Penyelidikan dan Penggunaan Kawalan Kedap Udara Penutup Bateri Aloi Aluminium

 

Penutup bateri yang dikimpal -penyesuai aloi aluminium ialah komponen penting sel bateri kuasa untuk kenderaan tenaga baharu. Kedap udaranya secara langsung memberi kesan kepada keselamatan dan kestabilan keseluruhan sistem. Terutamanya dalam pek bateri-ion litium yang menggunakan sistem penyejukan cecair, kawalan kedap udara ialah teknologi utama. Dengan menganalisis struktur penyejukan cecair, proses pemasangan dan parameter kimpalan, kertas kerja ini mencadangkan langkah penambahbaikan dari perspektif kebolehsemperitan bahan dan pengoptimuman proses kimpalan, dengan berkesan meningkatkan kedap udara dan ketekalan penutup aloi aluminium dalam pembuatan bateri lithium-ion.

 

 

 

Dengan perkembangan pesat kenderaan tenaga baharu dan sistem storan tenaga, permintaan untuk bateri-ion litium, sel kuasa Lifepo4 dan sistem storan tenaga suria (Pek Bateri Litium) terus berkembang dalam sektor kuasa dan storan tenaga. Untuk mencapai penjimatan ringan kenderaan dan julat yang dipertingkatkan, penutup bateri aloi aluminium (Kepungan Bateri) digunakan secara meluas dalam pembuatan pek bateri litium dan kit pek bateri kerana nisbah kekuatan{3}}kepada-berat dan rintangan kakisan yang sangat baik.

 

Berbanding dengan struktur aluminium tuang, perumah aluminium yang dikimpal menawarkan kelebihan seperti kos pembangunan acuan yang rendah, fleksibiliti struktur yang tinggi dan pelesapan haba yang unggul. Walau bagaimanapun, semasa proses pemasangan dan kimpalan berbilang-komponen, kedap udara yang lemah boleh berlaku dengan mudah, membenarkan penyejuk atau lembapan menembusi, sekali gus menjejaskan prestasi dan jangka hayat sel bateri-ion litium. Kawalan kedap udara yang lemah bukan sahaja boleh menyebabkan kegagalan sistem seperti litar pintas dan kakisan, tetapi juga menjejaskan operasi selamat bateri untuk sistem storan tenaga litium-ion. Oleh itu, mengawal kedap udara perumah aloi aluminium telah menjadi isu kritikal dalam pembuatan-bateri ion litium untuk kenderaan tenaga baharu dan sistem rumah solar.

 

 

Pek bateri kuasa terutamanya menggunakan penyejukan udara dan penyejukan cecair untuk pelesapan haba. Walaupun penyejukan cecair adalah kompleks dari segi struktur, ia menawarkan kekonduksian terma dan kawalan suhu yang sangat baik, menjadikannya pilihan arus perdana. Cecair-perumah aloi aluminium yang disejukkan biasanya dikimpal bersama daripada berbilang plat aluminium dan terdiri daripada penutup atas, cangkerang bawah dan saluran penyejukan.

 

Dalam produk seperti Bateri Lithium SuperPack dan Bateri Litium-ion untuk Produk Suria, keperluan kedap udara saluran penyejuk cecair adalah lebih tinggi daripada perumah. Pengujian memerlukan lekapan ujian kedap udara khusus, di mana udara termampat disuntik di bawah keadaan suhu dan tekanan standard, dan prestasi pengedap dinilai menggunakan kaedah penurunan tekanan. Kedap udara yang lemah selalunya menyebabkan kebocoran, kakisan dan litar pintas dalam sistem penyejukan cecair, menimbulkan ancaman kepada kebolehpercayaan keseluruhan sistem Bateri Suria Litium.

 

Proses pembuatan utama untuk perumah dikimpal kepingan aluminium termasuk: tuangan jongkong aluminium, penyemperitan kepingan, menggergaji, pemesinan, kimpalan arka dan kimpalan kacau geseran, ujian kedap udara dan pemasangan. Kualiti pemprosesan plat asas penyejuk cecair secara langsung menentukan keselamatan dan ketahanan keseluruhan Pek Bateri Litium{1}}ion.

 

 

Analisis sampel dulang bateri yang gagal mendedahkan bahawa kecacatan kedap udara terutamanya tertumpu pada kimpalan dan rongga tapak asas. Kira-kira 83% daripada kebocoran udara disebabkan oleh kimpalan yang lemah, termasuk masalah seperti keliangan pusat-akhir arka dan terbakar-laluan; kira-kira 16% disebabkan oleh keretakan dan penyingkiran dalam rongga plat.

 

Penyebab utama kecacatan ini termasuk:

Penyemperitan plat yang tidak betul, mengakibatkan kualiti kimpalan yang lemah;

Padanan arus dan kelajuan kimpalan yang tidak betul, mengakibatkan gabungan tidak lengkap;

Pengapitan plat asas yang tidak mencukupi, mengakibatkan ubah bentuk yang disebabkan oleh pengecutan kimpalan;

Kekuatan dinding sisi saluran aliran plat yang tidak mencukupi, mengakibatkan keretakan yang disebabkan oleh tegasan kimpalan.

 

Isu ini bukan sahaja menjejaskan integriti struktur kotak tetapi juga boleh menyebabkan kebocoran penyejuk, mengancam kestabilan-pengoperasian jangka panjang Bateri Litium Ion untuk Sistem Tenaga Suria.

 

 

(1) Pengoptimuman Bahan dan Proses Penyemperitan

Untuk meningkatkan kualiti kimpalan logam lembaran, kita harus bermula dengan struktur die penyemperitan dan parameter proses:

 

Tebalkan acuan atas dengan sewajarnya dan kurangkan diameter lubang lencongan untuk meningkatkan jumlah ruang kimpalan dan meningkatkan tekanan hidrostatik.

Laraskan suhu dan kelajuan penyemperitan (cth, dari 475 darjah kepada 440 darjah , dan dari 3 m/s kepada 2.4 m/s);

Pilih penyemperit tan yang lebih tinggi (cth, dari 2800T hingga 4000T) untuk meningkatkan daya penyemperitan dan ketumpatan bahan.

 

Langkah-langkah ini berkesan meningkatkan kebolehkimpalan bahan dan memberikan kualiti bahan asas yang lebih stabil untuk kimpalan seterusnya.

 

(2) Proses kimpalan dan kawalan ubah bentuk

Untuk menyelesaikan masalah ubah bentuk kimpalan dan kebocoran udara, langkah-langkah berikut diambil:

 

Tetapkan arus, voltan, dan kelajuan kimpalan yang berbeza mengikut ketebalan plat dan keperluan kimpalan;

Tambah lekapan pengapit untuk mengelakkan plat bawah daripada meleding dan anjakan.

Kawal masukan haba dengan tepat untuk memastikan kimpalan bercantum sepenuhnya dan permukaannya licin.

Lakukan ujian kedap udara 100% pada kotak Pek Bateri Litium yang dikimpal untuk memastikan tiada kebocoran.

 

Selepas penambahbaikan, kadar kelayakan kedap udara kotak siap meningkat daripada 55% asal kepada lebih daripada 90%, memenuhi piawaian aplikasi Pek Bateri Litium-ion tinggi dan Pek Bateri Litium Sistem Tenaga Suria.

 

 

 

Kedap udara kotak bateri aloi aluminium berkaitan secara langsung dengan keselamatan, hayat dan kebolehsuaian alam sekitar bagi bateri Litium dan sistem Sel Bateri Kuasa. Melalui pengoptimuman sistematik proses penyemperitan plat, reka bentuk die, dan parameter kimpalan, masalah kedap udara kotak penyejuk cecair dapat diselesaikan dengan berkesan, dan konsistensi dan kebolehpercayaan produk dapat dipertingkatkan.

 

Hasil penyelidikan ini mempunyai nilai rujukan yang hebat kepada pengeluar bateri untuk sistem penyimpanan tenaga-ion litium, bateri litium-sistem rumah suria dan pek bateri-ion litium. Pada masa hadapan, sebagai skop penggunaan bateri solar litium danSel kuasa Lifepo4terus berkembang, teknologi pembuatan kotak bateri aloi aluminium yang tinggi-kedap udara dan{1}}kebolehpercayaan tinggi akan menjadi pautan kawalan kualiti utama dalam rantaian industri tenaga baharu.