Analyse approfondie de la conception des composants structurels pour Power Battery Cell

La cellule de batterie de puissance joue un rôle crucial dans le système de batterie, principalement responsable des fonctions clés telles que le transfert d'énergie, le transport de l'électrolyte, la protection de sécurité, la fixation et le support des cellules et l'apparence soignée. Sa rationalité de conception détermine directement la sécurité, l’étanchéité à l’air et l’efficacité énergétique des batteries au lithium. Du point de vue des tendances de développement du marché, des données pertinentes montrent que la taille du marché chinois des composants structurels des batteries au lithium atteindra 52,6 milliards de yuans en 2024, soit une augmentation annuelle-sur-de 86.2 %. Parmi eux, les composants structurels de batterie carrés ont longtemps dominé le marché, représentant 90,7 %, tandis que les composants structurels de batterie cylindriques ne représentent que 9,3 %. La formation de cette structure de marché est principalement due au développement rapide du marché des véhicules à énergie nouvelle, qui a entraîné l'expansion de la capacité de production et l'augmentation du volume de commandes uniques des entreprises de batteries électriques. La structure de batterie carrée est plus adaptée aux besoins de production à grande échelle-et présente des avantages significatifs en matière d'industrialisation. ​

Le noyau des batteries lithium-ion se compose de deux parties principales : la coque et la plaque de recouvrement. Le processus de fabrication de la coque est relativement simple et est principalement traité par une technologie d'étirement continu. Le matériau est principalement une coque en acier ou en aluminium, qui présente une résistance structurelle élevée et une excellente capacité de charge mécanique. Par rapport à la coque, le processus de fabrication de la plaque de recouvrement est plus complexe, intégrant plusieurs fonctions clés, notamment l'étanchéité fixe, la conduction du courant, la protection contre la surpression, la protection par fusible et la suppression de la corrosion électrique. Par exemple, le couvercle supérieur et la coque en aluminium sont étroitement reliés par soudage au laser, ce qui permet de fixer les cellules nues et d'assurer des performances d'étanchéité ; La conductivité de soudage entre le pôle du couvercle supérieur, la pièce d'adaptateur et l'oreille de la cellule de batterie est la clé pour assurer une transmission fluide du courant de charge et de décharge des cellules de batterie ; Lorsqu'il y a une anomalie à l'intérieur de la batterie provoquant une augmentation de la pression de l'air, la valve antidéflagrante-sur le couvercle supérieur s'ouvre à temps pour relâcher la pression, réduisant ainsi efficacement le risque d'explosion. En tant que barrière de protection importante pour les cellules de puissance Lifepo4, les perspectives de marché des composants structurels des cellules de batterie à coque carrée deviennent de plus en plus larges avec l'expansion continue des marchés des véhicules à énergie nouvelle et du stockage d'énergie.

Coquille:Protection de base et noyau porteur- : en tant que composant de base de la structure des cellules de batterie à coque carrée, la coque joue un rôle essentiel dans la fixation des cellules de batterie, la protection de sécurité, la garantie d'étanchéité et la régulation de la dissipation thermique. En tant que barrière d'isolation pendant tout le cycle de vie entre les substances actives à l'intérieur de la cellule de batterie et l'environnement externe, la coque peut former une fixation stable pour le système électrochimique interne, garantissant que les batteries au lithium SuperPack maintiennent leur stabilité structurelle dans divers environnements d'application. Au niveau de la protection, la coque peut résister à une certaine force d'impact mécanique, évitant que les forces externes n'endommagent la structure interne de la cellule de la batterie ; Les performances d'étanchéité garantissent directement que l'électrolyte ne fuit pas et maintiennent l'état de fonctionnement normal de la batterie. Produits finis de batterie au lithium en alliage d'aluminium. Dans le même temps, la coque sert également de fonction de dissipation thermique, qui peut dissiper en temps opportun la chaleur générée pendant le fonctionnement de la batterie, améliorant ainsi la sécurité et la durée de vie de la batterie. La production de la coque nécessite plusieurs processus, tels que la découpe des matières premières, l'emboutissage profond continu de précision, la découpe, le nettoyage, le séchage et les tests pour fournir une protection garantie au kit de batterie. L'étirement continu de précision est un processus essentiel et difficile, qui nécessite une garantie stricte de l'uniformité de l'épaisseur de la paroi de la coque pour éviter les problèmes de fracture pendant le traitement. Par rapport au processus d'estampage unique classique-, l'étirage continu de précision nécessite une plus grande précision du moule et des performances de l'équipement d'étirage. Des moules de haute-qualité et des équipements avancés sont les principaux obstacles pour garantir la précision dimensionnelle et la stabilité des performances de la coque.

Plaque de recouvrement :Clé d'intégration des fonctions et d'assurance de la sécurité : la plaque de recouvrement est le composant le plus intégré fonctionnellement dans les batteries au lithium-ion pour les produits solaires, responsable de plusieurs fonctions critiques telles que la connexion, l'isolation, l'étanchéité et la prévention des explosions. Le capuchon en acier situé en haut de la plaque de recouvrement a une résistance structurelle élevée, qui peut résister efficacement à la déformation externe et protéger la tôle d'aluminium antidéflagrante-. C'est également le support de connexion pendant le processus d'assemblage de la batterie lithium-ion pour le système d'énergie solaire. La bague d'étanchéité située sur le bord le plus extérieur de la plaque de recouvrement peut réaliser une isolation entre les pièces métalliques à l'intérieur du capuchon composite et la coque en acier de la batterie, empêchant ainsi les défauts de court-circuit à l'intérieur de la batterie et assurant les performances d'étanchéité une fois la batterie scellée. Les composants antidéflagrants-sont les principaux composants de sécurité de la plaque de recouvrement, principalement utilisés pour la mise hors tension-et la décompression lorsque la batterie est surchargée, afin d'éviter le risque d'explosion provoqué par une pression interne élevée. Ils se composent d'anneaux d'isolation, de feuilles d'aluminium antidéflagrantes - et de feuilles d'aluminium de connexion.

Conception d'une nouvelle valve antidéflagrante- :Optimisation de l'espace et mise à niveau de la sécurité : dans la pratique de conception innovante des batteries solaires au lithium, des composants structurels, diverses nouvelles solutions structurelles ont amélioré efficacement les performances et la sécurité des batteries. Dans la conception de la nouvelle vanne antidéflagrante-, la vanne antidéflagrante-est placée du côté opposé des pôles positif et négatif et face au sol. Cette optimisation de la disposition élimine le besoin de réserver un espace antidéflagrant-sur la partie supérieure de la cellule de batterie, améliorant considérablement l'utilisation de l'espace interne dans la coque de la cellule de batterie. Des données de recherche pertinentes montrent que cette conception peut augmenter la densité d'énergie volumétrique d'environ [X] %. Dans le même temps, dans des scénarios d'application pratiques, si le produit subit un emballement thermique en raison d'une température élevée, l'explosion de la valve antidéflagrante -ne causera pas de dommages aux conducteurs, aux passagers ou aux opérateurs d'équipement, éliminant ainsi efficacement les risques pour la sécurité personnelle.

Conception intégrée :Amélioration de l'efficacité et optimisation des coûts : la conception intégrée est une direction importante pour optimiser la structure de la batterie pour le système de stockage d'énergie au lithium-ion. Certains schémas de conception adoptent une disposition intégrée de plaques, de barres omnibus et de faisceaux d'échantillonnage refroidis par liquide, ce qui présente de nombreux avantages significatifs. Les plaques refroidies par liquide- peuvent réduire rapidement la température de fonctionnement des cellules de batterie, garantissant qu'elles fonctionnent toujours dans la plage de température appropriée, améliorant ainsi leurs performances et leur durée de vie. Les données de test réelles montrent que les cellules de batterie à coque carrée utilisant des plaques refroidies par liquide intégrées - peuvent réduire la température de [X] degrés par rapport aux conceptions traditionnelles dans des conditions de travail continues à forte charge. De plus, les conceptions intégrées réduisent considérablement le nombre de composants, simplifient les processus d'installation, améliorent efficacement l'efficacité de la production, réduisent les coûts de fabrication globaux et améliorent la compétitivité des produits sur le marché.

Cet article se concentre sur les composants structurels deCellule de batterie d'alimentation, expliquant leur position centrale et la structure du marché dans les systèmes de batteries, développant les fonctions et les processus des composants principaux tels que les coques et les couvercles, présentant plusieurs cas de conception innovants et résumant les points clés de la conception. Destiné à présenter systématiquement la logique de conception des composants structurels, en soulignant leur rôle essentiel dans la sécurité et les performances des batteries au lithium, et en fournissant une référence pour les pratiques liées à l'industrie-.