Дизајн и анализа призматичних градских компоненти ћелија

一. Преглед призматичних структурних компоненти ћелија
Призматичне структурне компоненте ћелија играју пресудну улогу у литијумским батеријама. Они пре свега служе функције као што су пренос енергије, заштита електролита, заштита сигурности, подршка батерије и фиксација и спољашњи украс. Ове компоненте директно утичу на сигурност, заптивање перформанси и ефикасност коришћења енергије литијумских батерија.

Према релевантним подацима, величина тржишта литијумске батерије структурне компоненте у Кини достигла је 33,8 милијарди Јуана у 2022. години, што је представљало раст годишњег раста од 93,2%. Међу њима су призматичне структурне компоненте батерије дуго заузимале већину структурног тржишта компонената, са тржиштем на тржишту чак 90,7%, док цилиндричне структурне компоненте батерије чине само 9,3%. Ова доминација је углавном због брзог развоја кинеског тржишта енергетског возила, која је вођена снажном подршком владе. Производни капацитет произвођача батерија и број ћелија по налогу значајно су се повећали и призматичне батерије су боље прилагодити захтевима велике производње.

Призматичне структурне компоненте ћелија обично се састоје од шкољке и поклопце. Процес производње шкољке је релативно једноставан, пре свега коришћењем континуираних процеса дубоког цртања и углавном је израђен од челика или алуминијума. Нуди високу структурну снагу и снажну отпорност на механичка оптерећења. Супротно томе, производни процес поклопце је обично далеко сложенији од зграде. Његове главне функције укључују причвршћивање / заптивање, тренутну проводљивост, помоћ под притиском, заштиту осигурача и смањење електричне корозије. На пример, горњи поклопац је ласерско заварен у алуминијумску љуску да се укине и осигура гола ћелију док обезбеђују затворену структуру. Терминали, бубреге са горњим поклопцем, сабирнице и ћелијске картице заварене су како би се осигурало правилно пуњење и извршење струје. Када се батерија саопшти ненормална ситуација и интерни притисак расте, сигурносни вентил горњег покривача отвара се притиском, смањујући ризик од експлозије.

Призматичне ћелијске структурне компоненте играју незамјењиву улогу у литијумским батеријама, а њихови перспективи на тржишту постају све широкији са развојем нових тржишта енергетског возила и енергетског складишта.

2 врсте и функције структурних компоненти

(а) љуска
Као пресудна компонента призматичних ћелијских конструкцијских компоненти, шкољка игра кључне улоге у фиксацији, заштити, заптивању и расипању топлоте. Служи као препрека између активних материјала унутар ћелије и спољног окружења током целог целог животног циклуса, пружајући структурну стабилност унутрашњем електрохемијском систему и обезбеђивање ћелије одржава стабилну структуру у различитим условима.

Што се тиче заштите, љуска може да издржи одређене механичке оптерећења, спречавајући да се спољни утицаји оштећују ћелију. Његова функција заптивања осигурава да електролит не пропушта, одржавајући нормално управљање батеријом. Поред тога, шкољке АИДС у распуштању топлоте ослобађањем топлоте произведене током рада батерије, на тај начин побољшавају сигурност батерије и продужавајући свој животни век.

Производни процес шкољке углавном укључује сирови материјал, прецизан континуирани дубоки цртеж, сечење, чишћење, сушење и инспекцију. Међу њима је прецизна континуирана технологија дубоког цртања најизазовнији аспект производње љуске. Током овог процеса, од суштинског је значаја да се обезбеди уједначена дебљина зида и спречи преломе.

У поређењу са конвенционалним самосталним постојањем, прецизно континуирани дубоки цртеж је тежи. Његове основне баријере леже у калупи и опреми за цртање. Висококвалитетни калупи и напредна опрема за цртање су од пресудне важности за осигурање димензијске тачности и стабилности перформанси љуске.

(б) покривача покривача
Поклопац игра пресудну улогу у призматичким ћелијским структуралним компонентама, пружајући функције као што су веза, изолација, заптивање и заштита од експлозије и заштите од експлозије.

Челична капа се налази на врху поклопце и има велику чврстоћу, што га чини отпорно на деформацију под спољним силама. Служи за заштиту алуминијумског лима отпорна на експлозију и такође је компонента за повезивање батерија у паковању. Прстен за бртвљење налази се на најудаљенији ивици поклопце, изолирајући унутрашњи метални делови комбиноване поклопце из прекривене шкољке батерије. Пружа изолацију да се спречи унутрашњи кратки склопови и такође обезбеђује заптивање након затварања батерије.

Компонента отпорна на експлозију се пре свега користи за искључивање и искључивање притиска током преоптерећења батерије како би се спречило експлозију проузроковано прекомерним унутрашњим притиском. Састоји се од изолационог прстена, алуминијумског лима отпорна на експлозију и повезивање алуминијумског лима. Алуминијумски лист отпоран на експлозију налази се у средини поклопце плоче и је основна компонента која одређује прекид круга и ослобађање критичног притиска. Када унутрашњи притисак батерије достигне одређену вредност, аутоматски се пукоти за ослобађање притиска, осигуравајући сигурност батерије. Повезивање алуминијумског лима налази се на дну поклопце покривача и повезан је на алуминијумски лист без експлозије ласерским заваривањем. У случају опасне ситуације, искључује се из алуминијумског лима отпорна на експлозију. Изолациони прстен налази се на вези између повезивања алуминијумског лима и алуминијумски лим од експлозије, који пружа изолацију и изолацију.

Производни процес поклопци је сложенији од зграде и углавном укључује инспекцију и убризгавање, лепљење, лепљење, асфалтно урањање и обликовање и обликовање и обликовање, спот заваривање, способно заваривање, спот заваривање, спот заваривање, спот заваривање, спот заваривање, спот заваривање, спот заваривање, коначно складиштење. Фазе за тестирање укључују испитивање под притиском експлозије, испитивање хелијумског цурења, испитивање унутрашње отпорности и испитивање отпора. То је изазовније фазе у процесу производње и делови за заваривање, укључујући челично жигосање, алуминијумско жигосање од алуминијума, повезивање алуминијумских жигосања, заптивање прстена за печаће, изолационе печате, заваривање прстена, а заваривање трења током уградње терминала и ласерско заваривање током монтаже.

(ц) прикључна плоча модула батерије

Модула батерије модула игра важну улогу у повезивању компоненти модула за напајање. Углавном се израђује употребом вишеслојних композитних материјала, са једним слојем који делује као спојни слој између конектора и терминала како би се осигурало добре перформансе заваривања. Мулти-слојни слагање материјала осигурава електричну проводљивост прикључне плоче. Након обраде основне плоче са више слојева фолије, формира флексибилно подручје да надокнади расељавање проузроковано експанзијом електричне батерије, смањујући утицај на интерфејсе са ниским чврстоћом. Конектори за модуле за напајање су углавном у правоугаоним, трапезоиидним, троугластим или степеним облицима. Повезана површина је пресвучена 0. 1 мм дебљине никломатске бакра, која је склона оксидацији и боје на високим температурама током заваривања, захтевајући полирање и чишћење без оштећења површинског премаза.

3. Дизајн анализе случаја

(а) Дизајн новог вентила за отпорне на експлозију

У новој врсти призматичке ћелије ћелије, вентил за експлозију је постављен на супротној страни позитивних и негативних електрода, окренутим према земљи. Овај дизајн нуди неколико предности. Прво, са овим распоредом, горњи простор ћелије не треба резервисати простор за вентил који је отпоран на експлозију, умањено уштедећи унутрашњи простор у ћелијској школи. Према релевантним истраживачким подацима, овај дизајн може повећати густину волуметријске енергије приближно [к]%. Друго, у практичним апликацијама, ако производ доживљава топлотну бегу због прекомерне температуре, вентил отпорна на експлозију ће се покварити без представљања опасности на кокпит и путнике у кабини, ефикасно уклањајући личне безбедносне ризике.

На пример, у практичним применама у новим енергетским возилима, ова нова призматична структура ћелије омогућава вишу сигурност за путнике.

(б) Интегрисани дизајн
У неким случајевима призматичне производње ћелијске структуре, течно хлађење плоче, аутобуске каблове за узорковање дизајнирани су на интегрисани начин. Овај дизајн има значајне предности. С једне стране, течна расхладна плоча брзо смањује температуру ћелије, осигуравајући да ћелија послује у оквиру оптималног температурног опсега, побољшавајуће ћелијске перформансе и животни век. На пример, у практичним тестовима, призматичке ћелије са интегрисаним течним плочама биле су у стању да смањују температуру [Кс] дипломом у складу са непрекидним операцијама високог оптерећења у поређењу са традиционалним дизајном. С друге стране, интегрисани дизајн смањује број компоненти, поједностављује процес Скупштине и побољшава ефикасност производње. Истовремено, интегрисани дизајн помаже у смањењу укупних трошкова и побољшава конкурентност тржишта производа.

(ц) Структура монтаже
Дизајн опружне копче у целој картици Призматичка ћелијска структура је јединствена. Пролећни снимак се састоји од прве равне плоче и друге равне плоче, формирајући структуру у облику слова В на основу еластичног метала. Овај дизајн има значајне предности у повезивању картица и поклопце. Прво, прољетни снимак у облику слова Еластиц В користи сопствену скорову снагу да притисне и на поклопцу и плочице на картици, постизање електричне везе. Еластична снага такође побољшава контакт проводљивост између интерфејса. Све док еластична снага постоји, проводљивост ће остати, елиминирајући потребу заварених веза и смањујући потешкоће са монтажом. Друго, проводљиви пресек прелијног копча зависи од подручја пресјека везе између прве и друге равне плоче, што је веће од везе формиране конвенционалним аутобусима и заваривањем. На пример, у практичним тестовима призматичне ћелије повезане са пролећним клиповима показали су већу пренаседању способност од оних који користе традиционалне методе заваривања, побољшавајући [к]%.

(д) Дизајн фиксне структуре
Фиксна структура за призматичне ћелије и метода производње кућишта батерије има велику практичну вредност. Дизајн укључује комбинацију шасије батерије, горње фиксне поклопце и траке за паковање. Шасија батерије има прву утор за причвршћивање батерије која се прилагођава дну призматичне ћелије, чврсто стезање дна ћелије. Горња фиксна капа има другу утор за причвршћивање батерије која се прилагођава врху призматичне ћелије, чврсто стезање врх ћелије. Коначно, трака за паковање је опремљена преко шасије батерије и горња фиксна капа за формирање једне структуре фиксирања батерије. Поред тога, кућиште модула батерије опремљен је компонентама против клизања и горњу плочу за причвршћивање партиције. Компоненте против клизања укључују водене шине са обе стране унутрашње љуске кућишта батерије и ограничавају ребра на дну кућишта, која помажу у ограничавању положаја сваког батерије, спречавање тресења. Горња плоча за причвршћивање партиције може се одвојиво прикључити на спољну шкољку кућишта батерије, притиском и причвршћивањем врхова вишеструких батерија. Овај дизајн побољшава сигурност фиксације призматичних ћелија и пружа поуздану заштиту за примјене кутије за складиштење енергије.

4. Дизајн кључних тачака Резиме

Кључне тачке дизајна призматичних ћелијских конструкцијских компоненти су бројни, а ти бодови играју пресудну улогу у побољшању сигурности и перформанси литијумских батерија.

(а) Дизајн заптивања портова за убризгавање ликвида
Дизајн заптивања порта за убризгавање течности директно је повезан са безбедношћу и животом батерије. Чемп за бртвљење течно убризгавања дизајниран од стране ЦАТЛ-а састоји се од металног дела и гуменог дела, са сметњама прикладно у контакт са отвором за убризгавање. Отвор за убризгавање такође има удубљење, а гумени део заптивног утикача дизајниран је уз избочење које се може бавити удубљењем. Овај дизајн омогућава расхладно склапање на ниским температурама, ефикасно спречавање формирања металних бура и честица, обезбеђујући поуздано заптивање портова за убризгавање течности. Истовремено, гумени део спречава да се метални пробоји и честице паду у батерију, обезбеђују сигурност батерије. Механичка заптивна структура не захтева ласерско заваривање, поједностављују процес и значајно смањење трошкова.

(б) Позитиван и негативан дизајн терминала

Позитиван терминал је обично од алуминијума, док је негативни терминал направљен од композита бакрене алуминијума. Њихова примарна функција је да се спроведу струја. У батерији, горњи наслов терминала, Бусбар и картице ће ћелија су заварени како би се осигурало да тренутни пролази кроз ћелију за пуњење и пражњење. У модулу је горњи прикључак за покриће ласерско заварено и причвршћено на Бусбар, формирајући серију / паралелне везе. Поред тога, директно повезивање алуминијумске љуске и позитиван терминал може да елиминише потенцијалну разлику између њих двоје, спречавање корозије алуминијске шкољке.

(ц) Повећање позитивног отпора терминала
Отпорност између позитивне терминалне и алуминијске љуске је врло мала, на нивоу МиллиоХМ-а. Када се догоди кратки спој, струја петље је велика, а то може проузроковати да се изазива искре, што може довести до ватре батерије, позирајући значајну безбедносну опасност. Тренутно се често додаје проводљиви пластични или силицијум карбид између горње покривене плоче алуминијумске шкољке и позитивног терминала за повећање проводљивог отпора између алуминијумске љуске и позитивног терминала. ЦАТЛ је такође дизајнирао ПТЦ термистор између позитивног терминала и горње покровне плоче. Коришћењем карактеристике термистора за промену отпорности на температуру, ПТЦ термистор може брзо да конзумира унутрашњу енергију када напајачка батерија доживи спољни кратки круг, спречавајући топлотни шок од прекомерне топлоте на отпорнику. Ово елиминише питање ниског отпора који изазива топљење, а истовремено избегавајући проблеме као што су ватрогасно о акумулаторима или отпорни у топљењем због прекомерне температуре.

(д) Дизајн отпорна на експлозију и реверсал плоча
Генерално, горњи поклопац литијум-гвожђе фосфатних батерија користи један вентил за отпорно на експлозију, са отварачним притиском 0. 4 0. 8 МПа. Када се унутрашњи притисак повећа и прелази отворив притисак вентила за експлозију, вентил ће се руковати на зарез и отворити за ослобађање притиска. За тернарне системе батерија, поред вентила који су отпорни на експлозију, такође се користи и комбиновани дизајн комбинације плоча ССД. Уводни притисак вентила за отпорно на експлозију и преокрет притиска ССД плоче су обично {{1 0}}. 751,05 МПа и 0,45 ~ 0,5 МПа. Када се унутрашњи притисак батерије повећа на преокрет ССД-а, преокрет се гура према горе, брзо сече струју. Истовремено, алуминијумски прикључни тањир ФУСЕ дува, узрокујући директан кратки круг између позитивних и негативних терминала горњег поклопца, брзо сечећи струју.

Кључне тачке дизајна призматичних ћелијских структуралних компоненти покривају неколико аспеката, укључујући течно затварање убризгавања, позитиван и негативан терминал, повећање позитивне отпорности на терминал и дизајн изолистичких и преокрета плоча. Ови елементи дизајна раде заједно на побољшању безбедности и перформанси литијумских батерија, пружајући чврсту техничку подршку развоју новог енергетског возила и тржишта за складиштење енергије.