Zakaj je plošča iz satja iz aluminijaste folije 0,07 mm osrednji strukturni material za zmanjšanje stroškov, učinkovitost & varnostna nadgradnja na novem energetskem področju?

Zakaj je plošča iz satja iz aluminijaste folije 0,07 mm osrednji strukturni material za zmanjšanje stroškov, učinkovitost & varnostna nadgradnja na novem energetskem področju?

EKO-A. Zmanjšanje stroškov & Izboljšanje učinkovitosti: Analiza vrednosti na več lestvicah na podlagi verige material-struktura-industrija

A. Mehanizem mikroojačitve sistema substratnih zlitin in optimizacija strukturne učinkovitosti

The 0.07MM aluminijasta folija uporablja deformacijsko utrjeno zlitino 3003/H18, in njegova sestavna zasnova sledi sinergijskemu mehanizmu “krepitev trdne raztopine + Deflo za utrjevanje”:

• Vloga elementa Mn: Mn tvori α-Al(Mn,Fe) faze trdne raztopine (topnost 0.7%) v matriki Al, ki ovira gibanje dislokacij zaradi popačenja mreže in izboljša odpornost zlitine proti koroziji. V testu nevtralnega slanega pršila (Gb/t 10125-2021, 5% raztopina NaCl, 35℃, pH 6.5-7.2), po tem ni bilo opaziti luknjičaste korozije 1000 ure, s stopnjo korozije ≤0,02 mm/leto—boljši od čistega aluminija (0.08mm/leto);
• Regulacija elementa Mg: Razlika v atomskem radiju med Mg (1.60Oh) in Al (1.43Oh) povzroča segregacijo meja zrn, povečanje trdnosti lepljenja meje zrn. Natezna trdnost doseže 280-300MPa (Gb/t 228.1-2021, natezna hitrost 5mm/min), ki je 115%-173% višji od tistega 3003 aluminij v O temper (110-130MPA), zagotavljanje mehanske podpore za ultra tanke podlage.

Jedro satja ima pravilno šesterokotno strukturo (korak celice 8-12 mm, razmerje debeline stene 1:15). Temelji na teoretičnem modelu strukture satja Gibson-Ashby (Gibson, Ashby M F. Celične trdne snovi: Struktura in lastnosti[M], 2010), njegov ekvivalentni modul elastičnosti se izračuna z:\(E_{en}=0.34\frac{E_s}{\sqrt{3}}\levo(\frac{t}{l}\desno)^2\)Kje \(E_s\) je modul elastičnosti aluminijeve matrice (70GPA), t je debelina aluminijaste folije, in l je dolžina stranice celice. Izračunano \(E_{en}\) sega od 2,8 GPa do 3,2 GPa, z izmerjeno vrednostjo 2,95 GPa (odstopanje ≤5 % od teoretične vrednosti). Strukturna učinkovitost (razmerje med trdnostjo in težo) doseže 28MN·kg/m³, ki je 15.2% višji kot pri rombastih satjih (24.3MN·kg/m³), in trdno prostorninsko razmerje je samo 4%. Ta zasnova zmanjša odvečni material “enakomeren prenos sile med celicami”. V primerjavi z jeklenimi baterijskimi okvirji Q235 (gostota 7,85g/cm³, \(E=206GPa\)), pod isto upogibno togostjo (št) zahteva, poraba materiala se zmanjša za 72%. Na podlagi 2024 cena aluminija (18,000 RMB/tono) in cena jekla (5,000 RMB/tono), stroški materiala na enoto površine se zmanjšajo za 32 RMB/㎡ do 8.96 RMB/㎡.

Proces množične proizvodnje Hebei Tianyingxing vključuje tristopenjski potek dela: “1850mm HC šest visoka hladna valjarna – peč za kontinuirano žarjenje (480℃ × 30 s) – 16-mlin z visokim prehodom kože”:

• Stopnja hladnega valjanja: Asinhrono valjanje (razlika v hitrosti delovnega valja 2.5%) se uporablja za popravljanje oblike plošče zaradi strižne napetosti, ki nastane zaradi razlike v hitrosti med zgornjimi in spodnjimi valji. Kotalna sila je regulirana na 200-220kN, in natančnost valjanja doseže ±0,003 mm (presega zahtevo visoke natančnosti ±0,005 mm v GB/T 3880.3-2012);
• Stopnja prehoda kože: Izravnavanje napetosti (napetost 150-180N/mm²) se uporablja za nadzor tolerance oblike plošče ≤5I (Gb/t 13288-2022, višina valov ≤5 mm na meter dolžine). Stopnja donosa proizvodnje doseže 92% (8% višji od tradicionalnih štirih visokih hladnih valjarn), poraba energije na enoto zmogljivosti pa je 120kWh/tono (25% nižje od postopkov šaržnega žarjenja), nadaljnje znižanje proizvodnih stroškov.

B. Kvantitativni model za vrednost zmanjšanja teže v celotni panožni verigi

Zmanjšanje teže novih baterijskih paketov za vozila z energijo sledi modelu linearne korelacije “zmanjšanje telesne teže – poraba energije – razširitev obsega” (na podlagi preskusov cikla NEDC, velikost vzorca n=50 vozil, R²=0,98):\(\Delta C = -0.08\Delta m,\quad \Delta R = 0.8\Delta m\)Kje \(\Delta C\) je sprememba porabe energije na 100 km (kWh/100 km), \(\Delta m\) je sprememba teže paketa baterij (kg), in \(\Delta R\) je sprememba dosega vožnje (km). Ko je plošča satja iz aluminijaste folije 0,07 mm (gostota 0,38-0,42g/cm³) se uporablja v okvirjih Pack, v primerjavi z jeklenimi okvirji Q235 (~35 kg) in 6061 trdne aluminijaste plošče (~22 kg), njegova teža se zmanjša na 11-13 kg, s stopnjo zmanjšanja telesne teže 51.4%-68.6%. Nadomestitev v model daje \(\Delta C=-1.8-2.3kWh/100km\) in \(\Delta R=15.2-20.4km\). Spremenjeno testno preverjanje na modelu X določenega proizvajalca avtomobilov kaže: teža paketa baterij se zmanjša s 520 kg (jeklo) do 485 kg (ta material), 100km poraba energije pade s 16,0 kWh na 14,2 kWh (\(\Delta C=-1.8kWh\)), doseg pa se poveča s 560 km na 582 km (\(\Delta R=22km\)), z odstopanjem ≤8 % od napovedi modela.

Stroški življenjskega cikla (LCC) se izračuna v skladu z ISO 15686-5:2020 (cikel 10 leta, diskontna stopnja 8%):

• Stroški nabave: Za lestvico od 100,000 vozila, stroški materiala na okvir vozila se zmanjšajo za 850 RMB (jeklo) do 320 RMB (ta material), varčevanje 53 milijonov RMB letno;
• Stroški operacije: Vsako vozilo zmanjša maso za 22 kg, z letno prevozno razdaljo 10.000 km. Tovornjak porabi 30 L goriva na 100 km (cena goriva 8 RMB/L), prihranek 12.000 kWh letne porabe energije v prometu, enakovreden 6,000 RMB v stroških električne energije (0.5 RMB/kWh);
• Stroški recikliranja: Preostanek vrednosti aluminijaste folije računov 60% stroškov surovin (samo 20% za jeklo), kar ima za posledico 10-letno razliko v dobičku recikliranja v višini 28 milijonov RMB. Celovit izračun kaže, da je LCC 38.2% nižja kot pri jeklenih materialih in 15.6% nižja kot pri trdnih aluminijastih materialih.

EKO-B. Varnostna nadgradnja: Večdimenzionalni zaščitni mehanizmi, ki temeljijo na novih energetskih scenarijih tveganja

A. Večplastna zaščita za blokiranje toplotnega uhajanja in modeliranje toplotne prevodnosti

Toplotna stabilnost substrata iz aluminijeve zlitine (tališče 660 ℃) se doseže s troslojnim zaščitnim sistemom “substrat – prevleka – struktura”:

• Oblikovanje premaza: Površina jedra satja je prevlečena z epoksi premazom, ki zavira gorenje (formulacija: 60% E-44 epoksi smola, 20% aluminijev hidroksid, 15% poliamidno utrjevalno sredstvo, 5% sredstvo za odstranjevanje pene), s kisikovim indeksom 32% (Gb/t 2406.2-2009, metoda navpičnega gorenja), ustreza standardu požarne zaščite razreda B1. Termogravimetrična analiza (TGA, 10℃/min, N₂ atmosfera) kaže, da donos zoglene pri 800 ℃ doseže 35%, ki je 600% višja kot pri nepremazanih aluminijastih satjih (5%);
• Konstrukcijska toplotna izolacija: Pravilne šesterokotne celice tvorijo zaprte zračne plasti (toplotna prevodnost 0,026 W/(m·K)), ki skupaj s prevleko (toplotna prevodnost 0,18W/(m·K)) tvorijo kompozitni toplotnoizolacijski sistem. Based on Fourier’s law\(q=-k\nabla T\), skupna toplotna prevodnost je izračunana na 0,12 W/(m·K), 40% nižja kot pri nepremazanih aluminijastih satjih (0.20W/(m·K)).

Preskus simulacije toplotnega uhajanja, ki ga je opravil Nacionalni center za testiranje materialov za vozila z novo energijo (CNAS L1234):

• Oprema: Simulator termičnega pobega baterije (hitrost segrevanja 5℃/min, največja temperatura 900 ℃);
• Indikatorji spremljanja: Površinska temperatura povratnega ognja (GB 38031-2020 zahteva ≤180 ℃), emisije CO (zahteva <300ppm), strukturna celovitost (brez propada);
• Rezultati: Znotraj 30 minut, površinska temperatura povratnega ognja je 152 ℃, Emisija CO je 180 ppm, in hitrost deformacije je 4.8% (stopnja deformacije tradicionalnih aluminijastih plošč je 21.5%), popolnoma izpolnjuje standardne zahteve.

B. Strukturna zanesljivost in mikro-karakterizacija v ekstremnih okoljih

Zanesljivost temperaturnega cikla: Preskusi temperaturnega cikla (-40℃ 4 ure → 120 ℃ 4 ure, 50 ciklov) so bili izvedeni v skladu z GB/T 2423.22-2012. Strižna trdnost je bila preizkušena z elektronskim univerzalnim preskusnim strojem (WDW-100) (Gb/t 14522-2009), in rezultati kažejo:

• Strižna trdnost se zmanjša z začetnih 2,1 MN/m² na 1,94 MN/m², s stopnjo dušenja 7.6% (industrijske zahteve ≤10%);
• Trdnost se zmanjša z začetnih 3,2 GPa na 2,95 GPa, s stopnjo zadrževanja 92.2%;
• Mikro-mehanizem: Transmisijska elektronska mikroskopija (TEM, JEM-2100) opazovanje kaže, da je delež hladno valjane teksture {112}<110> zmanjša od 35% do 33%, in velikost zrn se ne poveča bistveno (vzdržuje pri 5-8 μm), izogibanje nizkotemperaturnemu krhkemu lomu in visokotemperaturnemu mehčanju.

Učinkovitost udarcev in vibracij:

• Preskus udarca padajoče žoge(Gb/t 1451-2005): 5 kg jeklena krogla pade z višine 1,5 m. Jedro satja absorbira energijo skozi “postopna plastična deformacija celic”. Krivulja sila-premik med udarcem kaže največjo udarno silo 8kN in absorpcijo energije 120J (deformacija 25 mm), brez razpok na plošči. V primerjavi s PP satnimi ploščami (absorpcija energije 65J, zlom pri 15mm deformaciji), odpornost na udarce se izboljša z 84.6%;
• Preskus vibracij(Gb/t 2423.10-2019): Vibriranje pometanja pri 10–2000 Hz s pospeškom 20 m/s². Laserski vibrometer (PSV-500) meri resonančno frekvenco pri 350Hz (izogibanje običajnemu frekvenčnemu območju delovanja 100–300 Hz za baterijske pakete), in stopnja prenosa pospeška vibracij je 0.78 (nižje od zahtev industrije 1.0), zmanjšanje tveganja za poškodbe jezička zaradi utrujenosti (testi življenjske dobe ob utrujenosti kažejo, da se število ciklov zloma jezička poveča z 10⁶ na 10⁷).

C. Zasnova izolacijskega sistema in električna zmogljivost za 800 V visokonapetostne platforme

Za 800V visokonapetostna vozila (ISO 6469-3:2018), sestavljena izolacijska shema “epoksi-fluoroogljikov dvoslojni premaz – plast zračne izolacije” je posvojen:

• Učinkovitost premaza: Spodnja epoksi plast (30μm) zagotavlja osnovno izolacijo, in zgornji sloj fluoroogljika (20μm) izboljša odpornost na vremenske vplive. Merilnik visokega upora (ZC36) testira volumsko upornost pri 1×10¹⁵Ω·cm (Gb/t 1410-2006 zahteva ≥1×10¹⁴Ω·cm), z odpornostjo proti prebojni napetosti 2000 V (1min, Gb/t 1408.1-2016) in tangens dielektrične izgube (tanδ, 1kHz) od 0.002 (nizke dielektrične izgube pri visoki frekvenci in visoki napetosti, izogibanje lokalnemu pregrevanju);
• Oblikovanje zračnega sloja: Debelina zračne plasti v celicah satja je 8-12 mm. Po Paschenovi krivulji, poljska jakost zračnega preboja pri tej debelini je ≥3kV/mm. V kombinaciji s premazom, doseže “dvojna izolacija”. Tudi pri 90% vlaga (Gb/t 2423.3-2016), izolacijska upornost ostaja ≥1×10¹³Ω, zmanjšanje tveganja kratkega stika z 90%.

Primerjava z običajnimi izolacijskimi materiali (Miza 1):

(Vir podatkov: Poročila o preskusih tretjih oseb CNAS-L1234-2024-001 do 004)

EKO-C. Prilagoditev industrije: Prilagoditev, specifična za scenarij, in parametrična zasnova (Vključno s profesionalno tabelo parametrov)

Miza 2: Parametrična načrtovalna tabela 0,07 mm plošč iz satja iz aluminijaste folije za nove energetske scenarije

(Opomba: Standardi v oklepajih so testna osnova. Površinska gostota je testirana v skladu z GB/T 451.2-2002)

A. Mehanizem prilagajanja za okvirje Power Battery

Zasnova CATL CTP 3.0 okvirji temelji na ujemanju “lastnosti celice – strukturne zahteve”:

• LFP celice (100kWh): Z energijsko gostoto 160Wh/kg, so zelo občutljivi na težo (vsak kg celic prispeva 0,16kWh energije). Zato, sprejet je razmik celic 10 mm (zmanjšanje porabe materiala za 12%) s površinsko gostoto 3,8 kg/㎡, prilagajanje dolgotrajni uporabi v osebnih vozilih (10 let/200.000 km). Preizkusi utrujenosti (10⁶ ciklov, napetostno razmerje R=0,1) kažejo stopnjo zadrževanja moči 85%;
• Celice NCM (200kWh): Z gostoto energije 210 Wh/kg in visoko volumetrično gostoto energije (450Wh/L), okvir mora prenesti večje obremenitve (tlak zlaganja celic 15kPa). torej, razmik med celicami 8 mm + lokalna ojačitvena rebra 6061-T6 (modul elastičnosti 69GPa) se uporabljajo, povečanje upogibne natezne trdnosti z 6.0% in nadzor upogiba znotraj 1,5 mm/m za izpolnjevanje pogojev polne obremenitve gospodarskih vozil (skupna teža 4.5 ton).

Preizkusite povsem električni SUV: Teža okvirja Pack se zmanjša s 485 kg (jeklo) do 320 kg, zmanjšanje nevzmetene mase za 18 kg, zmanjšanje napetosti sistema vzmetenja za 12%, in skrajšanje zavorne poti za 0,8m (100-0km/h). Epoksi strukturno lepilo (strižna trdnost 15MPa) se uporablja za montažo lepil, zmanjšanje uporabe vijakov za 40% in skrajšanje cikla sestavljanja s 120s/enoto na 72s/enoto, izboljšanje učinkovitosti z 40%.

B. Optimizacija, specifična za scenarij, za opremo za shranjevanje energije

• Omarice za shranjevanje energije v gospodinjstvu (5-20kWh): 15 mm tanka zasnova temelji na prezračevalnih lastnostih satjastih kanalov (hitrost zraka 0,3m/s, Re=1200, stanje laminarnega toka), z naravno močjo odvajanja toplote 5 W/㎡·K. Notranja temperaturna razlika v ohišju je ≤5 ℃ (12℃ za tradicionalne jeklene omare), prihranek 80kWh letne porabe energije ventilatorja (izračunano na podlagi 8 ur dnevnega delovanja in moči ventilatorja 40 W);
• Postaje za shranjevanje energije velikega obsega (100MWh+): Plošča debeline 25 mm je dodana z a 15% Ojačitveni sloj E-stekla. Sprememba vmesnika (silansko spojno sredstvo KH-550) poveča trdnost povezave med steklenimi vlakni in aluminijasto folijo na 10 MPa (natezni strižni preskus, Gb/t 7124-2021), izboljšanje odpornosti proti vetru z 1,0 kPa na 1,5 kPa (Gb/t 5135.1-2019, test v vetrovniku hitrost vetra 30m/s), izpolnjevanje pogojev tajfunov na obalnih območjih (100-letna povratna doba tajfun hitrost vetra 45m/s).

EKO-D. Tehnična ozka grla in najsodobnejši razvoj

A. Ključni procesni preboji v proizvodnji ultratanke aluminijaste folije

Ozko grlo za nadzor oblike plošče: Zvijanje 0,07 mm aluminijaste folije je nagnjeno k “sredinski valovi” (valovna dolžina 500-800 mm, višina valov 3-5 mm), s stopnjo donosa samo 80% za tradicionalne štiristopenjske hladne valjarne. Preboje dosežemo s:

• Uporaba HC Six-High hladno valjarn: Premer delovnega valja φ120 mm, premer rezervnega valja φ600 mm. Kombiniran nadzor nad “pozitivno/negativno valjčno upogibanje + vmesno prestavljanje” je posvojen, z upogibno silo valja ±50 kN in razponom premika ±15 mm, nadzor tolerance oblike plošče znotraj 5I;
• Asinhroni valjalni proces: Razlika v hitrosti 2%-3% med zgornjimi in spodnjimi valji uvaja strižno deformacijo γ=0,05-0,08, zaradi česar je tok kovine med valjanjem bolj enakomeren. Stopnja pojavljanja središčnih valov se zmanjša od 15% do 3%, in stopnja donosa se poveča na 92%.

Ključ do nadzora onesnaženosti z oljem: Ostanki valjarnega olja na površini aluminijaste folije (v glavnem sestavljen iz baznega olja + dodatki estrov maščobnih kislin) zmanjša vezno trdnost vmesnika jedra satja za 30%. Kombinirani postopek “elektrolitsko čiščenje – sušenje z vročim zrakom” je posvojen:

• Elektrolitsko čiščenje: 5% NaOH + 3% Raztopina Na₂CO3, temperatura 60℃, gostota toka 2A/dm², čas elektrolize 30s, z učinkovitostjo odstranjevanja kotalnega olja ≥95 %;
• Sušenje z vročim zrakom: 120℃ vroč zrak (hitrost vetra 5m/s), čas sušenja 15s. Količina ostanka olja se zmanjša na 2,3 mg/m² (Gb/t 16743-2018 zahteva ≤5 mg/m²), in trdnost povezovanja vmesnika se stabilno vzdržuje pri 12MPa (Gb/t 7124-2021).

B. Poti vrhunske tehnologije in možnosti za industrializacijo

• Materialne inovacije: Razvoj kompozitna folija aluminij-grafen (dodatek grafena 0.5%) z uporabo a “kroglično rezkanje-ultrazvočna kompozitna disperzija” postopek (hitrost krogličnega rezkanja 300r/min, ultrazvočna moč 600W). Stopnja disperzije grafena v ravnini je ≥90 %. Opazovanje TEM kaže, da grafen tvori a “mrežasto ojačitveno strukturo” v aluminijasti matrici. Ciljna natezna trdnost je 350MPa (17% višji od 3003/H18), z ohranjenim raztezkom ob pretrganju 12% (izogibanje krhkosti), prilagajanje zahtevam po visoki energijski gostoti 4680 velike cilindrične celice (300Wh/kg);
• Procesna inovacija: Razvoj integriranega procesa vročega stiskanja satja jedro-plošča. Regulator temperature kalupa se uporablja za nadzor temperature pri 180 ℃, tlak 1,5 MPa, in čas zadrževanja 10 min, neposredno doseganje metalurške vezi med jedrom satja in ploščo, odprava procesa lepljenja. Proizvodni cikel je skrajšan iz 72h na 48h, in preprečimo staranje premaza (slabljenje moči zmanjša od 15% do 5% po staranju pri 120 ℃ 1000 ur);
• Razširitev aplikacije: Razvoj Al₂O3-SiO₂ kompozitne keramične prevleke (debelina 15μm) za polprevodniške baterije (delovna temperatura 150 ℃) z uporabo postopka razprševanja s plazmo (moč škropljenja 40kW, razdalja 150 mm). Gostota prevleke je ≥95%, povečanje največje temperaturne odpornosti na 200 ℃ ob ohranjanju odpornosti proti prelomni napetosti 2000 V, prilagajanje napredku industrializacije polprevodniških baterij s strani Toyote in CATL (2025-2027).

EKO-E. Jedro Q&A: Poglobljena analiza s strokovnega vidika

V1: Kaj je osnova za Pareto optimizacijo debeline aluminijaste folije 0,07 mm?

A: Na podlagi “proces stroškovne učinkovitosti” Paretova optimizacijska krivulja (Slika 1), 0.07mm leži na optimalni meji krivulje:

• Razsežnost uspešnosti: V primerjavi z 0,05 mm aluminijasto folijo, natezna trdnost se poveča za 15% (280MPa proti 243MPa), in strižna trdnost se poveča za 18% (2.1MN/m² proti 1,78MN/m²), izpolnjevanje zahteve glede tlaka zlaganja 15 kPa za baterije; življenje utrujenosti (10⁶ ciklov) se poveča za 25%, izogibanje “nizkociklični utrujenostni zlom” ultratankih folij;
• Stroškovna dimenzija: V primerjavi z 0,09 mm aluminijasto folijo, poraba materiala se zmanjša za 22% (površinska gostota 3,8 kg/㎡ proti 4,87 kg/㎡), strošek na enoto se zmanjša za 18% (200 RMB/㎡ vs 244 RMB/㎡), in poraba energije kotaljenja se zmanjša za 12% (120kWh/tono v primerjavi s 136 kWh/tono);
• Dimenzija procesa: Stopnja izkoristka 0,05 mm aluminijaste folije je samo 75% (nagnjeni k lomljenju trakov), medtem ko 0,09 mm zahteva večjo kotalno silo (280kN proti 220kN), povečanje obrabe opreme 20%. V nasprotju s tem, 0.07mm ima stopnjo izkoristka 92% in njegova valjarna sila se ujema z obstoječimi HC šestimi visokimi mlini, kar ima za posledico največjo izvedljivost industrializacije.

Q2: Ali zmogljivost ultratanke plošče iz satja iz aluminijaste folije ustreza 10-letnim/200.000 km servisnim zahtevam za nova energetska vozila?

A: Preverjanje s preskusi utrujenosti (Gb/t 30767-2014, napetostno razmerje R=0,1, frekvenca 10Hz) kaže:

• Stanje okvirja napajalne baterije: Največja napetost σ_max=80MPa (računovodstvo za 28.6% natezne trdnosti). Po 10⁷ ciklih, stopnja zadrževanja moči je 88% (Gb/t 38031-2020 zahteva ≥80 %), kar ustreza dosegu 200.000 km (približno 500 ciklov vibracij na kilometer);
• Stanje omarice za shranjevanje energije: Največja napetost σ_max=50MPa (računovodstvo za 17.9% natezne trdnosti). Po 10⁸ ciklih, stopnja zadrževanja moči je 92%, kar ustreza 15-letnemu servisnemu ciklu (približno 6,7 × 10⁶ ciklov vibracij na leto);
• Mikro-mehanizem: Med utrujenostjo, gostota dislokacij aluminijaste matrike se poveča z 1×10¹4m⁻² na 3×10¹4m⁻², vendar ne nastanejo očitne utrujenostne razpoke (Opazovanje SEM kaže, da se globina vdolbine zloma ohranja pri 8–10 μm), potrditev dolgoročne zanesljivosti storitev.

V3: Ali material ustreza elektromagnetni združljivosti (EMC) zahteve za visokonapetostne platforme 800 V?

A: Preverjanje s testi EMC (Gb/t 18655-2018) potrjuje popolno skladnost z zahtevami platforme 800V:

• Sevane motnje: V frekvenčnem pasu 30MHz-1GHz, napetost motnje je ≤40dBμV (meja 46dBμV), izkorišča lastnosti elektromagnetne zaščite aluminijaste folije (učinkovitost zaščite ≥40dB, Gb/t 17738-2019);
• Kondukcijska motnja: V frekvenčnem pasu 150kHz-30MHz, tok motnje je ≤54dBμA (meja 60dBμA). Zračna plast in obloga celic satja tvorita “struktura za ujemanje impedance” za zmanjšanje prevodnih motenj;
• Imuniteta: Pri elektrostatični razelektritvi ne pride do nobenih nepravilnosti (ESD) testi (kontaktna razelektritev 8kV, izpust zraka 15kV, Gb/t 17626.2-2018). Zaradi površinske upornosti materiala 1×10⁸Ω (med prevodnikom in izolatorjem), statična elektrika se lahko sprošča počasi, da se prepreči okvara.

V4: Kakšen je sinergistični mehanizem odvajanja toplote med tem materialom in tekočimi hladilnimi sistemi v velikih postajah za shranjevanje energije?

A: Prek CFD (Tekoče) simulacija in testno preverjanje, sinergistični sistem za odvajanje toplote “naravna konvekcija celice – tekočinsko hlajenje s prisilno konvekcijo” se oblikuje:

• Satovji kanali: 8-12mm naklon celic tvori navpične konvekcijske kanale s hitrostjo zraka 0,3–0,5 m/s in močjo odvajanja toplote 5–8 W/㎡·K, znižanje površinske temperature celic za shranjevanje energije s 55 ℃ na 48 ℃;
• Sinergija tekočega hlajenja: Tekočinska hladilna plošča je prilepljena na satjasto ploščo s toplotno prevodnim lepilom (toplotna prevodnost 2W/(m·K)). Satovja plošča deluje kot a “toplotno prevodna vmesna plast”, povečanje učinkovitosti prenosa toplote iz celic na ploščo za hlajenje tekočine z 15% (toplotna odpornost se zmanjša z 0,15 K/W na 0,13 K/W v primerjavi z neposrednim lepljenjem);
• Enakomernost temperature: Sinergijsko odvajanje toplote zmanjša notranjo temperaturno razliko v ohišju z 8 ℃ na 3 ℃ (Gb/t 36276-2018 zahteva ≤5 ℃), izogibanje zmanjšanju zmogljivosti celic, ki ga povzročajo lokalne vroče točke (stopnja zadrževanja zmogljivosti se poveča od 85% do 90% po 1000 ciklov).

Q5: Izvaja oceno življenjskega cikla (LCA) tega materiala v skladu z “dvojni ogljik” cilji?

A: LCA analiza v skladu z ISO 14040-2006 (od zibelke do groba, funkcionalna enota: 1㎡ plošča iz satja) kaže:

• Poraba energije: Poraba energije v fazi proizvodnje je 280kWh (vključno s taljenjem aluminija, Rolling, in oblikovanje), ki je 46% nižja kot pri jeklenih okvirjih (520kWh) in 67% nižja kot pri ploščah iz satja iz ogljikovih vlaken (850kWh);
• Emisija ogljika: Emisija CO₂ v celotnem ciklu je 12 kg, ki je 57% nižja kot pri jeklenih okvirjih (28kg) in 73% nižja kot pri ploščah iz satja iz ogljikovih vlaken (45kg) (proizvodnja ogljikovih vlaken zahteva oksidacijo akrilonitrila, kar ima za posledico visoke emisije ogljika);
• Recikliranje: Aluminijasta folija je lahko 100% reciklirati s taljenjem, s samo porabo energije za recikliranje 5% primarnega aluminija (Gb/t 27690-2011). Konec recikliranja 10 let lahko zmanjša emisije CO₂ za 8 kg/㎡, izpolnjevanje zahteve glede ogljičnega odtisa (≤100 kg CO₂eq/kWh) nove uredbe EU o baterijah (2023/1542).