リチウム電池ケースのパノラマ解析

電池ケースは、リチウムイオン電池の内部セルを封入して保護するために使用される重要な構造部品であり、電池セルの物理的境界と機械的保護バリアを形成します。{0}}気密性、サイクル寿命、防爆安全性能を直接決定するバッテリー システムの中核コンポーネントとして、バッテリー ケースの工学設計レベルは、さまざまなアプリケーション シナリオにおけるバッテリー モジュールの安定した動作と安全保護機能に直接影響します。{2}}電池ケースは包装形態の違いにより、主に角型、円筒型、ソフトパックの3種類に分けられます。角型や円筒型の電池ケースは通常、アルミニウムやスチールなどの金属材料で作られ、プレス加工やレーザー溶接などの工程を経て製造されます。ソフトパック電池は、包装材料としてアルミニウム-プラスチックフィルムを使用しており、これは柔軟な包装ソリューションです。

 

軽量化はバッテリーケース技術開発の重要な方向性であり、そのため高性能バッテリーケースにはアルミニウム合金や複合材料がますます広く使用されています。-ライフサイクル全体の観点から見ると、耐用年数に達したバッテリーシェルは再生可能な資源としてリサイクルできます。中でも、電池用アルミニウムハウジングや角形リチウムイオン電池用アルミニウムシェルなどのアルミニウムシェルのリサイクル価値は特に大きい。アルミニウムのリサイクルのエネルギー消費量は、一次アルミニウム生産のエネルギー消費量よりもはるかに低くなります。円筒形バッテリーシステムでは、リチウムセルのアルミニウムシェルは最も標準化されたシェル形状であり、18650、21700、4680などの仕様の量産に広く使用されています。さらに、国際ブランドのバッテリーセルのパッケージングニーズに応えて、パナソニックバッテリー用アルミニウムシェルアルミニウムシェルやサムスンsdiバッテリー用アルミニウムシェルアルミニウムシェルなどの特殊なシェルソリューションも精密製造の分野で重要な位置を占めています。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

材料科学の進歩は、バッテリーケースの性能のブレークスルーを根本的にサポートします。アルミニウム合金は、現在の動力電池ケースの主流の技術ルートです。中でも、3,000系アルミニウム板は、優れた成形性、高い耐食性、優れた溶接性と導電性、低密度、軽量などの総合的な利点により、動力電池ケースの製造に広く使用されています。圧延アルミニウム板、押出アルミニウム形材、鋳造アルミニウムという 3 つの異なる形状のアルミニウム材料が、さまざまなバッテリー シェル プロジェクトで大規模に使用されています。従来の材料として、高張力鋼-は基本的な強度と剛性の要件を満たしており、コストが重視され、軽量要件が求められる一部のシナリオでも競争力を維持できます。-新しい方向性として、複合材料は、同じ厚さの条件下でアルミニウム合金の 3 倍以上の引張強度、UL-94 V0 レベルに達する難燃性能、およびアルミニウム合金よりも 30% 以上低い密度を備えています。高圧樹脂トランスファー成形プロセスにより、生産サイクルが短縮され、寸法精度が向上します。軽量材料の最先端の代表として、マグネシウム合金の産業応用は業界の注目を集めています。軟包装ルートで使用されるアルミニウム - プラスチック フィルムは、通常、外側のナイロン、中間のアルミニウム箔、内側のポリプロピレン フィルムの 3 層で構成され、乾式または熱プロセスによって製造されます。リン酸鉄リチウム化学システムにおいては、リン酸鉄リチウム電池用アルミニウムシェルは、その優れた耐食性とコストコントロール性により、商用車やエネルギー貯蔵分野で広く使用されています。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

製造プロセスは、バッテリーケースの最終的な性能の一貫性と信頼性を決定する重要な要素です。成形技術の面では、金属シェルは主にスタンピングおよび延伸プロセスを採用しています。アルミニウム合金シェルは通常、カバープレートを除いて 1 つのステップで延伸および成形できます。自動ブランキングおよび精密送り装置により、金型の詰まりやスクラップ率を効果的に削減し、生産リズムを向上させることができます。溶接プロセスはバッテリーの密閉を確実にするための最初のステップであり、バッテリーの電圧強度とサイクル寿命に直接影響します。角型アルミニウムシェルバッテリーのトップカバーシールのレーザー溶接技術は、低速から高速まで継続的に進化しています。初期段階では、溶接速度は 100 ミリメートル/秒未満でした。その後、レーザーハイブリッド溶接と高周波ビームスイング技術により、速度が毎秒 100 ～ 200 ミリメートルに増加しました。-現在、先進技術により、ポイントリングスポットレーザー溶接やその他の技術を使用して、溶接の安定性と製品の互換性を向上させ、毎秒 300 ミリメートルを超える高速溶接ソリューションが模索されています。{12}

 

しかし、アルミニウム合金のレーザー溶接は、依然として気孔、高温亀裂、爆発、スパッタなどの技術的困難に直面しており、シールド ガスの最適化、溶接パラメータの微調整、溶接前の表面処理によって克服する必要があります。-密閉と保護のプロセスも重要です。設計段階では、シールリングの圧縮量、シール溝の構造、組立公差、エンドカバーの変形などを体系的に計算し、圧力衝撃や電解液漏れに耐えるための耐圧キャビン構造、内部ポッティング補強、O-ラジアルシールの組み合わせを採用する必要があります。円筒形バッテリーの場合、リチウムセルのアルミニウムシェルの製造では、コアとシェルの間のマッチングギャップが最適な範囲にあることを保証するために、肉厚の均一性と真円度の精度がより重視されます。これにより、電解液の十分な浸透が保証されるだけでなく、過剰なギャップによって引き起こされるコアの揺れも回避されます。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

バッテリーケースの応用シナリオは、新エネルギー車の電源バッテリーパックからエネルギー貯蔵システム、家庭用電化製品、特殊機器、その他の分野まで深く浸透しています。新エネルギー車の分野では、バッテリーケースは高強度、軽量、高い安全性という複合的な要件を満たす必要があります。ケースの設計では、車体下部の衝突保護、横方向の押し出しエネルギーの吸収、熱暴走方向の圧力軽減などの複数の機能を考慮する必要があります。エネルギー貯蔵システムの分野では、大型の円筒形バッテリーには通常、アルミニウム シェルのパッケージング ソリューションが使用されます。軽量で熱伝導率が高く、コストを制御できる特性を利用して、エネルギー貯蔵用の円筒形セルに広く使用されています。-ケーシングの精密製造、構造の最適化、防爆プロセスに対する業界の要件は増加し続けています。{6}}家庭用電化製品の分野では、バッテリーケースの薄さ、感触、一体化に対する製品に対する高い要求が求められます。

 

通常、外側の柔らかい素材と内側のマイクロファイバー裏地の複合構造が使用されます。深海ロボットやその他の応用シナリオなどの特殊機器の分野では、バッテリー ケースは約 1 MPa の水圧に耐える必要があります。-肉厚設計、補強配置、エンドカバー構造の最適化、材料剛性チェックなど、設計時に体系的な耐圧計算を実行する必要があります。アプリケーションシナリオに関係なく、バッテリーケースの設計では、バッテリーセルの化学的安全要件と最終製品の機械的環境要件のバランスを取る必要があります。国際市場において、日本の電池メーカーはケースの精度と表面品質に対して非常に厳しい要件を求めています。パナソニック バッテリー用のアルミニウム シェル アルミニウム シェルは、ハイエンドの民生用および自動車用バッテリーの品質基準を満たすために、通常、複数の研磨と不動態化処理を必要とします。-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

すべての製品は、業界の精密製造および安全基準に厳密に従って製造されています。高精度、高強度、良好なシール性、軽量、耐食性などの利点があります。構造サイズと保護プロセスは顧客のプロセス要件に応じてカスタマイズでき、さまざまな用途に安定した信頼性の高いケーシングサポートソリューションを提供します。アルミニウム リチウム-イオン電池メーカー。