冲压板栅与扩展板栅：优化铅酸电池制造成本和性能 | MINHUA 集团
2025-02-21
技术比较模块（信息图表友好型）
1. 核心流程原则
| 范围 | Expanded Grid (拉网工艺) | Stamped Grid (冲网工艺) |
|---|---|---|
| 材料准备 | 熔铅→连铸（0.8-2.0mm带材） | 熔铅→连轧（1.2-3.0mm带材） |
| 成型方法 | 冲孔+机械拉伸（18-25m/min） | 精密冲压（300-500次/分钟） |
| 尺寸公差 | ±0.2毫米 | ±0.05mm（取决于模具） |
| 关键设备 | 扩管机 | 级进模冲压机 |
主要区别：
- 冲压网格依靠高精度模具（±0.05mm）来实现复杂的几何形状；扩展网格优先考虑灵活性，但精度较低。
2. 绩效指标
2.1 机械强度（ASTM E8 标准）
| 测试参数 | 扩展网格 | 冲压网格 |
|---|---|---|
| 抗拉强度 | 38-42兆帕 | 55-62兆帕 |
| 断裂伸长率 | 15-18％ | 8-12％ |
| 疲劳寿命（循环） | 5,000 | 8,000+ |
符合 ASTM E8 标准：
- 标距长度：4D（E8）或5D（E8M），用于一致的试样制备。
- 应变速率：0.015±0.006 mm/mm/min（闭环控制）。
2.2 生产经济效益（美元/万单位）
| 成本类别 | 扩展网格 | 冲压网格 |
|---|---|---|
| 模具成本 | 0 | 700-1,200 |
| 能源成本 | 120 | 180 |
| 废料回收 | 二十五 | 85 |
| 总成本 | 145 | 965+ |
关键见解：
- 冲压网格产生 75% 的工具成本，只适用于大规模生产；扩展网格可将废品率降低 70%，非常适合成本敏感的项目。
行业应用指南
3. 推荐场景
| 技术 | 应用 |
|---|---|
| 扩展网格 | ✅ 汽车 SLI 电池（每月 >10 万台） |
| ✅ 成本敏感的 ESS 项目（资本支出降低 40%） | |
| ✅ 标准化网格设计（菱形/矩形图案） | |
| 冲压网格 | ✅ 启停/深循环电池（>1,200 次循环，根据 IEC 61427） |
| ✅ 自定义几何形状（蜂窝状/径向网格） | |
| ✅ 高精度公差（厚度变化 |
情景分析：
- 启停系统：冲压板栅的抗拉强度（55-62 MPa）和疲劳寿命（8,000+ 次循环）可满足频繁充放电的需求。
- ESS 项目：扩展电网的总成本（145 美元/10,000 个单位）适合资本支出敏感型部署，标准化设计可实现可扩展性。
创新趋势与参考
- 高级网格几何形状：冲压网格通过蜂窝结构使活性物质负载提高18％，这已在网格形成的ESS项目中得到验证（例如新疆巴州共享ESS）。
- 模具技术：格力±0.001毫米精度模具和380次/分钟的冲压速度正在加速其在高端电动汽车电池中的应用。