机械合金化Mg-Ni-Cr-Ti镁基电池合金的组织与性能研究

采用机械合金化方法制备了Mg-Ni-Cr-Ti新型镁基电池合金,进行了XRD、SEM及电化学稳定性的测试与分析。结果表明:球磨转速400r/min、球磨时间38h时,合金由Mg2Ni相组成,合金粉末未发生明显的团聚现象,试验合金主要具有较好的电化学稳定性。与传统Mg2Ni合金相比,该新型合金充放电循环35次后放电容量保持率从24%增大到88%。

V-Ti-Ni-Co-Ce钒基电池合金电化学性能的研究

针对目前V-Ti-Ni电池合金电化学性能差等原因,采用球磨-烧结工艺制备了钒基汽车电池合金V-Ti-Ni和V-Ti-Ni-Co-Ce合金,并进行了电化学循环稳定性能、电化学耐腐蚀性能、物相组成以及显微组织的测试与分析。结果表明:V-Ti-Ni和V-Ti-Ni-Co-Ce合金都是由V基固溶体相和TiNi相组成。与V-Ti-Ni合金相比,V-Ti-Ni-Co-Ce合金的组织明显细化,晶粒分布更为均匀,网状晶界更加密集,从而为充放电循环过程中提供更好的进出通道,使得V-Ti-Ni-Co-Ce合金具有更佳的电化学循环稳定性能和电化学耐腐蚀性能:充放电循环15次后放电容量增大294%;合金的腐蚀电位正移109 mA,腐蚀电流密度减小37%。

我国铅蓄电池合金的生产现状及改进建议

本文介绍了目前我国铝电池合金生产工艺的状况,以及存在的一些问题,分析了我国与国外的差距。建议我国铅电池工业应广泛使用含铋精铅和铅合金,这样不但可以提高我国铅酸蓄电池某些方面的性能,而且可以较大幅度地降低铅酸蓄电池的制造成本,增强我国加入WTO后面临的挑战能力。

浅谈铝合金电池箱体PVC喷涂质量优化措施

目前,解决新能源汽车电池续航里程问题的技术手段之一是采用轻量化材质的铝合金电池箱体,通过减轻电池包重量降低整车重量,实现汽车电池续航里程的增加。电池箱体是整车的重要零部件,为了延长整车寿命,在箱体结构是时通常会在箱体底部增加一层PVC抗石击胶(下文统称PVC),以增强箱体的抗冲击及耐腐蚀等性能,可见PVC层对整车的重要性不言而喻。本文介绍了新能源汽车铝合金电池箱体PVC喷涂工艺、喷涂制程常见质量缺陷及其成因和对应防控措施,希望相关工作经验可以指导并帮助关联企业开展PVC喷涂质量改进及风险防控,最终实现降本增效、提升客户满意度的目的。

动力电池1060铝合金薄板可调环形光斑激光搭接焊工艺优化

激光焊接为动力电池铝合金薄板焊接提供了有效技术手段,然而传统激光焊接工艺在高焊接速度要求下易产生飞溅、气孔等缺陷,影响构件的服役性能.文中开展可调环形光斑激光搭接焊工艺调控研究,阐明了中心-环形激光功率对焊缝成形的影响规律,在此基础上,确定了无飞溅、少气孔、大搭接面熔宽的高速稳定焊接工艺窗口.在上述工艺窗口范围内,以小熔深波动与大搭接面熔宽作为目标,基于Kriging模型与NSGA-Ⅱ遗传算法开展多目标工艺参数优化.经验证,在焊接速度70 mm/s以上,焊缝成形质量进一步得到提升,搭接面熔宽提高8.89%、熔深波动小于10%、无明显成形缺陷.

新能源汽车铝电池盒MIG焊接新工艺

在铝合金电池盒实际生产中,由于焊接位置较多、焊接接头板厚差异大,焊接一次合格率很难控制,这就需要研发一种焊接工艺提升铝合金薄厚板焊接的稳定性。目前铝合金电池盒MIG焊接主要是直流脉冲焊接,其中包括直流单脉冲或直流双脉冲焊接。通过分析发现,采用直流+交流摆动同步双脉冲焊接,在相同电流情况下可有效降低焊接热输入,在相同热输入情况下可增加焊缝a值。并在铝合金薄厚板焊接时,可在厚板位置使用直流脉冲,薄板位置使用交流脉冲,保证厚板熔深且薄板不烧穿。摆动同步交直流焊接技术已经在实际生产中得到应用,并有效提高了焊缝合格率和生产效率。

镁基汽车电池合金的锻造工艺及组织性能

采用不同温度进行了Mg1.8Al0.2Ni镁基电池合金的多向等温锻造工艺试验,并与锻造前的合金进行了显微组织、耐腐蚀性能和充放电循环稳定性的对比分析。结果表明:多向等温锻造工艺明显细化了合金晶粒,显著提高了合金的耐腐蚀性能和充放电循环稳定性;随着锻造温度从350℃增至450℃,Mg1.8Al0.2Ni镁基电池合金的内部组织先细化、后粗化,合金的耐腐蚀性能和充放电循环稳定性均先提高、后下降;与锻造前的合金相比,经350℃多向等温锻造后,Mg1.8Al0.2Ni镁基电池合金的腐蚀电位正移了32 mV,充放电循环20次后放电容量保持率增大了21%,合金的耐腐蚀性能和充放电循环稳定性均得到了显著提高。

铝合金电池包箱体强度刚度分析

针对铝合金在汽车轻量化中的应用优势,从材料选型的角度对电池包箱体进行优化,结构件均采用铝合金件,在保证整体结构的同时,大大减轻了电池包的质量,满足国家对乘用车轻量化的要求。采用有限元法对新能源电动汽车铝制电池包箱体进行结构强度及弯曲刚度分析,获得电池包箱体在6种典型工况下的应力分布和位移情况。结果表明,6种典型工况下电池包箱体的结构均满足强度性能要求,每个安装点的弯曲刚度也符合设计要求,为电池包结构的进一步设计和开发提供参考。

电动汽车用新型钒基电池合金的制备与性能研究

采用不同的球磨转速和球磨时间对V3TiNi0.56Ce0.2电动汽车用新型钒基电池合金试样进行了压力铸造成型试验,并进行了吸放氢性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明:随球磨转速和球磨时间的增加,试样的最大吸氢量先增大后减小,腐蚀电位先正移后负移,吸放氢性能、耐腐蚀性能的变化趋势均为先提升再下降。与300 r/min球磨转速相比,500 r/min球磨转速下试样的最大吸氢量增大了18.72%,腐蚀电位正移了72 mV。与0.5 h球磨时间相比,2 h球磨时间使试样的最大吸氢量增大了25.52%,腐蚀电位正移了80 mV。V3TiNi0.56Ce0.2电动汽车用新型钒基电池合金的球磨转速和球磨时间分别优选为500 r/min和2 h。

钒基储氢电池合金的超声铸造工艺优化

采用不同的超声振动频率和浇注温度参数，对V3Ti0.56Cr0.1Mo0.1钒基储氢电池合金试样进行了超声铸造，并进行了储氢性能和电化学循环性能的测试与分析。结果表明：与95 Hz相比，超声振动频率55 Hz使试样的最大吸氢量增大了65%，放电容量衰减率减小了61%；与1 830 ℃相比，浇注温度1 920 ℃使试样的最大吸氢量增大了71%，放电容量衰减率减小了63%。试样的储氢性能和电化学循环性能随超声振动频率和浇注温度增加而先提高后下降。V3Ti0.56Cr0.1Mo0.1钒基储氢电池合金的超声振动频率和浇注温度参数分别优选为55 Hz和1 920 ℃。

铝合金电池壳激光焊接夹具设计

针对激光拼焊焊接零件外沿封闭曲线(轨迹)难以夹紧的问题,设计了一种可以通用的夹紧机构。在对动力电池壳体进行焊接时应以此机构进行固定夹紧。夹紧机构包括左、右夹紧机构,由高精度气动滑台驱动;前夹紧机构,由气缸和线性滑轨机构构成;上压夹紧机构,由滑动气缸和指形压块组成。采用手动上下料,自动夹紧及焊接,形成高效半自动化生产线。

钒基储氢电池合金智能控制自蔓延制备工艺研究

对钒基储氢电池合金的自蔓延制备工艺进行了智能控制,并进行了常规PID控制和智能PID控制的比较。结果表明:与常规PID控制相比,智能控制下合金的腐蚀电位正移了105 mV,经30次充放电循环后的放电容量衰减率减小了17个百分点,智能PID控制能够有效地提高试样的电化学耐腐蚀性能和电化学稳定性能。

Pb-Ca合金电池早期容量衰减的研究

研究了不同的电池化成工艺参数对容量衰减的影响，试验结果表明，富液式Pb－Ca合金电池采用高温化成方式易出现早期容量衰减现象，采用低温化成工艺、低密度化成酸和电解液添加剂N，可有效地抑制早期容量衰减现象。

镁合金海水电池阳极材料电化学性能研究进展

镁及镁合金以其低密度、高电化学活性、高比容量等优点成为优异的海水电池阳极材料,自20世纪40年代以来备受关注。镁合金作海水电池阳极材料常用于Mg/C海水溶解氧电池及Mg/AgCl、Mg/PbCl或Mg/CuCl海水激活电池。目前常见的镁合金海水电池阳极材料体系为MgAl-Zn、Mg-Hg-Ga及Mg-Al-Pb系,此类材料能够满足大部分海下工作设备尤其是小功率用电设备的用电需求。然而,对海下大功率用电设备(如鱼雷等)而言,镁海水电池仍存在一些亟待解决的问题,如由于负差数效应、放电产物膜钝化、电压滞后及粒子脱附等问题导致电池阳极利用率低、放电活性下降。目前提高镁合金阳极材料放电性能的思路主要为合金化、改变加工工艺及微观组织特征三个方面。常见海水电池用镁合金阳极材料合金化元素Al、Zn、Hg、Ga、Pb、In、Sn等通过改变合金微观组织特征调控合金的电化学性能,取得了显著的成果;加工工艺(如均匀化热处理、挤压、轧制后退火等)通过均匀合金微观组织、细化晶粒尺寸、破碎粗大第二相粒子、减少塑性变形导致的晶内缺陷以减少析氢副反应、提高阳极利用率;微观组织如杂质及成分均匀性、第二相粒子、晶粒尺寸、织构及放电产物膜等对镁合金阳极放电性能的影响视其特征而定。本文归纳了近年来镁及镁合金作海水电池阳极材料时电化学性能提升方面的研究进展,分别从合金化、加工工艺及微观组织特征三个方面综述了镁合金电化学性能的影响因素及其作用机理,分析了镁合金海水电池阳极材料电化学性能存在的问题及其应用前景,以期为提高镁合金阳极材料放电性能及发展镁合金海水电池提供参考。

铝合金电池包结构分析及优化

利用CAE分析技术对某铝合金电池包结构进行了承载能力和球击工况分析。电池包满足承载能力需求,具有较高的安全系数;评价了电池包底部抵抗变形能力,绘制出力-位移变化曲线,并改进了电池包底板结构,使得电池包在球击工况下底板变形量由11.8mm降到10.4mm,结构刚度明显提升。

铝合金电池壳反挤压凸模偏心状态对成形过程的影响

矩盒形铝合金电池壳一般采用4道拉深+1道变薄拉深的工艺成形,工序多且模具调试困难,现采用单次挤压工艺对不同的凸模偏心量的成形过程进行数值模拟,分析不同偏心状态下得到的成形件形状和尺寸及成形过程中的应力场、速度场、应变场,以期达到提高效率、缩短流程、降低制造成本的目的。试验表明,模拟结果与实际成形过程吻合度较高。

多向锻造对汽车电池负极合金组织及性能的影响

为了研究多向锻造对新能源汽车电池负极合金组织与性能的影响,对V_(3)TiNi_(0.56)Al_(0.3)新能源汽车电池负极合金进行了多向锻造试验,并通过金相显微镜、扫描电镜、充放电循环试验和耐碱液腐蚀试验等方法,进行了多向锻造合金与未锻造合金的显微组织、电化学稳定性和耐碱液腐蚀性能的测试与对比分析。结果表明:与未锻造合金相比,多向锻造合金内部晶粒明显细化,组织分布更均匀,第二相呈密集连续的三维网状分布;充放电循环100次后多向锻造合金的放电容量衰减率减小了46%,合金的电化学稳定性大幅提高;多向锻造合金的腐蚀电位正移了109 mV,合金耐碱液腐蚀性能得到改善。多向锻造V_(3)TiNi_(0.56)Al_(0.3)新能源汽车电池负极合金具有更好的市场应用前景。

铝合金电池包壳体结构设计

电池包壳体轻量化对于提升电池包能量密度有着重大意义。研究了以铝合金型材为主体结构的电池包壳体,对铝合金型材断面、搅拌摩擦焊接接头、连接工艺等方面进行了分析研究,并在成本、工艺性等方面进行综合比较,通过CAE对设计方案进行分析验证。合理的结构设计和连接方式可以有效地保证壳体整体强度,降低加工难度,使壳体减重,为电池包壳体的轻量化设计提供参考。