La coque en aluminium pour la cellule prismatique au lithium-ion : l'innovation matérielle et l'amélioration des performances stimulent la transformation de l'industrie

À l'ère du développement rapide de l'industrie des véhicules à énergies nouvelles, la sécurité et l'efficacité des batteries sont devenues la clé de la compétitivité de base. En tant que « armure protectrice » de la batterie, la coque en aluminium pour cellule prismatique lithium-ion, avec sa sélection de matériaux, sa conception performante et son processus de fabrication, détermine directement le niveau de sécurité, l'autonomie et le coût global de l'ensemble du véhicule. Des matériaux métalliques traditionnels aux matériaux composites modernes, le développement de la coque en aluminium Li on Cell est un exemple frappant de l'itération technologique dans la nouvelle industrie énergétique. Ses caractéristiques et exigences de performance continuellement améliorées posent une base solide pour la vulgarisation des véhicules électriques.

La coque en aluminium des cellules prismatiques Samsung est un composant structurel essentiel des véhicules électriques, principalement utilisée pour loger des batteries haute tension-, des composants électroniques, des capteurs et des connecteurs, servant d'interface clé entre le système d'entraînement et la structure de la carrosserie du véhicule. La taille des cellules prismatiques LFP de la coque en aluminium des véhicules électriques purs est généralement grande, les produits conventionnels ayant une longueur d'environ deux mètres et une largeur d'environ 1,4 mètre. Atteindre des performances d'étanchéité à l'eau et à l'air de haut niveau-pour une structure aussi grande pose de sérieux défis aux processus de conception et de fabrication. À l'heure actuelle, les entreprises nationales garantissent le fonctionnement sûr et stable des blocs-batteries dans des environnements complexes, en passant par des technologies innovantes anti-fuites et des tests d'étanchéité à l'air stricts avant de quitter l'usine.

Pendant ce temps, la coque en aluminium de la batterie au lithium entreprend de multiples missions de protection : elle doit avoir une stabilité structurelle suffisante pour protéger le module de batterie contre les dommages lors d'accidents de collision ; coopérer avec le-système de refroidissement intégré pour supprimer la surchauffe de la batterie, garantissant ainsi que les batteries lithium-ion fonctionnent dans la plage de température idéale de 10-40 degrés ; et résister aux influences environnementales telles que le vent, la pluie et la corrosion pour garantir un fonctionnement efficace à long terme de la batterie. De plus, en raison de la fréquence de charge élevée et de l'intensité de courant élevée des véhicules électriques, la coque en aluminium de la batterie prismatique au lithium doit également avoir une excellente isolation, une résistance aux températures élevées, une résistance au vieillissement, ainsi qu'un retardateur de flamme sans halogène et une faible densité de fumée lors de la combustion.

(1) Performance mécanique : garantie fondamentale pour la sécurité structurelle
La rigidité de la batterie sèche au lithium La coque en aluminium affecte directement la rigidité globale du corps blanc et doit répondre aux normes de sécurité telles que les collisions frontales et latérales. Dans la conception actuelle des structures sandwich, la mousse d'aluminium est souvent utilisée comme matériau de base, combinée aux avantages d'une rigidité spécifique élevée et du faible poids des composants renforcés de fibres. Cela améliore non seulement la stabilité structurelle, mais optimise également les performances en matière de bruit et de vibration (NVH) du véhicule. Cette conception permet à la coque en aluminium de la cellule lithium-ion phosphate de mieux résister aux impacts externes, créant ainsi une barrière de protection solide pour le module de batterie.

(2) Gestion thermique et ignifuge : double responsabilisation du contrôle de la température et de la sécurité
La coque en aluminium pour cellules prismatiques au lithium fer phosphate en matériaux composites présente des avantages exceptionnels. Parmi eux, la conductivité thermique des matériaux composites renforcés de fibres de carbone-n'est que de 1/200 de celle de l'alliage d'aluminium, avec une meilleure isolation, qui peut mieux résister aux environnements à haute et basse température. L'excellent effet d'isolation thermique réduit la consommation d'énergie du système de gestion thermique, contribue à améliorer l'efficacité de l'autonomie du véhicule et à réduire la consommation électrique totale. Dans le même temps, la faible conductivité thermique constitue la base des performances ignifuges. En ajoutant des retardateurs de flamme, la coque en aluminium de la pile au lithium peut facilement répondre aux normes internationales ignifuges telles que UL94-V-0 et UL94-5VB, réduisant considérablement le risque d'incendie de la batterie.

(3) Performance globale : adaptation multi-dimensionnelle aux besoins pratiques
La coque en aluminium des cellules au lithium lto doit répondre à de multiples exigences telles que la résistance à la corrosion et l'étanchéité à l'air. La conception de la structure sandwich améliore considérablement sa résistance à la corrosion et ses performances d’étanchéité. En optimisant la configuration des fibres et le contenu en volume des fibres, un blindage électromagnétique dans des zones clés peut également être réalisé, évitant ainsi les interférences du système de batterie sur d'autres équipements électroniques du véhicule. De plus, l'application de matériaux composites offre plus d'espace pour la conception intégrée de la coque en aluminium pour cellule de batterie au lithium polymère. Les composants de renfort, les capteurs, les pièces de connexion, etc. peuvent tous être intégrés, simplifiant la structure tout en améliorant l'efficacité de l'assemblage.

Dans le cadre de la tendance industrielle consistant à « remplacer l'acier par du plastique », le matériau de la coque en aluminium Li on Cell s'accélère vers les plastiques renforcés thermoplastiques. Par rapport aux matériaux traditionnels en acier et en aluminium extrudés, les plastiques thermoplastiques présentent des avantages évidents à bien des égards : non seulement ils réduisent le poids du véhicule et contribuent à améliorer l'autonomie, mais ils raccourcissent également le temps de cycle de production et réduisent les coûts de fabrication. Le démonstrateur technique développé par Lanxess et Kautex Textron Group en coopération utilise une résine thermoplastique à fibres longues directes (D-LFT) et une résine polyamide 6 (PA 6) pour créer une coque en aluminium à grande-cellules prismatiques Samsung entièrement en plastique-d'une taille de 1 400 x 1 400 mm et d'un poids de seulement-kilogrammes à deux chiffres, vérifiant pleinement les avantages exceptionnels des plastiques thermoplastiques en termes de poids, de coût, intégration des fonctions et isolation électrique.

En termes de processus de fabrication, le processus de moulage-D-LFT en une seule étape a réalisé une percée. Les composants tels que le plateau de coque, le couvercle de coque et le dispositif de protection du soubassement des cellules prismatiques LFP. La coque en aluminium peut être produite intégralement. Le polyamide 6 Durethan B24CMH2.0 optimisé de Lanxess est utilisé comme composé de moulage, mélangé avec le roving en fibre de verre de Kautex, puis renforcé localement avec le matériau composite thermoplastique renforcé de fibre de dynalite Tepex - de Lanxess. Cela simplifie non seulement le processus de production, mais raccourcit également considérablement le cycle de fabrication, ce qui est plus économique que la technologie de traitement des matériaux en acier et en aluminium. En revanche, la coque en aluminium de batterie au lithium traditionnelle constituée de matériaux métalliques présente des coûts élevés, un poids élevé et un assemblage complexe en raison de sa grande taille, de ses nombreux composants et de ses multiples processus tels que le soudage, le perçage, la fixation et le revêtement par immersion cathodique.

L'innovation matérielle et l'amélioration des performances de la coque en aluminium de la batterie prismatique au lithium sont des supports importants pour le développement de haute -qualité de l'industrie des véhicules à énergies nouvelles. Des matériaux métalliques aux matériaux composites renforcés thermoplastiques, du traitement multi-processus au moulage intégré, la coque en aluminium de la batterie sèche au lithium évolue vers une direction plus sûre, plus légère, plus économique et plus intégrée. Avec l'itération continue de la technologie, leCoque en aluminium pour cellule prismatique lithium-ionrepoussera encore les limites de performance à l'avenir, insufflera un élan plus fort à la sécurité et à l'efficacité des véhicules électriques et encouragera la nouvelle industrie énergétique à avancer régulièrement sur la voie de l'innovation.