1.. Locuință prismatică: „Safeguard” și „Manager de spațiu” al bateriilor de litiu
De ce bateriile de litiu favorizează carcasele prismatice? Acest lucru provine din funcțiile lor duale de bază. În primul rând, ca un scut fizic, acestea se protejează împotriva impactului și compresiei externe, prevenind deteriorarea celulelor bateriei interne și a separatoarelor care ar putea duce la scurtcircuite. În al doilea rând, structura lor dreptunghiulară îngrijită maximizează spațiul de pachete de baterii, permițând pachetele de baterii cu densitate ridicată -, cum ar fi blocurile de construcție - critice pentru vehiculele electrice care se deplasează pentru intervale de conducere îndelungate.
Mai mult, locuința prismatică îndeplinește, de asemenea, sarcinile importante de disipare a căldurii și sigilare. Conductivitatea termică a metalului disipează efectiv căldura generată de celulele bateriei, în timp ce proiectarea precisă de etanșare previne scurgerea electrolitului și protejează celulele de umiditate și praf. Se poate spune că calitatea locuințelor prismatice determină în mod direct durata de viață și siguranța bateriilor de litiu.
2. Alegerea materialului potrivit este jumătate din luptă pentru locuință.
Puterea locuinței prismatice provine din materiale de calitate ridicate -. În prezent, alegerile mainstream sunt aliaj de aluminiu și oțel inoxidabil, fiecare cu punctele forte și potrivite diferitelor scenarii de aplicare.
(I) aliaj de aluminiu: „Alegerea de aur” pentru eficacitate ușoară și costuri -
În câmpul noilor baterii cu energie electrică cu energie, 3003 - aliaj de aluminiu H14 este „jucătorul principal” incontestabil. Cu o densitate de doar 2,7g/cm³, este peste 60% mai ușoară decât oțelul inoxidabil, reducând efectiv greutatea totală a bateriei. Adăugarea de mangan își îmbunătățește ductilitatea, permițându-i să reziste la „testul” de întindere și formare repetată, obținând o rezistență la tracțiune care depășește 140mpa - echivalentă cu o zonă de dimensiuni de unghii, cu o presiune de 1,4 kg.
Cu toate acestea, suprafețele din aliaj de aluminiu sunt sensibile la oxidare și au o rezistență slabă la coroziune, necesitând o „modernizare a suprafeței”. Acest lucru necesită un proces de anodizare, care formează o pensiune de oxid de 5 -} 10 microni. Acest film acționează ca un strat de protecție, protejând împotriva coroziunii de electrolit. Unele produse de înaltă calitate suferă, de asemenea, un tratament de pasivare pentru a spori și mai mult rezistența la intemperii.
(Ii) Oțel inoxidabil: un "hard - nucleu" pentru medii extreme
Pentru aplicațiile care necesită o protecție de rezistență ridicată -, cum ar fi centrale de stocare a energiei și echipamente specializate, materialele din oțel inoxidabil, cum ar fi oțelul 1020 sunt foarte favorizate. Rezistența sa la tracțiune depășește 450 MPa, de mai mult de trei ori mai mare decât a aliajelor de aluminiu, permițându -i să reziste la un impact sever și la temperaturi ridicate. Cu toate acestea, oțelul inoxidabil are și dezavantajele sale: densitatea sa, până la 7,85 g/cm³, crește greutatea totală a bateriei, iar costul său este cu aproximativ 30% mai mare decât cel al aliajelor de aluminiu. Prin urmare, este rar utilizat în greutate - baterii de alimentare auto sensibilă.
Pentru a aborda rezistența de oxidare a oțelului inoxidabil, fabricile folosesc placare cu nichel sau zinc pentru a crea o acoperire metalică la suprafață, îmbunătățind rezistența la coroziune și optimizarea performanței de sudare.
3. Procesul de miez: transformarea de la placă plată în cavitate
Transformarea unei foi plate de metal într -o carcasă pătrată în formă îngrijită necesită mai multe procese meticulos, inclusiv ștampilare, întindere, asamblare și sudare, fiecare dintre acestea cerând o precizie minuțioasă.
(1) Ștampilare: definirea „conturului de bază” al locuințelor
Ștampilarea este primul pas în fabricarea locuințelor, în mod esențial, formarea foii metalice. Muncitorii alimentează foaia de metal tăiată într -o mașină de ștampilare servo, unde precisă ridicată - (cu toleranțe controlate până la ± 0,01 mm, echivalent cu 1/5 diametrul unui păr uman) aplică presiune pentru a ștampila fundul carcasei și a pereților laterali.
Cheia acestei etape sunt precizia matriței și presiunea de perforare: rugozitatea suprafeței matriței trebuie controlată sub ra0.8 pentru a asigura o suprafață liberă netedă, burr -. Ulterior, burr -urile pot străpunge separatorul de celule și pot provoca un scurtcircuit. Presiunea de perforare trebuie reglată pe baza grosimii foii, în general între 50 și 200 kN. Prea presiunea prea mică are ca rezultat o modelare incompletă, în timp ce prea mult poate provoca fisurarea foii.
(2) Desen profund: Cheie pentru a face ca locuința să fie „stand în poziție verticală”
Prototipul ștampilat suferă un proces de desen profund pentru a crea o structură de cavitate dimensională de trei -. Acest lucru este ca „suflarea unui balon”, dar procesul este mult mai precis: o mașină de întindere multi - este folosită pentru a aprofunda treptat foaia, cu fiecare adâncime de întindere controlată la 5-10mm. După 3-5 întinderi, se realizează adâncimea de coajă dorită.
În timpul procesului de întindere, există trei parametri cheie care nu pot fi ajustați incorect: viteza de întindere trebuie menținută la 5 - 10mm/s. Prea rapid poate provoca cu ușurință ruperea materialelor, în timp ce prea lent are ca rezultat o eficiență slabă. Decalajul de matriță trebuie stabilit la 1,1-1,2 ori grosimea foii pentru a asigura fluxul neted al materialului. Un lubrifiant special pe bază de litiu ar trebui, de asemenea, să fie aplicat pentru a reduce frecarea dintre matriță și foaie. Aceste detalii determină direct uniformitatea grosimii peretelui cochiliei (toleranța trebuie să fie în termen de ± 5%).
(3) Ansamblul celular: „Showdown tehnologică” de laminare și înfășurare
După ce s -a format shell -ul, „componenta de bază” - trebuie instalată celula bateriei -. Acest pas folosește două procese principale: laminare și înfășurare, fiecare adaptată la cerințe de performanță diferite.
Laminare:„Alegerea rafinată” pentru produse finale -
Procesul de laminare este ca stivuirea cărților de joc, stivuirea stratului de electrozi și separatori pozitivi și negativi prin strat în ordine "electrod pozitiv - separator - electrod negativ - separator." Acest proces oferă avantaje, cum ar fi o structură celulară mai regulată, stresul intern redus și o durată de viață mai lungă a ciclului (până la 2.000 de cicluri sau mai mult). Densitatea sa energetică este de 5% - cu 10% mai mare decât procesul de înfășurare, ceea ce o face utilizată pe scară largă în High - Baterii digitale finale și baterii în stare solidă.
Cu toate acestea, laminarea necesită o precizie extrem de mare: este necesar un sistem de aliniere a vederii pentru a se asigura că abaterea pozițională a fiecărui electrod nu depășește ± 50μm (echivalent cu jumătate de păr uman). În caz contrar, distribuția curentă va fi inegală, afectând performanța bateriei. În prezent, cele mai avansate mașini ridicate - de laminare de viteză pot stiva până la 300 de celule pe minut, echivalent cu cinci celule pe secundă.
Acey - ssm - cMașină de stivuire a baterieipoate fi aplicat la procesul de stivuire a litiului - piese de baterie ionică. Procesul de încărcare manuală a filmelor, corectarea și laminarea ulterioară a poziției piesei pol este finalizată automat, ceea ce are caracteristicile eficienței ridicate de laminare și precizia ridicată.
Înfășurare:„Regele vitezei” a eficienței producției în masă
Procesul de înfășurare este ca o hârtie igienică rulantă: foile de electrod și separatorul sunt rulate în spirală într -o celulă cilindrică, care este apoi introdusă într -o carcasă dreptunghiulară pentru a o modela. Cel mai mare avantaj al său este eficiența ridicată a producției. O singură linie de producție poate produce până la 100.000 de celule pe zi, ceea ce o face ideală pentru producția mare - la scară de baterii electrice de alimentare a vehiculelor.
Nucleul înfășurării controlează „tensiunea”: tensiunea trebuie menținută între 10 - 20n. Tensiunea inegală poate provoca deformarea celulelor, ridurile separatoare și chiar scurtcircuite. Prin urmare, mașinile de înfășurare de înaltă calitate sunt echipate cu un sistem dinamic de compensare a tensiunii pentru a se asigura că fluctuațiile de tensiune nu depășesc ± 1N. Detectarea infraroșilor monitorizează, de asemenea, alinierea electrodului în timp real (abaterea marginilor mai mică sau egală cu ± 100μm).
Acey - swm - pMașină de înfășurare a baterieipoate fi aplicat la procesul de înfășurare a bateriilor pătrate. Echipamentul este proiectat pentru alimentarea materialelor cu rolă de filmare, alimentare cu tip piese de pol, alimentare manuală, tracțiune automată a filmelor, inserție și înfășurare a pinului. Acul înfășurat adoptă o pereche trapezoidală - la - designul combinației dop, iar lățimea celulei înfășurate poate fi ajustată într -un anumit interval.
(4) Soluționarea de etanșare: construirea unei „linii de siguranță” solide
După ce celula bateriei este instalată în carcasă, capacul superior trebuie instalat și sigilat cu o sudură. Acesta este un pas critic pentru a preveni scurgerea electrolitică și pentru a izola impuritățile externe. În prezent, există două tehnologii de sudare mainstream: sudarea cu laser și sudarea rezistenței.
Sudarea cu laser: Un maestru al etanșării de precizie
Sudarea cu laser este ca un bisturiu delicat, folosind un laser cu 50 - 100W pulsat pentru a crea o sudură lățime de 0,3 - 0,5 mm la articulația dintre carcasă și acoperirea superioară, în mare măsură, grosimea unui păr uman. Această metodă de sudare are o zonă mică afectată de căldură, care previne deteriorarea celulelor interne ale bateriei. De asemenea, oferă etanșare excepțională, cu un detector de scurgere de heliu care măsoară rata de scurgere la mai puțin sau egală cu 1 × 10MBAR ・ L/S (echivalent cu mai puțin de 1 picătură de scurgere pe an).
Sudarea cu rezistență: Cheia de eficiență a producției în masă
Sudarea cu rezistență este o metodă „armă de sudură rapidă”. Electrozii aplică o presiune de 50 - 100N și un curent de 5 - 10ka, folosind căldura generată de curent pentru a topi și a fuziona piesele sudate. Viteza sa ridicată de sudare (doar 0,1-0,3 secunde pe punct) o face potrivită pentru producerea în masă a carcaselor de dimensiuni mari. Cu toate acestea, necesită un curent strict de control al formei de undă-excesive, poate arde cu ușurință prin carcasă, în timp ce prea puțin curent poate duce la suduri la rece.
4. Echipament cheie: „suportul hardcore” al liniilor de producție automate
Fabricarea de precizie a carcaselor pătrate se bazează pe o serie de echipamente finale -. Aceste dispozitive acționează ca „mâinile și picioarele” liniei de producție, asigurând exactitatea și eficiența fiecărui proces.
(1) Echipament de modelare: „Maestrii de mucegai” care modelează carcasele
Mașină de ștampilare servo: echipat cu un senzor de deplasare cu o rezoluție de 0,001mm, monitorizează presiunea și poziția de ștampilare în timp real, obținând controlul închis al - {- ca un „meșter cu ochii”, asigurând dimensiunile precise ale fiecărei carcase.
MULTI - Mașină de întindere a stației: Integrat cu un sistem robotizat de încărcare și descărcare automată, ciclul de întindere pe stație este mai mic sau egal cu 5 secunde, îmbunătățind eficiența cu peste 30% în comparație cu încărcarea și descărcarea manuală, eliminând în același timp erorile cauzate de funcționarea manuală.
(2) Echipamente de asamblare: construirea unui „instrument de asamblare principală” pentru celulele bateriei
Mașină ridicată de stivuire a vitezei -: Condusă de un motor liniar, realizează o precizie de poziționare de ± 25 μm și corectează automat abaterile foii de electrozi în timpul stivuirii pentru a asigura stivuirea îngrijită.
High - Mașină de înfășurare de precizie: Potrivit pentru foile de electrod cu o lățime de 50-300mm, folosește un servo cu motor pentru a controla viteza de înfășurare și este echipat cu un sistem de detectare a defectelor de electrozi care oprește automat mașina dacă sunt detectate zgârieturi sau daune.
(3) Echipamente de inspecție: calitatea de protecție
- Mașina de măsurare a coordonatelor: inspectează pe deplin dimensiunile carcasei, inclusiv lungimea, lățimea și înălțimea (toleranța ± 0,1 mm) și uniformitatea grosimii peretelui (mai puțin sau egală cu 5%), asigurându -se că fiecare carcasă îndeplinește cerințele de asamblare.
- X - Inspecție de raze: pătrunde în carcasă pentru a vedea clar ansamblul intern al celulelor bateriei, inspectând alinierea electrodului (necesară mai mare sau egală cu 99%) și daunele diafragmei pentru a preveni riscurile interne de scurtcircuit.
- Mașină de testare a compresiei: aplicarea unei presiuni de 100-500N la carcasă, inspecționând deformarea la mai puțin sau egală cu 0,5 mm, asigurând protecția împotriva coliziunilor și zdrobirii.
5. Controlul calității: o „net de protecție” pe parcursul întregului proces
Siguranța bateriei cu litiu nu necesită niciun compromis. Prin urmare, fabricarea carcaselor pătrate este supusă unui control cuprinzător al calității de la materii prime la produsul finit, cu puncte de control stabilite în fiecare etapă.
(1) Inspecția materiei prime: Urmărirea atentă asupra „intrării”
Când materiile prime intră în fabrică, aliajele de aluminiu și oțelul inoxidabil trebuie testate pentru compoziție (cum ar fi conținutul de mangan și nichel), proprietăți mecanice (rezistență la tracțiune și ductilitate) și netezimea suprafeței. Dacă materiile prime au defecte, chiar și cea mai sofisticată procesare nu le poate corecta.
(2) Controlul procesului: urmărirea la fiecare pas
- Calibrarea matriței: DISPENȚA ȘI DISCURILE DE SIMARE sunt calibrate la fiecare patru ore pentru a preveni uzura matriței și abaterile dimensionale în carcasă.
- În primul rând - Partea de inspecție: Înainte de fiecare schimbare de producție, primul produs finit suferă o inspecție cuprinzătoare a dimensiunilor, aspectului și sigiliei sale. Doar produsele calificate pot fi puse în producție în masă.
- Inspecție a patrulei: inspectorii de calitate selectează la întâmplare 10 produse pentru testare în fiecare oră pentru a identifica prompt fluctuațiile procesului.
(3) Testarea produsului finit: consolidarea „Factory Pass”
- Înainte de a părăsi fabrica, produsele finite trebuie să fie supuse unei serii de teste riguroase:
- Test de cădere: cădere liberă de la o înălțime de 1,5 metri pe o podea din lemn de esenta tare, fără a deteriora carcasa și o fluctuație a performanței celulare mai mici sau egale cu 5%;
- Ridicat - Test de stocare a temperaturii: depozitare la 60 grade timp de 72 de ore, fără bombă sau scurgeri în carcasă și o modificare a conductivității electrolitice mai mici sau egale cu 3%;
- Testul de viață al ciclului: 1000 de cicluri la 1C condiții de încărcare și descărcare, cu o rată de retenție a capacității mai mare sau egală cu 85%. Doar carcasele care trec toate aceste teste sunt aprobate pentru utilizare.