Lithium-ion batteri strukturelle komponenter Brancheanalyse: nøglematerialer og produktionstendenser inden for strømbatterier

 

Strukturelle komponenter til strømbatterier er nøgledele af lithium-ionbatterisystemer, der primært er ansvarlige for at yde mekanisk støtte, tætning, strømledning og sikkerhedsbeskyttelse til battericellerne. Overordnet set omfatter strømbatteriets strukturelle komponenter celletopdæksler, stål- eller aluminiumshuse, batteristik og fleksible konnektorer; snævert defineret refererer de hovedsageligt til cellehuse og batteritopdækselsamlinger, såsom Power Battery Cover Plate og Lithium Battery Top Cap.

 

I batteristruktur giver strukturelle komponenter ikke kun fysisk beskyttelse, men påvirker også direkte tætningsydelsen, termiske styringsevner og sikkerhedspålidelighed af batterisystemet. Med den hurtige udvikling af nye energikøretøjer og energilagringssystemer øges betydningen af ​​strukturelle komponenter konstant, især inden for høj-energi-tæthed og høj-sikkerhed-standard strømbatterisystemer, hvor lithium-ion-batteridækselplader er blevet en af ​​kernekomponenterne i batteridesign.

 

 

 

Baseret på forskellige batteripakningsteknologier er der i øjeblikket tre hovedbatteristrukturformer på markedet: prismatiske batterier, cylindriske batterier og posebatterier. Forskellige emballageformer svarer til forskellige strukturelle komponentsystemer.

 

Cylindriske og prismatiske batterier omtales almindeligvis som hårde-batterier, hvis struktur hovedsageligt består af et kabinet og et dæksel. Prismatiske batterier bruger typisk en aluminiumslegering, kombineret med strukturelle komponenter såsom et Prismatic Lithium batterilåg eller et toplåg til prismatiske battericeller for at opnå tætning og strømforbindelse.

 

I modsætning hertil bruger posebatterier aluminium-plastikfilm som emballagemateriale, hvilket resulterer i en væsentlig anden strukturel form end hårde-batterier. Men i nye energikøretøjer og energilagringsapplikationer forbliver prismatiske hårde-batterier den almindelige løsning på grund af deres høje sikkerhed og strukturelle stabilitet, hvilket fører til en fortsat vækst i markedets efterspørgsel efter aluminiums batteridæksler og relaterede dækkomponenter.

 

 

 

Fra et industriperspektiv besidder kraftbatteriets strukturelle komponenter både egenskaberne "bulkmaterialebehandling" og "præcisionsfremstilling".

 

Med hensyn til omkostningsstruktur udgør råvareomkostninger typisk mere end 50 % af de samlede omkostninger til strukturelle komponenter. Prismatiske aluminium-beklædte batteristrukturkomponenter bruger primært aluminiumslegering som hovedmateriale, mens de også involverer hjælpematerialer såsom kobber, stål og ingeniørplast. For eksempel i batteritopdækselstrukturer skal almindelige aluminiumdækplader til batterier balancere styrke, ledningsevne og korrosionsbestandighed.

 

For nogle strømledende-komponenter kræves der også kobber-aluminiumkompositstrukturer for at balancere ledningsevne og vægtkontrol. For eksempel bruges kobber og aluminium bimetal bipolære pladestrukturer i strømforbindelseskomponenter i nogle batterisystemer.

 

På fremstillingssiden er produktionen af ​​strømbatteriets strukturelle komponenter en typisk præcisionsfremstillingsproces. Huset er typisk produceret ved hjælp af stempling og flere strækningsprocesser, mens topdækslet involverer flere processer såsom stempling, lasersvejsning, sprøjtestøbning og præcisionsmontage. Med det stigende automatiseringsniveau i industrien skifter strukturel komponentproduktion gradvist mod fleksible produktionslinjer og højt automatiseret udstyr for at imødekomme kravene til stor-produktion med høj-konsistens.

 

 

Batterier til nye energikøretøjer består typisk af hundreder eller endda tusindvis af celler; derfor er konsistensen af ​​cellerne afgørende for ydeevnen af ​​hele batterimodulet og batteripakken. I dette applikationsmiljø skal fremstillingspræcisionen og kvalitetsstabiliteten af ​​strukturelle komponenter nå ekstremt høje standarder.

 

Fremstilling af-batterier i bilindustrien kræver typisk, at defektrater kontrolleres på PPM-niveau, hvilket stiller strenge krav til dimensionsnøjagtighed, svejsekvalitet og tætningspålidelighed af strukturelle komponenter. For eksempel i prismatiske batterier påvirker svejse- og tætningskvaliteten mellem Prismatic Lithium Battery Canopy og cellehuset direkte batteriets lufttæthed og levetid.

 

Ydermere skal topdækslets struktur under modulmontering også give strømforbindelse og sikkerhedsbeskyttelsesfunktioner; derfor skal strukturelle komponenter såsom aluminiumsbatterikassedækslet have fremragende mekanisk styrke og varmebestandighed.

 

 

I de seneste år, med den hurtige udvikling af den nye energikøretøjsindustri, er prisen på strømbatterier fortsat med at falde. Omkostningsreduktion i batterisystemer kommer hovedsageligt fra tre aspekter: stor-produktion, teknologiske fremskridt og materialeomkostningsoptimering.

 

I celleomkostningsstrukturen tegner strukturelle komponentomkostninger sig typisk for omkring 8% af celleomkostningerne. Selvom råvarepriserne (såsom aluminium, kobber og stål) ikke er faldet væsentligt, viser de samlede omkostninger for strukturelle komponenter stadig en nedadgående tendens gennem automatiseret produktion, forbedret materialeudnyttelse og optimeret produktionseffektivitet.

 

For eksempel kan optimering af materialelayoutdesign forbedre aluminiumudnyttelsen betydeligt og derved reducere enhedsproduktomkostningerne. I batteripakningssystemer er forbedret produktionseffektivitet af batteridækselpladen og relaterede topdækselkomponenter en nøglefaktor, der driver omkostningsreduktionen i den strukturelle komponentindustri.

 

 

I stive-batteristrukturer er topdækslets komponent den mest teknologisk avancerede del. Topdækslet forsegler ikke kun battericellen, men integrerer også flere vigtige funktionelle moduler.

 

For det første giver det tætning og fiksering. Efter at battericellen er samlet, laser-svejses topdækslet til aluminiumshuset og danner en fuldstændig forseglet struktur. Komponenter som Prismatic Lithium Battery Annexe spiller denne rolle i deres strukturelle design.

 

For det andet giver det strømledning. Terminalerne i topdækslet er svejset til battericellefligene via forbindelsesflige, hvilket muliggør strømledning i battericellen og forbinder til samleskinnen på modulniveau.

 

Ydermere integrerer topdækslet flere sikkerhedsbeskyttelsesstrukturer. Eksplosionssikre-plader og flip-over-plader kan f.eks. aflaste trykket eller afbryde strømmen, når batteriets indre tryk øges unormalt, og derved reducere risikoen for, at batteriet løb af termisk løb. I nogle designs kaldes topdækslet også et LFP Safety Cover Set, der bruges som en sikkerhedsbeskyttelsesstruktur i lithiumjernfosfatbatterisystemer.

 

 

Sammenlignet med topdækslet er fremstillingsprocessen af ​​batterihuset relativt enkel, idet der generelt anvendes en kontinuerlig strækningsproces til fremstilling af aluminiumshusstrukturer. Men efterhånden som batteriets energitæthed fortsætter med at stige, bliver kravene til husmaterialernes ydeevne også stadigt strengere.

 

I øjeblikket optimerer industrien aluminiumslegeringsmaterialeformuleringer for at forbedre husets styrke, sejhed og spændingskorrosionsbestandighed. Samtidig flytter nogle designs den eksplosionssikre struktur fra topdækslet til husets placering for yderligere at forbedre batterisystemets sikkerhed.

 

Med den fortsatte udvidelse af de nye energikøretøjs- og energilagringsindustrier vil batteristrukturkomponenter fortsat blive opgraderet med hensyn til materialeydeevne, strukturelt design og fremstillingsprocesser, og vigtige strukturelle komponenter såsom lithium-ion batteridækplader vil spille en stadig vigtigere rolle i strømbatteriets sikkerhedssystem.

 

 

 

Vi er specialiseret i forskning, udvikling og fremstilling af strukturelle komponenter til nye energibatterier. Vores produkter dækker en bred vifte af batteritopdæksler og strukturelle komponentløsninger, herunder Power Battery Cover Plates, Prismatic Lithium Battery Låg, toplåg til prismatiske battericeller og aluminium batteridæksler. Ved at udnytte moden præcisionsstempling, lasersvejsning og automatiserede samlingsprocesser kan vi levere yderst pålideligeLithium-ion-batteridækselpladerog tilpassede strukturelle komponenter til nye energikøretøjer, elværktøj og energilagringssystemer, der hjælper kunder med at opnå sikrere og mere effektive batterisystemdesign.