Механизми на деформация и систематични подходи за предотвратяване на литиеви слънчеви батерии

Захранващите батерийни клетки са широко използвани в области като нови енергийни превозни средства поради тяхната правилна структура и висока енергийна плътност. Въпреки това, поради анизотропните характеристики на самия материал, по време на производствения процес се прилагат неравномерни сили в посоките на дължина и ширина, което може лесно да доведе до деформационни явления като неравности в корпуса, като по този начин се отразява на безопасността и експлоатационния живот на батерията.

Възникването на проблеми с деформацията в литиево-йонните батерии е тясно свързано с характеристиките на материала, производствените процеси и вътрешния контрол на околната среда на батерийните клетки. Необходимо е системно да се анализират причините от множество измерения и да се предприемат целенасочени мерки за превенция и контрол. Тази статия анализира механизма на деформация на литиево-железни фосфатни батерии, предлага систематични стратегии за превенция и предоставя технически справки за индустриалното производство.

В системата за производство на енергийни клетки Lifepo4 структурната стабилност на обвивката е пряко свързана с надеждността на продукта, а проблемите с деформацията обикновено са резултат от комбинираните ефекти на свойствата на материала, контрола на процеса и вътрешните термодинамични състояния. От гледна точка на материалните и структурните размери, изборът на материал и здравината на алуминиевите корпуси са основни фактори. Ако се използва алуминиева сплав 3003 с по-ниска якост на опън или дебелина на обвивката под 0,6 mm, тя е склонна към деформация на провлачване при вътрешно налягане и термично напрежение.

Освен това зоната, засегната от топлината на заваряване, претърпява 20% до 30% намаление на локалната якост поради реорганизация на решетката, превръщайки се в високо-рискова зона за концентрация на напрежение и деформация. Ако процесът на лазерно заваряване не е правилно контролиран, като например когато мощността надвишава 300 W или скоростта на заваряване е под 30 mm/s, това може да доведе до това, че местните температури далеч надвишават точката на топене на алуминия (660 градуса), разтопеният басейн да бъде твърде дълбок и напрежението на свиване при охлаждане да се увеличи значително; Неразумният дизайн на заваръчния шев, като липсата на прорези за освобождаване на напрежението при непрекъснато кръгово заваряване или ширина на заваръчния шев под 0,8 mm, също може да намали-носещата способност на заваръчния шев и да увеличи риска от деформация.

В отговор на механизма на деформация на пакета литиеви батерии на системите за съхранение на слънчева енергия, споменат по-горе, може да се изгради система за предотвратяване и контрол от аспектите на материалите, структурата, процесите на заваряване и т.н. По отношение на материалната и структурната оптимизация, трябва да се положат усилия за подобряване-носещата способност на корпуса. Препоръчително е да се използва алуминиева сплав 5052 с по-висока якост на опън, да се добавят 0,5 до 1,0 mm високи подсилващи ребра в зоната на горния капак и да се увеличи дебелината на корпуса до 0,8 до 1,0 mm.

В същото време пакетът литиева батерия използва композитен процес, съчетаващ лазерно заваряване и ултразвуково заваряване, за да се намали входящата топлина в една точка и да се подобри стабилността на зоната на заваряване. Процесът на заваряване трябва да бъде прецизно контролиран и се препоръчва да се използва схема за градиентна мощност на заваряване, като комбинация от параметри от 200 W/30 mm/s за началната секция, 250 W/25 mm/s за средната секция и 180 W за крайната секция, за да се контролира дълбочината на засегнатата от топлина зона в рамките на 0,5 mm. Дизайнът на заваръчния шев е променен от непрекъснато заваряване към режим на сегментирано заваряване, като дължината на всяка секция варира от 5 до 8 mm, оставяйки 2 mm зона за освобождаване на напрежението и увеличавайки ширината на заваръчния шев до 1,2 mm, за да се подобри носещият капацитет на заваръчния шев.

Контролът на вътрешното налягане на комплекта батерии трябва да се извършва от две посоки: компенсация на разширението и потискане на производството на газ. По отношение на структурния дизайн, еластичен буферен слой със степен на компресия над 50% може да бъде монтиран от вътрешната страна на покриващата плоча, със запазено пространство за разширение от 0,5 до 1,0 mm за облекчаване на въздействието на налягането, причинено от разширението на отрицателния електрод. По отношение на оптимизацията на химическата система, добавянето на 1% до 2% FEC филм-добавки по време на процеса на инжектиране може ефективно да потисне ненормалното увреждане на SEI филма, да контролира производството на газ при пълно зареждане в рамките на 0,5 ml/Ah и да намали натрупването на вътрешно налягане от източника.

По отношение на контрола на процеса, пакетът литиево-йонни батерии трябва да въведе интелигентна технология за откриване и да използва система за визуално позициониране в процеса на сглобяване, за да контролира точността на позициониране в рамките на ± 0,05 mm; Надстройте заваръчното приспособление до режим на затягане с постоянна сила, за да гарантирате, че флуктуацията на силата на затягане от 20 до 30 N не надвишава 5%, намалявайки риска от деформация, причинена от отклонение при монтажа. Добавете станция за откриване на налягане по време на етапа на формиране, която автоматично ще издаде аларма, когато откритото налягане надвиши 5 kPa. В същото време, комбинирано с рентгеново откриване на скоростта на деформация на черупката, прагът ще се контролира в рамките на 0,3%, за да се постигне ранно идентифициране и намеса на проблемите с деформацията.

Ако срещнете технически затруднения, свързани с деформация наЛитиеви слънчеви батерииили се нуждаете от поддръжка за оптимизиране на процеса по време на производствения процес, моля не се колебайте да се свържете с нас през платформата и ние ще ви предоставим професионални решения и техническа консултация.