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瀏覽:- 發布日期:2023-02-13 11:30:27【
   電池結構件持續迭代,製造門檻提高、附加值增加

   電池結構件包括電芯頂蓋和殼體,是保障鋰電池安全的核心部件,起到支撐、防護、 傳輸能量作用。鋰電池精密結構件指具有高尺寸精度、高表麵質量、高性能要求等特性的殼體和頂蓋,起到傳輸能量、承載電解液、保護安全性、固定支承電池、外觀裝飾等作用的部件,並根據應用環境的不同,具備可連接性、抗震性、散熱性、防腐蝕性、防幹擾性、 抗靜電性等特定功能。

   電池結構件包括頂蓋、殼體兩個部分,頂蓋和殼體價值量之比約為 2:1

   鋰電池頂蓋結構複雜精密、承擔能量傳輸和防爆泄壓作用,價值量約是殼體兩倍。鋰電池蓋板由 10 多種元器件組合而成,主要由蓋板、正負極極柱、注液孔、翻轉片、防爆片(閥)等結構組成,結構精密複雜,價值量約是殼體2 倍。

   頂蓋是穿刺、熱失控、著火等情形下的重要保護器件,它可以減少過流電流,減少翻轉片被熔斷的幾率,從而防止動力電池起火或者爆炸,有效降低危險性。目前,鋰電池防爆方法通常有斷路防護和泄壓防護兩種。 斷路防護是指在電池內密封片與極芯之間設置特殊的斷路焊點,當電池內因產氣而使內氣壓增大到一定值時,密封片受壓變形,與極芯之間的焊點被拉斷,徹底切斷電路。泄壓防護指在電池密封體上設置防爆片,當內氣壓升高到防爆閥的開啟壓力時,防爆片即從刻痕處破裂並泄壓,從而避免出現爆炸的現象。

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   電池殼體主要起到對內部電化學係統固定和全密封作用,結構相對簡單。殼體起到對內部電化學係統固定和全密封作用,對結構強度、散熱等性能要求較高。因為電池在充放電過程中會產生一定量的氣體、電芯也會膨脹,形成對殼體內部的壓力,電池殼的結構強度必須足以抵抗電芯膨脹力而不能發生破裂;電池殼的熱量需要通過電池殼體向外散熱,若殼體的散熱性差,電池散熱不及時,長期處於高溫狀態下的電池容易出現損壞。此外電池殼體拉伸過程需要嚴格控製無金屬絲屑導致潛在短路,對一致性、穩定性要求高。由於鋁殼密度為鋼的 1/3,導熱性能是鋼的5倍,可塑性強鑄造性能良好等特點,殼體材質由鋼殼向鋁殼轉變。

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   衝壓拉伸為主流生產方案

   電池結構件生產端具精密製造屬性,頂蓋生產流程較為複雜。頂蓋結構複雜,主要生產工藝包括精密衝壓、激光焊接、注塑等,首先使用衝床將原材料衝壓成各種金屬件,經清洗後再使用激光焊接技術將安全閥、加工極柱等部件焊接並組裝在一起,注塑成型後對其進行性能、氣密性檢測,檢測合格後入庫。除了基本技術,結構件也發展了眾多延伸技術,如安全防爆設計等,主要用於頂蓋結構的優化升級。

   硬殼結構件中,蓋板承擔功能豐富,而防爆片和翻轉片為主要安全部件,敏感度指標要求嚴格。蓋板具有電流導通、泄壓、熔斷保護、降低電腐蝕等功能,材質由不鏽鋼向銅鋁複合材質轉變。其中,防爆片設計起到主要的電池安全保護作用,內部壓強超過防爆片的開啟壓力時,防爆片即從刻痕處破裂並泄壓。防爆片開啟壓力在0.4~0.8MPa;因此,防爆閥的開啟壓力穩定性屬於關鍵技術指標。
防爆片的生產主要采用精密連續衝壓工藝,原材料分切後對其使用衝床進行成型,得到半成品,再對其清洗、烘幹,經檢測合格後入庫。

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   電池結構創新百花齊放,帶動電池結構件設計持續迭代。電池技術創新是驅動行業發展的主要推力,在電芯材料體係創新之外,4680、麒麟電池等電池結構創新使得電池係統的能量密度、空間利用率、安全性等性能進一步提升。電池的結構創新最直接地帶來電池結構件上的迭代升級,設計的複雜度提升注定了製造門檻的提高,所以,選擇一家有實力的生產企業就顯得尤為重要。

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