Сравнение на структурните разлики и приложенията между батерии с мек-пакет и батерии с алуминиев корпус

В новите енергийни превозни средства и индустриите за съхранение на енергия, материалът и структурата на корпуса на батерията пряко влияят върху производителността, безопасността и продължителността на живота на продукта. Понастоящем масовите клетъчни структури на батерии са представени от батерии с мек-пакет (LiFePO4 клетки с мек пакет) и батерии с алуминиеви корпуси (алуминиеви корпуси за автомобилни батерии и алуминиеви корпуси на литиеви батерии).

 

Всеки има своя собствена уникална опаковка, енергийна плътност, механична якост и дизайн на сглобяване, движещи технологичното развитие на различни видове алуминиеви кутии за батерии, черупки за захранващи батерии и призматични клетъчни алуминиеви кутии за батерии.

 

 

 

 

Разликата между двете може да бъде разбрана с помощта на визуална метафора:

 

Батерията с алуминиев корпус е като кутия кола с твърд метален корпус (алуминиев корпус на батерията). Неговата фиксирана форма и висока якост осигуряват устойчивост на външен натиск и механичен удар, което го прави типичен структурен формат за опаковане на батерийни клетки.

 

Меките-батерии са по-скоро като торба с желе, с гъвкав, много{1}}слоен алуминиев-композитен филм (акумулаторна алуминиева обвивка) от външната страна. Въпреки че са гъвкави и леки, те са по-чувствителни към външни сили и изискват по-сложни защитни конструкции.

 

Тази метафора напълно илюстрира основните разлики между двете батерийни клетки по отношение на структурата на материала и стратегиите за механична защита.

 

 

По отношение на енергийна плътност на единица тегло меките-батерии като цяло превъзхождат алуминиевите{1}}батерии. Благодарение на изключително тънкия и лек алуминиев-пластмасов филм, меките-батерии могат да опаковат повече активен материал на единица маса, което води до по-висока енергийна плътност. Те са подходящи за-чувствителни към теглото и -ограничени приложения, като например потребителска електроника от висок-клас и някои електрически превозни средства от-висок клас.

 

Обратно, металната обвивка на батериите с алуминиева -корпуса (алуминиеви кутии за батерии/алуминиеви кутии за нови енергийни автомобили) е по-тежка, но твърдата й структура служи като-носещ натоварване компонент за модула, увеличавайки обемната енергийна плътност по време на системната интеграция. Този дизайн се използва широко в алуминиеви кутии за батерии New Energy и батерийни пакети с алуминиев корпус, осигурявайки допълнителна опора за конструкцията на превозното средство.

 

 

Безопасността е основна характеристика на дизайна на батерията.

 

Батериите с алуминиев -корпус (EV Car Battery Shell / Lithium-ion Battery Aluminium Shell) предлагат значителни предимства в механичната якост, като ефективно предпазват от пробиване, смачкване и удар. Въпреки това, ако вътрешното термично отклонение причини внезапно повишаване на налягането, твърдата обвивка може да увеличи риска от експлозия, ако системата за освобождаване на налягането (като капака на захранващата батерия) не успее да реагира незабавно.

 

Меките-батерии предлагат различен подход за безопасност. Тяхната опаковка от алуминиево-пластмасово фолио естествено се издува или дори се напуква, когато вътрешният газ се разширява, освобождавайки енергия чрез „само-освобождаване на налягането“ и намалявайки риска от експлозия. Докато механичната якост е по-ниска, техните свойства за освобождаване на налягането осигуряват по-гъвкава и защитна характеристика за цялостна безопасност.

 

 

В модулните акумулаторни системи структурният дизайн директно определя оформлението на превозното средство и ефективността на сглобяването.

 

Алуминиевите кутии за батерии (квадратна алуминиева обвивка / призматични клетъчни алуминиеви кутии за батерии) имат правилна форма и могат лесно да се подреждат един върху друг, което ги прави идеални за квадратни модули или оформления в стил -острие. Те са основният форм-фактор за алуминиеви кутии за батерии в нови енергийни превозни средства. Техните корпуси от алуминиева сплав (като корпуса на дълбоко изтеглената алуминиева батерия) предлагат отлична стабилност на размерите и разсейване на топлината.

 

Меките-батерии се отличават с изключителната си гъвкавост. Те могат да бъдат проектирани да променят дебелини, пропорции и дори персонализирани форми, за да отговарят на шасито на автомобила, осигурявайки по-добро използване на пространството за технологиите CTP (Cell to Pack) и CTC (Cell to Chassis). Въпреки това, тяхната "мека структура" също води до допълнителни разходи за фиксиране и поддържане, изискващи укрепване с крайни плочи, скоби и модулни рамки.

 

 

Алуминиевите кутии за батерии (обвивка на батерията / алуминиеви кутии за батерии) имат дълга история на развитие, с много зрели процеси на щамповане, заваряване и повърхностна обработка. Чрез дълбоко изтегляне, CNC довършителни работи и автоматизирано заваряване структурни компоненти като алуминиеви корпуси или черупки на батерии могат да бъдат ефективно произведени с висока стабилност на процеса, което ги прави подходящи за широкомащабно-производство.

 

Въпреки че батериите с мека{0}}пакет предлагат по-ниски разходи за материали, процесът на опаковане е сложен и поставя изключително високи изисквания към запечатването и чистотата. Това е особено вярно по време на етапите на щанцоване на алуминиево-пластмасово фолио и топлинно-запечатване, които поставят още по-строги изисквания към производствената среда и прецизността на автоматизацията. Следователно тяхното предимство в цената често се размива по време на интеграция-на ниво система.

 

 

 

 

Като цяло батериите с мека{0}}пакет и алуминиевата-обвивка представляват различни подходи съответно към гъвкавост на производителността и структурна надеждност.

 

Батерии с мек-пакет (LiFePO4 Soft Pack Cells): Стремят се към изключително лека и висока енергийна плътност и са подходящи за лаптопи от висок{2}}клас, потребителска електроника и някои превозни средства с-висока мощност с нова енергия.

 

Алуминиеви -батерии (алуминиеви кутии за автомобилни батерии/корпуси за захранващи батерии): характеризиращи се с издръжливост, управляемост, безопасност и лекота на сглобяване, те се използват широко в електрически превозни средства, електрически автобуси, системи за съхранение на енергия и други области и понастоящем са основният формат за опаковане на захранващи батерии.

 

Струва си да се отбележи, че индустрията преживява тенденция на сближаване. Новите структури, като например "Blade Battery", съчетават високата енергийна плътност на меките опаковки с механичната здравина на алуминиевите корпуси чрезПризматична клетъчна алуминиева кутия за батерии, мек{0}}процес на ламиниране. Това представлява бъдещата посока на развитие на алуминиевите кутии за батерии за нови енергийни превозни средства.

 

 

 

 

Независимо дали става въпрос за здравината на алуминиевите кутии на батериите или лекотата на презареждащите се алуминиеви черупки, еволюцията на структурите за опаковане на батерии носи по-голяма безопасност и ефективност на новите енергийни превозни средства и системите за съхранение на енергия. С непрекъснатите пробиви в интегрираните технологии като дълбоко изтеглен алуминиев корпус на батерията и батериен пакет с алуминиев корпус, батериите с алуминиев-корпус ще продължат да играят ключова роля в интелигентното производство и приложенията за устойчива енергия.