Os três mosqueteiros de segurança em tampa quadrada de alumínio da bateria: OSD, fusível e válvula-à prova de explosão

Com o avanço contínuo da tecnologia de baterias de energia, as baterias prismáticas-com revestimento de alumínio se tornaram a solução principal em novos veículos energéticos e sistemas de armazenamento de energia devido à sua estrutura estável, excelente dissipação de calor e alta densidade de energia. Entre estes componentes, a estrutura de segurança localizada no topo da célula da bateria desempenha um papel protetor crucial. Normalmente, o conjunto da tampa superior da bateria não apenas fornece vedação, conexão elétrica e suporte estrutural, mas também integra vários dispositivos de proteção de segurança, formando um sistema completo de proteção de segurança. Este conjunto é frequentemente referido na indústria como Conjunto de tampa de segurança de alumínio para bateria ou Placa de cobertura de bateria de energia, e seu objetivo de design é responder prontamente a condições anormais da bateria, evitando assim fuga térmica e acidentes de segurança mais graves.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Em uma estrutura de célula de bateria prismática, o conjunto da tampa superior normalmente consiste em vários componentes principais, incluindo dispositivos de proteção contra sobrecarga, estruturas de fusíveis e mecanismos de alívio de pressão. Essas estruturas são instaladas dentro da tampa superior da bateria de lítio ou tampa prismática da bateria de lítio, formando um conjunto integrado por meio de técnicas de usinagem e soldagem de precisão. Quando a bateria apresenta mau funcionamento durante a operação, como sobrecarga, corrente excessiva ou aumento da temperatura interna, esses dispositivos de segurança são ativados sequencialmente de acordo com uma sequência de disparo predeterminada, formando um mecanismo de proteção de vários níveis. É esse design de segurança progressivo e em camadas que faz com que as placas de cobertura da bateria de íons de lítio desempenhem um papel central no sistema de segurança das baterias de energia.

 

Em relação à proteção contra sobrecarga, uma estrutura comum nas tampas superiores da bateria é o dispositivo mecânico de proteção contra sobrecarga (OSD). Esse dispositivo normalmente está localizado próximo à estrutura condutora interna da bateria e é acionado por pressão-por meio de uma estrutura metálica projetada com precisão. Quando a bateria passa por condições de carga anormais que causam um aumento na pressão interna, o OSD se deforma ou gira dentro de uma faixa de pressão específica, alterando assim o estado do circuito interno. Sua função é semelhante a um gatilho mecânico, respondendo prontamente nos estágios iniciais de pressão anormal. Essas estruturas são geralmente integradas ao dossel da bateria de lítio prismática ou à tampa superior das células de bateria prismáticas, fabricadas usando processos de soldagem e estampagem de precisão para garantir que a pressão do gatilho e a confiabilidade operacional atendam aos padrões de segurança.

 

Após o OSD ser acionado, uma grande corrente pode ser gerada instantaneamente dentro da bateria. Neste ponto, a estrutura do fusível desempenha um papel crucial. O fusível normalmente emprega um projeto de condutor de pescoço estreito, capaz de derreter rapidamente sob condições de corrente específicas, cortando assim o circuito e evitando transferências adicionais de energia. Essa estrutura atua como um “fusível de corrente” na bateria de alimentação, capaz de fornecer proteção em milissegundos. O fusível normalmente é integrado à estrutura condutora, formando, por exemplo, um ponto de fusão predefinido na placa bipolar bimetálica de cobre e alumínio ou no conjunto de conexão, permitindo a rápida interrupção do circuito em caso de corrente anormal, evitando curtos-circuitos internos contínuos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Além de sobrecarga e proteção contra corrente, as baterias elétricas também devem possuir mecanismos de segurança para suportar pressões extremas. Quando a bateria sofre um curto-circuito interno ou gera gás continuamente sob altas temperaturas, a pressão interna pode aumentar rapidamente. Neste caso, a válvula de ventilação na tampa superior torna-se a última linha de defesa. A válvula de ventilação normalmente usa um design serrilhado ou de paredes-finas para criar uma área de ruptura predefinida-. Quando a pressão interna atinge um valor crítico, o corpo da válvula abre com precisão ao longo da serrilhada, liberando gás e reduzindo a pressão interna. Essa estrutura geralmente é integrada à tampa de alumínio da bateria ou ao anexo da bateria de lítio prismática, e seu design deve garantir a liberação precisa da pressão sem danificar a estrutura geral da bateria.

 

Em resumo, o OSD, o fusível e a válvula de ventilação constituem um sistema de proteção de segurança de vários-níveis para a tampa superior da bateria de alimentação. Num cenário típico de sobrecarga, a pressão interna da bateria aumenta primeiro para um valor definido, acionando o dispositivo OSD para alterar o estado do circuito. A alta corrente instantânea resultante faz com que o fusível queime, cortando assim o circuito e encerrando o estado anormal. Se a pressão continuar a aumentar em casos extremos, a válvula-à prova de explosão ativará o mecanismo de alívio de pressão. Por meio desse método de proteção coordenado de "acionamento mecânico-corte de corrente-desligamento-liberação de pressão", as placas de cobertura da bateria de energia e as placas de cobertura da bateria de íons de lítio- podem fornecer proteção eficaz em diferentes estágios de risco.

 

Além do projeto estrutural de segurança, o processo de fabricação de baterias quadradas-de alumínio também tem um impacto decisivo na segurança. Da preparação do material à montagem das células, cada etapa da produção exige um controle rigoroso do processo. Primeiro, na fase de fabricação do eletrodo, as folhas de eletrodo positivo e negativo são formadas por meio de processos como mistura de pasta, revestimento, laminação e corte. Este processo possui requisitos extremamente elevados de uniformidade de revestimento, consistência de espessura e controle de rebarbas, porque a qualidade das folhas de eletrodo determina diretamente a consistência e segurança da célula. Posteriormente, na fase de montagem da célula, as folhas de eletrodo e o separador são combinados na estrutura da célula através da tecnologia de enrolamento ou empilhamento, e as conexões condutoras são obtidas através da tecnologia de soldagem.

 

Após a conclusão da estrutura inicial da célula da bateria, ela é encapsulada em um invólucro de alumínio e selada com uma tampa superior. O conjunto da tampa superior normalmente é soldado-a laser ao invólucro para formar uma estrutura perfeita e hermética, garantindo a hermeticidade interna da célula e a estabilidade estrutural. A qualidade da soldagem entre a tampa de alumínio da caixa da bateria e o invólucro da célula é particularmente crítica neste estágio, pois mesmo pequenos defeitos de soldagem podem afetar a segurança operacional-da bateria a longo prazo.

 

Após o encapsulamento estrutural, a célula sofre injeção e selagem de eletrólitos. A quantidade de eletrólito injetado deve ser controlada com precisão para garantir reações eletroquímicas estáveis. Após a injeção, a célula é selada por meio de pinos de vedação ou soldagem, formando uma estrutura celular completa. A célula então entra nos estágios de formação e teste de capacidade, onde um filme SEI estável é formado durante o primeiro processo de carga e descarga, e a qualidade do produto é avaliada através de testes de capacidade, testes de isolamento e inspeção visual. Alguns-fabricantes de baterias de última geração também usam códigos QR ou sistemas de dados para rastreabilidade-completa do processo para garantir a controlabilidade da fabricação de células.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Através da combinação de uma estrutura de cobertura superior segura e processos de fabricação rigorosos, a bateria quadrada forma um sistema de segurança completo. Da lógica de acionamento dos dispositivos de segurança ao controle preciso da produção de células, cada etapa reflete os avanços na tecnologia de engenharia de baterias de energia. Especialmente no contexto do rápido desenvolvimento de novos veículos energéticos e sistemas de armazenamento de energia, esse projeto de segurança multi-camadas fornece proteção crucial para a operação estável das baterias.

 

No campo da fabricação de estruturas de baterias de energia, componentes de cobertura superior de alta-qualidade são essenciais para a segurança e o desempenho da bateria. Nossa empresa se concentra na pesquisa, desenvolvimento e fabricação de componentes estruturais de baterias de energia, com produtos que abrangem placas de cobertura de alumínio para baterias, tampas prismáticas de baterias de lítio, tampas superiores para células de baterias prismáticas, conjuntos de tampas de segurança LFP e relacionadosPlaca de cobertura da bateriacomponentes estruturais. Por meio de estampagem de precisão, soldagem a laser e tecnologias de compostos multi{1}}materiais, podemos fornecer soluções confiáveis ​​de conjuntos de tampas de segurança de alumínio para baterias para novos veículos de energia e sistemas de armazenamento de energia, atendendo aos rigorosos requisitos de baterias de energia para segurança estrutural, desempenho de vedação e estabilidade-de longo prazo.