Порівняння структурних відмінностей і застосувань між батареями в м’якому-пакеті та батареями в алюмінієвому корпусі

У промисловості нових енергетичних транспортних засобів і накопичувачів енергії матеріал і структура корпусу батареї безпосередньо впливають на продуктивність продукту, безпеку та термін служби. Наразі основними структурами акумуляторних елементів є м’які-батареї (компоненти з м’яким пакетом LiFePO4) і акумулятори з алюмінієвим корпусом (алюмінієві корпуси для автомобільних акумуляторів і алюмінієві корпуси для літієвих акумуляторів).

 

Кожна з них має власну унікальну упаковку, щільність енергії, механічну міцність і конструкцію збірки, що сприяє технологічному розвитку різних типів алюмінієвих корпусів акумуляторів, корпусів силових акумуляторів і призматичних алюмінієвих корпусів батарей.

 

 

 

 

Різницю між ними можна зрозуміти за допомогою візуальної метафори:

 

Акумулятор з алюмінієвим корпусом схожий на банку коли з твердим металевим корпусом (алюмінієвий корпус акумулятора). Його фіксована форма та висока міцність забезпечують стійкість до зовнішнього тиску та механічних ударів, що робить його типовим структурним форматом упаковки елементів батареї.

 

Акумулятори з м’яким-пакетом більше схожі на мішечок із желе, із гнучкою, багато{1}}шаровою алюмінієво-композитною плівкою (перезаряджуваний алюмінієвий корпус) назовні. Незважаючи на те, що вони гнучкі та легкі, вони більш чутливі до зовнішніх сил і потребують більш складних захисних конструкцій.

 

Ця метафора повністю ілюструє фундаментальні відмінності між двома елементами батареї з точки зору структури матеріалу та стратегій механічного захисту.

 

 

З точки зору щільності енергії на одиницю ваги, м’які-батареї загалом перевершують алюмінієві-корпусні батареї. Завдяки надзвичайно тонкій і легкій алюмінієвій-пластиковій плівці м’які-батареї можуть упакувати більше активного матеріалу на одиницю маси, що призводить до вищої щільності енергії. Вони підходять для -чутливих до ваги та -обмежених додатків, таких як споживча-електроніка високого класу та деякі електромобілі-високого класу.

 

На відміну від цього, металева оболонка алюмінієвих-акумуляторів (алюмінієві корпуси акумуляторів/алюмінієві корпуси для автомобілів New Energy Cars) важча, але їх жорстка структура служить-несучим компонентом для модуля, збільшуючи об’ємну щільність енергії під час інтеграції системи. Ця конструкція широко використовується в алюмінієвих корпусах акумуляторів New Energy і акумуляторних блоках з алюмінієвим корпусом, забезпечуючи додаткову підтримку конструкції автомобіля.

 

 

Безпека є основною характеристикою конструкції батареї.

 

Акумулятори в алюмінієвому-корпусі (EV Car Battery Shell / Lithium-ion Battery Aluminium Shell) пропонують значні переваги в механічній міцності, ефективно захищаючи від проколів, роздавлювання та ударів. Однак, якщо внутрішня термічна розбіжність викликає раптове підвищення тиску, жорстка оболонка може збільшити ризик вибуху, якщо система скидання тиску (така як кришка акумуляторної батареї) не спрацює миттєво.

 

Акумулятори з м’якою упаковкою пропонують інший підхід до безпеки. Упаковка з алюмінієвої -пластикової плівки природним чином здувається або навіть тріскається, коли внутрішній газ розширюється, вивільняючи енергію через «само-скидання тиску» та зменшуючи ризик вибуху. Хоча механічна міцність нижча, їхні властивості скидання тиску забезпечують більшу гнучкість і захисну функцію для загальної безпеки.

 

 

У модульних акумуляторних системах конструктивний дизайн безпосередньо визначає компонування автомобіля та ефективність складання.

 

Алюмінієві батарейні корпуси (квадратні алюмінієві корпуси / алюмінієві акумуляторні корпуси з призматичними елементами) мають правильну форму та легко складаються, що робить їх ідеальними для квадратних модулів або макетів у стилі-леза. Вони є основним форм-фактором для алюмінієвих корпусів акумуляторів у нових транспортних засобах. Їхні корпуси з алюмінієвого сплаву (наприклад, глибоко витягнутий алюмінієвий корпус батареї) забезпечують чудову стабільність розмірів і розсіювання тепла.

 

Акумуляторні батареї з м’якою-пакетом відрізняються винятковою гнучкістю. Вони можуть мати різну товщину, пропорції та навіть спеціальні форми відповідно до шасі автомобіля, забезпечуючи краще використання простору для технологій CTP (Cell to Pack) і CTC (Cell to Chassis). Однак їх «м’яка конструкція» також спричиняє додаткові витрати на кріплення та підтримку, вимагаючи посилення кінцевими пластинами, кронштейнами та рамами модулів.

 

 

Алюмінієві корпуси акумуляторів (Battery Shell / Aluminum Battery Cases) мають довгу історію розвитку, з дуже зрілими процесами штампування, зварювання та обробки поверхні. Завдяки глибокому витягуванню, обробці з ЧПУ та автоматизованому зварюванню структурні компоненти, такі як пакетні алюмінієві корпуси або корпуси акумуляторів, можна ефективно виготовляти з високою стабільністю процесу, що робить їх придатними для-великомасштабного виробництва.

 

Незважаючи на те, що батареї з м’якою упаковкою пропонують нижчі витрати на матеріали, процес пакування є складним і висуває надзвичайно високі вимоги до герметичності та чистоти. Це особливо вірно на стадіях штампування алюмінієвої-пластикової плівки та-термічного зварювання, які висувають ще суворіші вимоги до виробничого середовища та точності автоматизації. Тому їх цінова перевага часто слабшає під час інтеграції-на рівні системи.

 

 

 

 

Загалом батареї з м’якою-пакетом і алюмінієвою-оболонкою представляють різні підходи до гнучкості продуктивності та структурної надійності відповідно.

 

Акумуляторні батареї з м’яким-упаковкою (LiFePO4 Soft Pack Cells): прагнуть до надзвичайно легкої та високої щільності енергії та підходять для-ноутбуків високого класу, споживчої електроніки та деяких-автомобілів з високою{3}}енергією.

 

Алюмінієві -акумуляторні батареї (алюмінієві корпуси для автомобільних акумуляторів/корпуси акумуляторних батарей): характеризуються довговічністю, керованістю, безпекою та простотою збирання, вони широко використовуються в електромобілях, електробусах, системах накопичення енергії та в інших галузях і наразі є основним форматом упаковки акумуляторних батарей.

 

Варто зазначити, що галузь переживає тенденцію конвергенції. Нові структури, такі як «Blade Battery», поєднують високу щільність енергії м’яких пакетів із механічною міцністю алюмінієвих оболонок завдякиАлюмінієвий акумулятор з призматичними елементами, процес ламінування з м’якою{0}}пакетом. Це представляє напрямок майбутнього розвитку алюмінієвих корпусів акумуляторів для транспортних засобів з новою енергією.

 

 

 

 

Незалежно від міцності алюмінієвих корпусів акумуляторів чи легкості алюмінієвих корпусів, що перезаряджаються, еволюція структур упаковки акумуляторів приносить більшу безпеку та ефективність новим транспортним засобам і системам зберігання енергії. З продовженням прориву в інтегрованих технологіях, таких як глибоко витягнутий алюмінієвий корпус батареї та акумуляторна батарея з алюмінієвим корпусом, батареї в алюмінієвому-корпусі й надалі відіграватимуть ключову роль у інтелектуальному виробництві та застосуваннях сталої енергетики.