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本作品創(chuàng)造性地提出了動(dòng)力電池鋼殼的單體噴鍍方法,結(jié)合電池鋼殼單體噴鍍的特點(diǎn),研制了電池鋼殼單體噴鍍機(jī)。利用此技術(shù)與裝置對(duì)電池鋼殼進(jìn)行單體噴鍍,既能保證電池鋼殼內(nèi)外鍍層的均勻性,又能避免沖壓過(guò)程中的鍍層開(kāi)裂問(wèn)題,滿足了動(dòng)力電池對(duì)鋼殼一致性的要求。
所屬領(lǐng)域:新能源材料(動(dòng)力電池鋼殼)
隨著電動(dòng)單車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)等電動(dòng)交通工具的發(fā)展,特別是電動(dòng)汽車(chē)以其無(wú)污染、高效率、無(wú)噪音、經(jīng)久耐用等特點(diǎn)躍升成為21世紀(jì)重要的新型綠色環(huán)保交通工具,電池作為電動(dòng)交通工具的心臟部分,也逐步由儲(chǔ)能型向動(dòng)力型轉(zhuǎn)變。為了滿足動(dòng)力電池高性能需求,無(wú)論對(duì)其正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜紙以及外殼都提出了新的要求。
目前,人們對(duì)動(dòng)力電池的正極材料、負(fù)極材料、電解液以及隔膜紙都進(jìn)行了大量的研究,并且取得了一定的成果,對(duì)電池外殼的關(guān)注則比較少。2008年9月召開(kāi)的第一屆動(dòng)力鋰電池國(guó)際會(huì)議的論文分類統(tǒng)計(jì)中,112篇論文,只有9篇是關(guān)于安全性能的,而動(dòng)力電池的安全性能是限制電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的瓶頸。
電池外殼(鋼殼)材料的制備是動(dòng)力電池制備過(guò)程中一個(gè)重要環(huán)節(jié),直接影響動(dòng)力電池的安全性、存儲(chǔ)性等各項(xiàng)性能。動(dòng)力電池需要大電流充放電,循環(huán)使用,且需經(jīng)受振動(dòng)、撞擊、高低溫和潮濕等機(jī)械和環(huán)境考驗(yàn),因此對(duì)電池鋼殼鍍層的厚度、厚度均勻性以及鋼殼的一致性提出了更高的要求。
目前,美國(guó)特斯拉公司已在全球范圍內(nèi)率先量產(chǎn)了一款純電動(dòng)跑車(chē),其電源系統(tǒng)是由6831個(gè)18650型動(dòng)力電池串、并聯(lián)組成。用于電動(dòng)汽車(chē)和電動(dòng)工具的動(dòng)力型電池對(duì)電池鋼殼的一致性以及鍍層均勻性具有較高的要求,如果采用國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的電池鋼殼制備方法,無(wú)法制備出滿足上述要求的動(dòng)力電池鋼殼。我們的目的正是發(fā)明一種新的電池外殼材料的加工方法,用于生產(chǎn)這種高性能的動(dòng)力電池。
傳統(tǒng)電池鋼殼的生產(chǎn)工藝主要有滾鍍和預(yù)鍍兩種。
滾鍍,是把低碳鋼帶沖壓成型為電池鋼殼后進(jìn)行轉(zhuǎn)筒滾鍍的方法。滾鍍方法工藝設(shè)備和過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單,易組織生產(chǎn);缺點(diǎn)是由于電池鋼殼是盲孔,管徑與孔深之比達(dá)1:4以上,使表面鍍層厚度不均勻,影響電池性能。
預(yù)鍍,是先將鋼帶電鍍鎳,然后再拉伸沖壓成電池鋼殼。其優(yōu)點(diǎn)在于鋼殼內(nèi)外鍍層均勻,不會(huì)出現(xiàn)漏鍍;但是存在明顯的缺點(diǎn),即在深沖的過(guò)程中鍍層易開(kāi)裂,降低鋼殼的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。
針對(duì)以上結(jié)癥所在,本作品創(chuàng)造性地提出了動(dòng)力電池鋼殼的單體噴鍍方法,并結(jié)合電池鋼殼單體噴鍍的特點(diǎn),研制了電池鋼殼單體噴鍍機(jī)。對(duì)電池鋼殼進(jìn)行單體噴鍍,既能保證鋼殼內(nèi)外鍍層的均勻性,又能避免鍍層開(kāi)裂的問(wèn)題,滿足了動(dòng)力電池鋼殼更高的要求。
第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 二等獎(jiǎng)
2011年第九屆“挑戰(zhàn)杯”湖南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)