Els tancaments de bateries d'ions de liti- dels vehicles elèctrics han passat de l'acer a l'alumini per un motiu dominant: cada quilogram que s'elimina de l'estructura del paquet és un quilogram que es pot gastar en cèl·lules. Dins de la família de l'alumini, 3003 s'ha convertit en l'aliatge de làmines predeterminat per a estoigs, safates i cobertes perquè combina la resistència adequada amb el comportament d'embotit-profund que necessita un tancament d'una-peça.
Per què 3003 s'adapta als tancaments de bateries
3003 porta 1,0-1,5% de manganès, que augmenta la resistència per sobre dels graus 1xxx no aliats sense la pèrdua de conformabilitat que comporta addicions de magnesi més altes. La densitat és d'uns 2,73 g/cm3 contra aproximadament 7,85 g/cm3 de l'acer, de manera que una substitució a la mateixa rigidesa elimina més de la meitat de la massa. La conductivitat tèrmica d'uns 190 W/(mK) en condicions de recuit ajuda a dispersar la calor lluny de les pestanyes de la cel·la, i l'aliatge no es pot tractar tèrmicament, de manera que no es requereix cap pas d'apagada o envelliment després de la formació.
Selecció de propietats i temperament
| Tremp | Tracció / rendiment, MPa (típic) | Elongació | Ús típic en un paquet |
|---|---|---|---|
| O | 110 / 40 | Al voltant del 30% | Llaunes-embutes d'una-peça |
| H14 | 152 / 145 | Al voltant del 8% | Safates, plats laterals, tapes |
| H24 | 152 / 145 | Superior a H14 | Panells formats que necessiten flexibilitat |
| H18 | 185 / 175 | Baixa | Divisors plans, sense conformació |
Els requisits químics i mecànics per a la làmina segueixen ASTM B209 i GB/T 3880.2-2012, amb dimensions i toleràncies en GB/T 3880.3. Els tancaments s'especifiquen generalment en H14 per a rigidesa a flexió moderada, o en temperat O on la caixa està embullada profundament en una sola operació i s'ha de controlar l'aprimament local.
Formació, soldadura i segellat
L'embutició profunda es basa en l'elevat allargament del tremp recoit i en un radi de matriu generós; l'aprimament a les cantonades és el límit habitual, i el gruix de la paret normalment s'indica a la regió més fina. La soldadura per làser de cobertes i safates 3003 és pràctica perquè l'aliatge no conté elements volàtils de baixa fusió-, i l'addició de manganès proporciona una resistència del metall de soldadura propera al metall principal. El farcit 4043 s'utilitza per a treballs MIG i TIG. Qualsevol anoditzat posterior-de soldadura ha de tenir en compte el fet que 3003 anoditza fins a un to lleugerament gris.
Corrosió, contacte amb el refrigerant i seguretat
Els paquets de bateries funcionen amb plaques de refrigeració, refrigerant d'aigua de glicol-i possible condensació, de manera que la làmina normalment s'especifica amb un recobriment de conversió o un recobriment anti-condensació a la cara interna. 3003 resisteix medis aquosos lleugerament alcalins i neutres, però no és un aliatge marí; on l'exposició a la sal-de la carretera és contínua, 5052 es substitueix pels panells de sota de la carrosseria exposats. L'alumini no és-magnètic, cosa que és important per als sensors magnètics i l'encaminament de les barres dins d'un paquet.
Preguntes freqüents
Q:Per què s'utilitza 3003 per a caixes de bateries de liti en lloc d'acer?
R: La densitat és d'uns 2,73 g/cm3 enfront de 7,85 g/cm3 per a l'acer, i l'aliatge de coixinets de manganès-es pot introduir en una caixa d'una-peça, de manera que una estructura de paquet perd més de la meitat de la seva massa amb el mateix gruix.
Q:Quin temperament és millor per a les llaunes de bateries-profundes?
R: El tremp O, perquè el seu allargament d'un 30% permet que la caixa es formi en un sol dibuix. Les peces que només estan doblegades i soldades es subministren normalment en H14 o H24.
Q:El 3003 és adequat per a la soldadura làser?
A: Sí. No té elements d'aliatge volàtils de baixa fusió-, solda netament amb processos làser i d'arc, i el farcit 4043 s'utilitza per a treballs MIG i TIG en cobertes i safates.
Q:L'alumini redueix el rendiment de refrigeració de la bateria?
R: No, ho millora. La conductivitat tèrmica d'uns 190 W/(mK) és molt més alta que l'acer, de manera que la calor de les pestanyes i les barres s'escampa a la placa de refrigeració amb més eficàcia.
Q:Quin gruix de làmina s'utilitza per als tancaments de bateries?
R: La majoria de cobertes i safates tenen entre 0,8 mm i 3 mm aproximadament, amb un gruix escollit entre la rigidesa, l'amplada de la brida de soldadura i l'aprimament d'estampació profunda-en lloc de la càrrega de pressió sola.