تحلیل وضعیت فعلی و روندهای آتی صنعت اجزای ساختاری باتری منشوری

اجزای ساختاری باتری منشوری جزء اصلی سیستم‌های باتری انرژی جدید خودرو هستند. آنها معمولاً از یک پوشش آلومینیومی، صفحه پوشش، پایانه‌ها و اجزای عایق تشکیل شده‌اند که در درجه اول مسئول محصور کردن سلول، حفاظت مکانیکی، اتصال الکتریکی و مدیریت حرارتی هستند. با رشد سریع تقاضا برای وسایل نقلیه انرژی جدید، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی، و باتری‌های{2}}قدرت بالا، اجزای ساختاری منشوری پیوسته به سمت سبک وزن،{3}}استحکام و یکپارچگی{4} بالا ارتقا می‌یابند. در حال حاضر، باتری‌های برقی کیس آلومینیومی منشوری به یکی از راه‌حل‌های اصلی بسته‌بندی باتری‌های برق تبدیل شده‌اند، زیرا استفاده از فضای زیاد و عملکرد عالی در اتلاف گرما می‌تواند الزامات سیستم‌های-انرژی-بالا را برآورده کند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

از منظر ساختار زنجیره صنعت، بالادست صنعت اجزای ساختاری باتری منشوری عمدتاً شامل مواد آلومینیوم، مواد مس، مواد عایق و قالب‌های دقیق است که آلیاژهای آلومینیوم با کارایی بالا بخش بزرگی از هزینه کلی را تشکیل می‌دهند. جریان میانی فرآیندهای تولیدی مانند مهر زنی پوشش آلومینیومی، کشش عمیق، جوشکاری، عملیات سطحی و مونتاژ اجزای ساختاری را پوشش می دهد. پایین دست عمدتاً در باتری های انرژی جدید وسایل نقلیه، باتری های ذخیره انرژی و سیستم های قدرت صنعتی استفاده می شود. در سال‌های اخیر، با افزایش مستمر تقاضا برای سلول‌های یونی لیتیوم آلومینیومی، اندازه بازار ساختارهای باتری منشوری رشد سریعی را حفظ کرده است، به‌ویژه در پس زمینه گسترش سریع سیستم فسفات آهن لیتیوم، جایی که نرخ نفوذ سلول‌های آلومینیومی باتری منشوری LiFePo4 در بازار به طور مداوم در حال افزایش است.

 

در حال حاضر، بازار باتری‌های قدرت داخلی همچنان تحت سلطه باتری‌های منشوری است. باتری‌های منشوری، با ایمنی بالا، راندمان بسته‌بندی بالا و فرآیندهای تولید بالغ، جایگاه غالبی در بخش خودروهای انرژی جدید دارند. به‌ویژه در بخش‌های سیستم ذخیره‌سازی انرژی و خودروهای تجاری، تقاضا برای محصولات پوسته آلومینیومی پریسماتیک باتری چرخه عمیق Lifepo4 رشد قابل‌توجهی را نشان می‌دهد. در همین حال، پوسته‌های آلومینیومی سلول‌های لیتیوم یونی با اندازه‌های بزرگ به تدریج در حال تبدیل شدن به یک جهت توسعه مهم برای سلول‌های با ظرفیت بالا-برای برآوردن نیازهای چگالی انرژی و پایداری ساختاری وسایل نقلیه دور-و دستگاه‌های ذخیره انرژی بزرگ هستند.

 

از نظر فناوری مواد، سبک وزن به یک روند اصلی در صنعت تبدیل شده است. آلیاژهای آلومینیوم با استحکام بالا به تدریج جایگزین مواد سنتی می شوند، با ضخامت پوسته های آلیاژ آلومینیوم سری 3003 به طور مداوم کاهش می یابد و در عین حال استحکام کششی بالاتری نیز حفظ می شود. از طریق بهینه‌سازی فرآیند کیس‌های باتری کشش عمیق آلومینیومی، تولیدکنندگان می‌توانند ضمن کاهش مصرف مواد، استحکام ساختاری و راندمان تولید را بهبود بخشند. استفاده از فناوری کاهش عمق-کشش و دیوار- وزن هر محصول را بیشتر کاهش می‌دهد، که برای بهبود برد کلی خودرو و چگالی انرژی سیستم مفید است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

با افزایش تقاضا برای شارژ سریع باتری های قدرت، مواد و ساختارهای رسانای پست های الکترود نیز در حال ارتقا هستند. پست‌های الکترود کامپوزیت آلومینیومی سنتی-به تدریج به سمت مواد کامپوزیت سبک‌وزن در حال تکامل هستند و رسانایی را بهبود می‌بخشند و هزینه‌ها را کاهش می‌دهند. علاوه بر این، ترکیب فناوری جوش لیزری و سیستم‌های بازرسی بینایی هوشمند به طور قابل توجهی دقت جوش و قوام اجزای ساختاری را بهبود می‌بخشد. سیستم‌های بازرسی بینایی هوش مصنوعی می‌توانند به‌طور مؤثری نرخ عیب جوشکاری را کاهش دهند، بازده خطوط تولید خودکار را بهبود بخشند، و الزامات ایمنی سخت‌گیرانه وسایل نقلیه با انرژی جدید{4} را برای باتری‌ها برآورده کنند.

 

ادغام عملکردی یکی از جهت گیری های مهم برای آینده اجزای ساختاری باتری مربع است. در حال حاضر، اجزای صفحه پوششی دیگر نه تنها عملکرد آب بندی را ایفا می کنند، بلکه به تدریج در حال ادغام-شیرهای ضد انفجار، حسگرهای دما، اجزای تشخیص فشار، و ماژول های اکتساب فعلی هستند تا به پیوند زمانی واقعی- با سیستم BMS دست یابند. این راه حل بسیار یکپارچه به طور گسترده در سلول‌های باتری کیس آلومینیومی LiFePO4 و سیستم‌های باتری با قدرت{5} بالا استفاده می‌شود و به طور موثر قابلیت‌های هشدار فرار حرارتی و عملکرد کلی ایمنی بسته را بهبود می‌بخشد.

 

دامنه کاربرد اجزای ساختاری پوسته آلومینیومی مربعی نیز به طور مداوم در سیستم های مختلف باتری در حال گسترش است. علاوه بر سیستم اصلی فسفات آهن لیتیوم (LFP)، محصولاتی مانند سلول‌های یون لیتیوم پاناسونیک با پوسته‌های آلومینیومی و سلول‌های لیتیوم LTO با پوسته‌های آلومینیومی به طور فزاینده‌ای در ذخیره‌سازی انرژی، ابزارهای برقی و کاربردهای صنعتی تخصصی استفاده می‌شوند. برای الزامات شارژ/دشارژ با سرعت بالا، سلول‌های باتری منشوری LTO آلومینیومی برای خودروهای برقی در حال یافتن کاربردهایی در برخی از وسایل نقلیه تجاری و بخش‌های حمل‌ونقل ریلی هستند که مزایای قابل‌توجهی را در طول عمر چرخه طولانی و عملکرد ایمنی بالا نشان می‌دهند.

 

در همین حال، بخش های کیسه ای و باتری های استوانه ای نیز باعث ارتقاء قطعات ساختاری آلومینیومی می شوند. به عنوان مثال، کیسه‌های ورقه‌ای آلومینیومی برای باتری‌های یون لی-و کیسه‌های آلومینیومی سلولی باتری EV در حال توسعه به سمت عملکرد مانع بالاتر و وزن سبک‌تر برای پاسخگویی به نیازهای سیستم‌های باتری با انرژی{{3} بالا هستند. در رویکرد باتری منشوری، پوسته‌های آلومینیومی برای سلول‌های منشوری یونی لیتیوم{5}}به یکی از راه‌حل‌های اصلی بسته‌بندی تبدیل شده‌اند و به طور گسترده در وسایل نقلیه انرژی جدید و سیستم‌های ذخیره انرژی استفاده می‌شوند.

 

در سال‌های آینده، با رواج بیشتر فناوری‌های یکپارچه‌سازی باتری مانند CTP و CTC، اجزای ساختاری باتری تاکید بیشتری بر سبک‌سازی، یکپارچه‌سازی و توسعه هوشمند خواهند داشت. انواع مختلف محصولات، از جمله پوسته‌های آلومینیومی برای باتری‌های تک سلولی-لیتیوم-، پوسته‌های آلومینیومی برای سلول‌های باتری لیتیوم پلیمری، و پوسته‌های آلومینیومی برای جعبه‌های باتری منشوری و استوانه‌ای، به سمت دقت بالاتر، استحکام بالاتر و تولید خودکار ارتقا خواهند یافت.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

علاوه بر این، گسترش سریع بازار خودروهای انرژی جدید، ساخت زنجیره‌های تامین منطقه‌ای را نیز هدایت کرده است. برخی از OEM ها و شرکت های باتری در حال تقویت قابلیت های بومی سازی خود هستند. به عنوان مثال، تقاضا برای اجزای ساختاری سفارشی برای سلول‌های منشوری برای برند BYD همچنان در حال افزایش است و قوام بالا و قابلیت‌های تولید بازده بالا به حوزه‌های کلیدی رقابت در زنجیره تامین تبدیل شده‌اند. در همان زمان، کاربرد محصولات پوسته آلومینیومی سلول‌های قدرت لیتیوم در ذخیره‌سازی انرژی و زیرساخت‌های انرژی جدید نیز در حال گسترش است.

 

به طور کلی، صنعت اجزای ساختاری باتری منشوری در مرحله مهمی از ارتقاء همزمان فناوری و گسترش مقیاس است. در آینده، با پیشرفت مداوم وسایل نقلیه انرژی جدید، سیستم های ذخیره انرژی، و ساخت شبکه هوشمند، کارایی بالا-جعبه باتری آلومینیومیو{0}}محصولات اجزای ساختاری منشوری با ایمنی بالا، چشم انداز توسعه گسترده تری را ایجاد خواهند کرد.