og utladningsstrøm på cellen; I modulen sveiset den øverste dekselet laser sveiset og boltet til samleskinnen for å danne en serie/parallell tilkobling. I tillegg kan det å koble aluminiumskallet direkte og den positive polen eliminere potensialforskjellen mellom de to og forhindre korrosjon av aluminiumskallet.
(3) Øk motstanden til den positive pol -kolonnen
Motstanden mellom den positive elektroden og aluminiumskallet er veldig liten, på milliohm -nivået. Når det oppstår en kortslutning i batteriet, er kretsstrømmen høy, noe som lett kan forårsake tenning og føre til batteribrann, noe som utgjør en betydelig sikkerhetsfare. For tiden tilsettes ledende plast eller silisiumkarbid vanligvis mellom toppdekselet på aluminiumskallet og den positive polen til batteriet for å øke konduktivitetsmotstanden mellom aluminiumskallet og den positive polen. Ningde -tider designet også en PTC -termistor mellom den positive polen og det øverste dekselarket, som bruker karakteristikken for dens motstand som endres med temperatur for raskt å konsumere den indre energien til batteriet når en ekstern kortslutning oppstår i strømbatteriet, og unngår det termiske støtet forårsaket av overdreven varme på motstanden. Det unngår ikke bare problemet med små motstander som lett smelter, men unngår også problemet med tenning av batteri eller motstandsmelting forårsaket av høy temperatur.
(4) Design av eksplosjonssikre og bla plater
Generelt vedtar toppdekselet av litiumjernfosfatbatterier en enkelt eksplosjonssikker ventildesign, og åpningstrykket til eksplosjonssikre ventil er vanligvis 0. 4 ~ 0. 8mpa. Når det indre trykket øker og overstiger åpningstrykket til eksplosjonssikre ventil, vil eksplosjonssikre ventil sprenge fra hakket og åpne for trykkavlastning. I tillegg til å bruke eksplosjonssikre ventiler, har ternære systembatterier også en kombinasjonsdesign av SSD-flipplater. Åpningstrykket til eksplosjonssikre ventil og flippetrykket til SSD er generelt {{1 0}}. 75 ~ 1. 0 5MPA og 0.45 ~ 0.5MPa. Når det indre trykket til batteriet øker til SSD -flipptrykket, løfter det flippende stykket opp, og kutter raskt av strømmen. Samtidig smelter aluminiums koblingsstykke sikring, noe som forårsaker de positive og negative polene på toppdekselet til kortslutning direkte, og kutter raskt av strømmen.
Designpunktene for strukturelle komponenter for firkantet skallbatteri inkluderer forsegling av injeksjonsporten, utforming av positive og negative polsøyler, noe som øker motstanden til den positive polsøylen, og utforming av eksplosjonssikre og flippplater. Disse designelementene fungerer sammen for å forbedre sikkerheten og ytelsen til litiumbatterier.