3105 バッテリー シェル | レーザー溶接互換性は UL1642 安全認証に合格

3105 アルミニウム合金のバッテリー シェルは、気孔ゼロの UL1642 安全認証を取得してレーザー溶接されており、世界のトップ 10 のバッテリー工場の中心的な選択肢となっています。 Tesla 4680 および CATL CTP 3.0 生産ラインに適応すると、シール性能が 50% 向上し、生産コストが 30% 削減されます。高マンガン合金が動力電池の安全性とコストのジレンマをどのように解決するかを明らかにします。

国際的な応用シナリオ
1. 電気自動車用バッテリー
Tesla 4680 バッテリー ケース (米国):

レーザー溶接速度 ≥ 10m/min、気孔率 < 0.1% (従来の溶接の場合 2%)、UL 2580 電気自動車用バッテリー安全認証に合格しています。

ケースの重量は 15% 軽量化され (0.8mm → 0.65mm)、バッテリー寿命は 5% 延長されました (2023 年テスラバッテリーの日別データ)。

BYD ブレードバッテリー (中国):

耐振動試験 > 50G (GB 38031)、溶接強度 ≥ 200MPa (母材の 85%)、サイクル寿命は 6,000 回を超えました。

2. エネルギー貯蔵システム
CATL コンテナエネルギー貯蔵:

IP67 防水 (IEC 60529)、脆性のない -40°C 低温溶接、UL 9540A 耐火試験に合格。

Fluence グリッドスケール エネルギー ストレージ (US):

シェルの熱伝導率 > 160W/m・K (スチール シェルの 3 倍)、温度制御のエネルギー消費が 25% 削減されます。

3. 家電製品
Apple MacBook バッテリーコンパートメント:

0.3mm の極薄シェルのレーザー溶接変形は 50μm 未満 (業界平均は 200μm) で、Unibody の精密構造に適しています。

サムスン全固体電池プロトタイプ:

主要な利点: プロセス安全性における「ダブルブレークスルー」

1. レーザー溶接適合性

パラメータ	3105 アルミニウム合金	従来の 3003 合金
溶接速度	10m/分	6m/分
気孔率	＜0.1%	1.5～2%
溶接強度/母材	≥85%	70-75%
熱影響部の幅	0.3mm	0.8mm

2. UL1642認証の主要項目
防爆安全性：鍼試験（7.3V/10.8A過充電条件）において発火および爆発がないこと。

シールの信頼性: 55kPa 負圧テストでリーク率 < 0.05cc/min (米国規格 MIL-STD-883)。

耐環境性：-40℃～85℃の熱衝撃を100回繰り返しても漏れなし（IEC 60068-2-14）。

3. 経済的メリット
Mn含有量が0.3～0.8％（3003は1.0～1.5％）となり、合金コストが安くなり、材料費が20％削減されます。

生産効率が 40% 向上しました。プロセスの洗浄/研磨にレーザー溶接が必要なくなり、単一ラインの生産能力は 200,000 個/日に達しました。

今後の動向：技術の反復と標準の高度化
1.材料の限界を突破
0.5mm極薄深絞り：ナノ析出強化（Mg₂Si相）、深絞り比2.5（日本UACJ2025ルート）。

複合コーティング技術：グラフェン導電層（表面抵抗<0.1Ω/□）、ワイヤレス充電と互換性があります。

2. インテリジェントな溶接革命
AI 溶接モニタリング: リアルタイムの赤外線熱画像とディープラーニング (KUKA AIV システム)、歩留まり率 99.99%。

フェムト秒レーザー アプリケーション: 入熱が 90% 削減され (Trudisk 8000)、歪みはほぼゼロになります。

3. 世界的な規制のアップグレード
EU 新電池法 (2027 年): 二酸化炭素排出量宣言の義務化、水力発電用アルミニウムシェルの優先調達 (二酸化炭素排出量 < 1tCO₂e/個)。

中国 GB 38031-202X: 衝突安全基準が引き上げられ、シェルは 200kN を超える圧縮に耐える必要があります (現在の基準は 100kN)。

4.全固体電池対応
耐内圧20MPa：静水圧処理により筐体を強化（QuantumScape連携ソリューション）。

リチウム金属互換コーティング: AlF₃ 不動態層抑制デンドライト (SES AI Laboratories により特許取得済み)。