Analyse der Materialauswahl für Lithiumbatteriegehäuse: Warum ist Aluminium die erste Wahl der Branche?

Das Aluminiumgehäuse einer Lithium---Ionenbatterie ist eine quadratische oder zylindrische Batteriegehäusekomponente, die aus einer Aluminiumlegierung als Grundmaterial durch Präzisionsstanz-, Streck- oder Strangpressverfahren hergestellt wird. Es dient zur Aufnahme der Zellen, Elektrolyte und Elektrodenkomponenten von Lithium---Ionen-Batterien und bietet mechanischen Schutz, dichtende Isolierung und Wärmeleitungsfunktionen. Als wichtige Strukturkomponente von Lithium-Ionen-Batterien steht die Aluminiumhülle in direktem Kontakt mit der internen Elektrodengruppe der Batterie und ist als Teil der Minus- oder Pluspole der Batterie am Stromkreis beteiligt. Daher gelten strenge technische Anforderungen an Maßhaltigkeit, Oberflächenqualität, Luftdichtheit und mechanische Festigkeit. Die Wandstärke der Aluminiumhülle liegt üblicherweise zwischen 0,2 mm und 1,0 mm, was je nach Batteriekapazität variiert. Bei quadratischen Aluminiumgehäusebatterien wird das Gehäuse normalerweise ein- oder mehrmals im Tiefziehverfahren geformt, mit einem abgerundeten Eckübergang an der Unterseite und einer am offenen Ende reservierten Crimp- oder Schweißstruktur zur dichtenden Verbindung mit der Abdeckplatte. Die Innenwand des Aluminiumgehäuses muss mit einer Isolierbeschichtung behandelt oder mit einer Isolierfolie abgedeckt werden, um interne Kurzschlüsse zwischen den Batterielaschen und dem Gehäuse zu verhindern. Darüber hinaus muss die Oberfläche des Aluminiumgehäuses eine gute Elektrolytkorrosionsbeständigkeit aufweisen, da Elektrolytkomponenten wie Lithiumhexafluorphosphat im Inneren der Batterie korrosiv gegenüber Metallmaterialien sind.

 

„New Energy Vehicle Aluminium Battery Case“ bezieht sich speziell auf Aluminiumgehäuseprodukte, die in New Energy Vehicle Power-Batterien verwendet werden. Diese Art von Produkt stellt höhere Anforderungen an Konsistenz, Zuverlässigkeit und Sicherheit und muss nationale Standards wie GB/T 31484 und GB/T 31485 sowie kundenspezifische Anforderungen an Vibrations-, Schlag- und Extrusionstests erfüllen. Auf Zellebene sind das Aluminiumbatteriegehäuse und die Lithiumzellen-Aluminiumdose unterschiedliche Ausdrucksformen desselben Produkttyps. Ersteres konzentriert sich mehr auf die Hüllenfunktion nach der Batteriemontage, während letzteres die Form als Einzelzellenbehälter betont. Das explosionssichere Kerbendesign an der Unterseite des Aluminiumgehäuses war in den letzten Jahren ein wichtiges Sicherheitsmerkmal in der Branche. Wenn der Innendruck der Batterie den eingestellten Schwellenwert überschreitet, wird das untere explosionssichere Ventil vorrangig das Öffnen und Ablassen des Drucks durchführen, um schwerwiegendere Folgen durch die Gesamtexplosion der Granate zu vermeiden. Darüber hinaus wirken sich die Gleichmäßigkeit der Dicke und die Wandstärkenverteilung der Aluminiumhülle direkt auf die gravimetrische Energiedichte und die volumetrische Energiedichte der Batterie aus. Eine zu dicke Schale verringert die Energiedichte, und eine zu dünne Schale bietet möglicherweise nicht genügend mechanischen Halt und Sicherheitsredundanz.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die Produktqualität des Aluminium-Batteriegehäuses von New Energy Vehicle spiegelt sich in mehreren wichtigen Details wider, die direkt die Sicherheit, Konsistenz und Montageeffizienz der Batteriezellen bestimmen. Die Gleichmäßigkeit der Wandstärke ist das Hauptanliegen. Durch präzises Formdesign und mehrstufige Ziehprozesssteuerung stellen wir sicher, dass die Wanddickenabweichung jedes Teils der Seitenwand des Aluminiumgehäuses innerhalb von ±0,02 mm liegt und es keine lokale Ausdünnung im unteren Eckbereich gibt, um lokale Überhitzung oder unzureichende mechanische Festigkeit aufgrund ungleichmäßiger Wanddicke zu vermeiden. Das explosionssichere Ventil an der Unterseite ist das zentrale Sicherheitsmerkmal des Aluminiumgehäuses der Power-Batterie. Wir verwenden hochpräzise Scoring-Technologie, um die verbleibende Dicke des explosionssicheren Ventils auf einen Wert zwischen 0,03 mm und 0,08 mm zu kontrollieren. Die Abweichung der Kerbentiefe überschreitet nicht ±0,005 mm und die Abweichung des Berstdrucks wird auf ±0,2 MPa kontrolliert, um sicherzustellen, dass die Druckentlastung genau und gleichmäßig geöffnet werden kann, wenn die Batterie einen abnormalen Innendruck aufweist. Die Ebenheit des offenen Endes wirkt sich direkt auf die Qualität des Laserschweißens des Aluminiumgehäuses und der Abdeckplatte aus. Unser Kerbverfahren stellt sicher, dass die Ebenheit des offenen Endes unter 0,05 mm liegt, ohne Grate, ohne Wellen und ohne Lücken, wodurch eine gute Kontaktschnittstelle für das anschließende Schweißen entsteht.

 

Die Sauberkeit der Innenwand ist der Schlüssel zur Vermeidung von Mikrokurzschlüssen im Inneren der Batterie. Wir verwenden einen mehrstufigen Ultraschallreinigungsprozess in Kombination mit einer Hochtemperatur-Heißluftzirkulationstrocknung, um die Restpartikelmenge an der Innenwand des Aluminiumgehäuses auf nicht mehr als 3 Partikel über 100 μm pro Stück zu beschränken. Je nach Kundenwunsch können wir auch Sauberkeitstestberichte und Filtermembranen für Partikelproben bereitstellen. Im Hinblick auf die äußere Oberflächenqualität sollte die Außenwand des Aluminiumgehäuses glatt sein, ohne Kratzer, Löcher oder Ölflecken. Für optische Teile oder Aluminiumschalen mit besonderen Kundenanforderungen bieten wir auch eine automatische optische Inspektion von Oberflächenfehlern an, um Produkte mit sichtbaren Mängeln auszuschließen. Maßhaltigkeit ist die grundlegende Garantie für die Serienmontage. Wir führen eine 100-prozentige Online-Inspektion oder eine hoch-stichprobenartige Inspektion wichtiger Abmessungen wie Länge, Breite, Höhe, Innendurchmesser des offenen Endes und Bodendicke des Aluminiumgehäuses durch. Der dimensionale Prozessfähigkeitsindex Cpk liegt über 1,33, um die Austauschbarkeit zwischen mehreren Produktchargen sicherzustellen.

 

Darüber hinaus sind auch die Rundheit der Rollkantenstruktur und die Gleichmäßigkeit des Fasenradius wichtige Details, die wir kontrollieren. Die gerollte Kante weist keine Risse oder Falten auf, und die Fasen sind glatt und haben keine scharfen Ecken, um ein Verkratzen der Membran oder der Laschen während des Batteriemontagevorgangs zu vermeiden. Auch die Verpackungsmethode spiegelt ein detailliertes Management wider. Die Aluminiumhülle ist in antistatischen Blisterpaletten oder sauberen Kartons verpackt und die Schichten sind durch schwefelfreies Papier oder Perlbaumwolle getrennt, um Kollisionen und Kratzer während des Transports und der Handhabung zu vermeiden. Jede Palette ist mit einem Chargenetikett und einem QR-Code für den Prüfbericht versehen, um eine vollständige Rückverfolgbarkeit des Prozesses zu gewährleisten.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Der Herstellungsprozess von gestanzten Aluminiumblechen umfasst hauptsächlich das Abflachen, Stanzen, Mehrkanal-Strecken, Schneiden, Stanzen, explosionssichere Ventilformung, Reinigung, Trocknung, Inspektion und Verpackung. Zunächst wird das Spulenmaterial geglättet und ausgestanzt. Die Aluminiumspule wird abgewickelt und ausgerichtet und dann der Stanzform zugeführt, um runde oder quadratische Zuschnitte (üblicherweise als Aluminiumscheiben oder quadratische Aluminiumbleche bezeichnet) auszustanzen. Beim Stanzprozess muss sichergestellt werden, dass die Kanten des Rohlings glatt und gratfrei sind, da es sonst beim anschließenden Streckprozess zu Kratzern oder Spannungskonzentrationen kommt. Zweitens mehrere Strecken. Die Rohlinge werden nacheinander mehreren Ziehpressen oder Mehrstationen-Ziehsteinen zugeführt, wobei der Durchmesser schrittweise verringert und die Tiefe erhöht wird, um schließlich die gewünschte Schalenform zu bilden. Die Anzahl der Streckvorgänge hängt vom Verhältnis der Tiefe zum Durchmesser der Aluminiumschale (Aspektverhältnis) ab. Je größer das Seitenverhältnis, desto mehr Dehnzeiten sind erforderlich. Nach jedem Ziehvorgang wird das Material durch Kaltverfestigung härter. Bei Aluminiumschalen mit größerer Tiefe muss zwischen den beiden Ziehvorgängen eine Zwischenglühbehandlung eingefügt werden. Drittens: Einschnitt und Größenveredelung. Das offene Ende der gestreckten Aluminiumschale weist meist Unebenheiten oder Restdehnungsstreifen auf. Es ist notwendig, das offene Ende durch den Schneidvorgang flach zu schneiden und sicherzustellen, dass die Höhentoleranz des offenen Endes innerhalb von ±0,1 mm liegt.

 

Bei Aluminiumschalen, die eine Kräuselung erfordern, ist nach dem Einschneiden eine Kräuselungsvorverarbeitung erforderlich. Viertens wird das untere explosionssichere Ventil gebildet. Die explosionssichere Ventilstruktur wird durch Ritzen oder teilweises Verdünnen des Bodens des Aluminiumgehäuses hergestellt. Die Kerbtiefe und Restdicke des explosionssicheren Ventils müssen genau kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass bei normalem Betriebsdruck keine Leckage auftritt und dass es zuverlässig platzen und den Druck entlasten kann, wenn der Innendruck ungewöhnlich ansteigt. Fünftens: sauber und trocken. Während des Streck- und Prägevorgangs der Aluminiumhülle bleiben Prägeöl, Aluminiumspäne und Staub zurück, die durch Ultraschallreinigung oder Sprühreinigung vollständig entfernt werden müssen. Als Reinigungsmedium werden in der Regel umweltfreundliche Reinigungsmittel auf Wasser--Basis verwendet. Nach der Reinigung erfolgt eine Heißlufttrocknung und eine Online-Prüfung der Sauberkeit. Sechstens Inspektion und Verpackung. Verwenden Sie bildgebende Messgeräte, Luftdichtheitsdetektoren, Wandstärkenmessgeräte und andere Geräte, um vollständige oder stichprobenartige Inspektionen der wichtigsten Abmessungen, der Luftdichtheit und der Wandstärkenverteilung der Aluminiumhülle durchzuführen.

 

Nach bestandener Prüfung wird es in einer sauberen Umgebung verpackt, normalerweise in antistatischen Paletten oder Blisterkartons, und jede Schicht wird durch staubfreies Papier getrennt, um Kollisionen und Kratzer während des Transports zu vermeiden. Im Vergleich zum Stanzen von Stahlschalen stellt das Aluminium-Metall-Stanzverfahren strengere Anforderungen an den Formabstand, die Auswahl des Schmiermittels und die Kontrolle der Ziehgeschwindigkeit, da Aluminium eine gute Duktilität aufweist, aber anfälliger für Formanhaftungen und Kratzer ist. Ein häufiges Problem beim Stanzen von Aluminiumblechen sind Längskratzer an den Seitenwänden des Aluminiumgehäuses. Dies wird in der Regel durch Abnutzung der Formoberfläche, nicht rechtzeitig ausgeblasene Aluminiumspäne oder Schmiermittelversagen verursacht. Dies muss durch regelmäßige Schimmelreparatur, Online-Reinigung und Schmiermitteltests verhindert werden. Bei Aluminiumgehäusen für Unterhaltungselektronik mit besonderen Anforderungen an das Erscheinungsbild werden auch Oberflächenbehandlungsverfahren wie Polieren, Bürsten, Sandstrahlen oder Eloxieren hinzugefügt, um eine bestimmte Farbe oder Textur zu erhalten. Im Bereich Powerbatterien ist die Sauberkeit des Aluminiumgehäuses einer der wichtigsten Qualitätsindikatoren.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wir konzentrieren uns auf die Herstellung hochpräziser -Metallteile mit fortschrittlicher Produktionsausrüstung und umfassender Branchenerfahrung. Wenn Sie auf der Suche nach einem zuverlässigen Partner sind, kontaktieren Sie uns bitte für detaillierte Angebote und technische BeratungLithium--Ionen-Akku, Aluminiumgehäuse.