1. Призматический корпус: литийные батареи «защита» и «Космический менеджер»
Почему литийные батареи благоприятствуют призматическим корпусам? Это связано с их двойными основными функциями. Во -первых, как физический щит, они защищают от внешнего воздействия и сжатия, предотвращая повреждение внутренних батарейных ячеек и сепараторов, которые могут привести к коротким замыканиям. Во -вторых, их аккуратная прямоугольная конструкция максимизирует пространство аккумулятора, что позволяет - батарейки плотности, такие как строительные блоки - критические для электромобилей, стремящихся к длительным диапазонам вождения.
Кроме того, призматическое жилье также выполняет важные задачи рассеяния и герметизации тепла. Теплопроводность металла эффективно рассеивает тепло, генерируемое батарейными ячейками, в то время как точная конструкция уплотнения предотвращает утечку электролита и защищает ячейки от влаги и пыли. Можно сказать, что качество призматического корпуса непосредственно определяет срок службы и безопасность литиевых батарей.
2. Выбор правильного материала - половина битвы за жилье.
Сила призматического корпуса происходит от высокого - качественных материалов. В настоящее время основным выбором являются алюминиевая сплава и нержавеющая сталь, каждая из которых имеет свои силы и подходит для разных сценариев применения.
(I) алюминиевый сплав: «Золотой выбор» для легкого и стоимости - Эффективность
В поле новых энергетических транспортных средств, 3003 - алюминиевого сплава H14 - бесспорный «ведущий игрок». С плотностью всего 2,7 г/см сегодня, она на 60% легче, чем нержавеющая сталь, эффективно снижая общий вес аккумулятора. Добавление марганца усиливает его пластичность, позволяя ему выдерживать «тест» повторяющегося растяжения и формирования, достигая растягивающей силы, превышающей 140 млн. МПа -, эквивалентно области размером с ногтя, сдерживающим давление 1,4 кг.
Однако поверхности алюминиевого сплава подвержены окислению и имеют плохую коррозионную стойкость, что требует «обновления поверхности». Это требует анодирующего процесса, который образует 5 - 10 микрон -оксида на поверхности. Этот фильм действует как защитный слой, защищая от коррозии от электролита. Некоторые высококлассные продукты также подвергаются пассивированию для дальнейшего повышения устойчивости к погодным условиям.
(Ii) из нержавеющей стали: «жесткий - ядро» для экстремальных средств
Для применений, требующих высокой - прочностной защиты, таких как электростанции для хранения энергии и специализированное оборудование, материалы из нержавеющей стали, такие как 1020 сталь, очень благоприятствуют. Его прочность на растяжение превышает 450 МПа, что более чем в три раза больше, чем у алюминиевых сплавов, что позволяет ему противостоять сильному воздействию и высоким температурам. Тем не менее, нержавеющая сталь также имеет свои недостатки: ее плотность, достигающая 7,85 г/смЧА, увеличивает общий вес батареи, а его стоимость примерно на 30% выше, чем у алюминиевых сплавов. Следовательно, он редко используется в весах - чувствительных автомобильных питания батарей.
Чтобы устранить стойкость к окислению нержавеющей стали, заводы используют никелевое или цинковое покрытие, чтобы создать металлическое покрытие на поверхности, повышая коррозионную стойкость и оптимизируя производительность сварки.
3. Основной процесс: преобразование из плоской пластины в полость
Преобразование плоского листа металла в аккуратно в форме корпус квадратного корпуса требует многочисленных тщательно изготовленных процессов, включая штампование, растяжение, сборку и сварку, каждый из которых требует тщательной точности.
(1) штамповка: определение «основного контура» жилья
Штамповка - это первый шаг в производстве корпуса, по сути, формируя металлический лист. Рабочие подают лист изрезанного металла в машину для штамповки сервоприводов, где высокая - точность умирает (с допусками, контролируемыми в пределах ± 0,01 мм, эквивалентно 1/5 диаметра человеческих волос), оказывают давление, чтобы штамповать дно жилья и боковые пути за один раз.
Ключом к этому шагу являются точность матрица и давление на перемешивание: шероховатость поверхности матрицы должна контролироваться ниже RA0.8, чтобы обеспечить плавную, заусенную - свободную поверхность. Берры могут позже протестировать сепаратор ячейки и вызвать короткий замыкание. Давление перемешивания должно быть отрегулировано в зависимости от толщины листа, как правило, между 50 и 200 кН. Слишком небольшое давление приводит к неполной формированию, в то время как слишком много может привести к трещину.
(2) Глубокий рисунок: ключ к тому, чтобы сделать корпус «встать»
Печальный прототип подвергается глубокому процессу рисования, чтобы создать три - структуру размерной полости. Это похоже на «Blowing A Balloon», но процесс гораздо более точный: Multi - растягивающаяся станция используется для постепенного углубления листа, причем каждая глубина растягивания контролируется при 5-10 мм. После 3-5 растяжений достигается желаемая глубина оболочки.
Во время процесса растяжения существует три ключевых параметра, которые нельзя неправильно отрегулировать: скорость растяжения должна поддерживать при 5 - 10 мм/с. Слишком быстро может легко вызвать разрыв материала, в то время как слишком медленное приводит к плохой эффективности. Разрыв на матрице должен быть установлен в 1,1-1,2 раза больше толщины листа, чтобы обеспечить гладкий поток материала. Специальная смазка на основе лития также должна быть применена для уменьшения трения между листом. Эти детали непосредственно определяют однородность толщины стенки оболочки (толерантность должна быть в пределах ± 5%).
(3) Сборка ячейки: «Технологическое вскрытие» ламинирования и обмотки
После того, как оболочка образована, «Core Component» - батарея - должен быть установлен. Этот шаг использует два основных процесса: ламинирование и обмотка, каждый из которых адаптирован к различным требованиям к производительности.
Ламинация:«Изысканный выбор» для High - конечных продуктов
Процесс ламинирования похож на укладку игровых карт, укладывая положительные и отрицательные электроды и разделители слоя по слою в порядке «положительный электрод - разделитель - отрицательный электрод - сепаратор». Этот процесс предлагает такие преимущества, как более регулярная клеточная структура, снижение внутреннего напряжения и более длительный срок службы цикла (до 2000 циклов или более). Его плотность энергии составляет 5% - на 10% выше, чем процесс обмотки, что делает его широко используемым в высоком - Конец цифровых батарей и твердотельных батарей.
Тем не менее, ламинирование требует чрезвычайно высокой точности: требуется система выравнивания зрения, чтобы гарантировать, что позиционное отклонение каждого электрода не превышает ± 50 мкм (эквивалентно половине человеческих волос). В противном случае, тока распределения будет неравномерным, влияя на производительность батареи. В настоящее время наиболее продвинутые высокие - машины с ламинированием скорости могут сложить до 300 ячеек в минуту, эквивалентно пять ячеек в секунду.
Acey - ssm - cМашина с укладкой батареиможет быть применен к процессу укладки лития - кусочков ионного батареи. Процесс ручной загрузки пленки, последующая коррекция положения и ламинирование полюса завершается автоматически, что имеет характеристики высокой эффективности ламинирования и высокой точности.
Обмотка:«Король скорости» массовой эффективности производства
Процесс обмотки похож на туалетную бумагу: листы электродов и сепаратор спирально свернуты в цилиндрическую ячейку, которая затем помещается в прямоугольный корпус для его формирования. Его наибольшее преимущество - высокая эффективность производства. Одна производственная линия может производить до 100 000 ячеек в день, что делает ее идеальным для крупного - масштабного производства электромобилей.
Ядро обмотки контролирует «напряжение»: напряжение должно поддерживать между 10 - 20n. Неравномерное натяжение может вызвать деформацию ячейки, морщины сепаратора и даже короткие замыкания. Следовательно, высококачественные обмотки оснащены динамической системой компенсации натяжения, чтобы гарантировать, что колебания натяжения не превышают ± 1n. Инфракрасное обнаружение также контролирует выравнивание электродов в реальном времени (отклонение от края меньше или равное ± 100 мкм).
Acey - swm - pМашина для обмотки батареиможет быть применен к процессу обмотки квадратных батарей. Оборудование предназначено для кормления рулона из изоляции пленки, кормления типа шеста, ручного кормления пленки, автоматического вытягивания пленки, вставки и обмотки. Обмотка иглы принимает трапециевидную пару - в - конструкцию комбинации заглушки, а ширина обмотки можно отрегулировать в определенном диапазоне.
(4) Запечатывающая сварка: строительство сплошной «линии безопасности»
После того, как батарея установлена в корпусе, верхняя крышка должна быть установлена и запечатана с помощью сварного шва. Это важный шаг для предотвращения утечки электролита и изоляции внешних примесей. В настоящее время существуют две основные сварки: лазерная сварка и сварка сопротивления.
Лазерная сварка: Мастер точного герметизации
Лазерная сварка похожа на деликатный скальпель, используя импульсный лазер 50 Вт 50, чтобы создать сварку шириной 0,3- 0,5 мм в суставе между корпусом и верхней крышкой толщины человеческих волос. Этот метод сварки имеет небольшую затронутую зону, предотвращая повреждение внутренних батарейных ячеек. Он также обеспечивает исключительное уплотнение, с детектором утечки гелия, измеряющим скорость утечки до менее или равного 1 × 10 мбар ・ l/s (эквивалентно менее чем 1 каплю утечки в год).
Сварка сопротивления: Ключ эффективности к массовому производству
Сварка сопротивления - это метод «быстрого сварки». Электроды применяют давление 50 - 100n и ток 5 - 10ka, используя тепло, генерируемое током, чтобы расплавить и сэкономить сварные части. Его высокая скорость сварки (всего 0,1-0,3 секунды за точку) делает его подходящим для массового производства корпусов большого размера. Тем не менее, это требует, чтобы строгий ток-сигнал управляя управляющими-экстравальный ток, который может легко сгореть через корпус, в то время как слишком мало тока может привести к холодным сварным швам.
4. Ключевое оборудование: «хардкорная поддержка» автоматических производственных линий
Точное производство квадратных корпусов опирается на серию высоких - конечного оборудования. Эти устройства действуют как «руки и ноги» производственной линии, обеспечивая точность и эффективность каждого процесса.
(1) Формованное оборудование: «Мастера плесени», которые формируют корпусы
Сервочарная машина: оснащен датчиком смещения с разрешением 0,001 мм, она контролирует давление и положение штамповки в режиме реального времени, достигая закрытого - контроля цикла -, как «ремесленник с глазами», обеспечивая точные размеры каждого корпуса.
Multi - Управляющая станка: интегрированная с роботизированной автоматической системой загрузки и разгрузки, цикл растяжения на станцию меньше или равен 5 секунд, повышая эффективность более чем на 30% по сравнению с ручной загрузкой и выгрузкой, а также исключает ошибки, вызванные ручной работой.
(2) Сборное оборудование: построение «инструмента мастер -сборки» для батарейных ячеек
High - Стабирование скорости: приводимый в систему линейным двигателем, он достигает точности позиционирования ± 25 мкм и автоматически корректирует отклонения листа электрода во время укладки, чтобы обеспечить аккуратное укладку.
High - машина для обмотки с точностью: подходит для листов электродов с шириной 50-300 мм, он использует сервоприводный двигатель для управления скоростью обмотки и оснащен системой обнаружения дефекта электрода, которая автоматически останавливает машину, если обнаружены царапины или повреждения.
(3) Инспекционное оборудование: защита качества
- Координируйте измерительную машину: полностью осматривает размеры корпуса, включая длину, ширину и высоту (допуск ± 0,1 мм), а толщину стенки равномерность (меньше или равна 5%), что обеспечивает удовлетворение требований к сборке.
- X - Проверка лучей: проникает в корпус, чтобы четко увидеть сборку внутренней батареи, осматривая выравнивание электродов (требуется больше или равного 99%) и повреждение диафрагмы для предотвращения рисков внутренних коротких замыканий.
- Машина для тестирования сжатия: применение давления 100-500N к корпусу, осмотр деформации до менее или равного 0,5 мм, обеспечивая защиту от столкновений и раздавливания.
5. Контроль качества: «защитная сеть» на протяжении всего процесса
Безопасность лития аккумулятора не требует компромисса. Таким образом, производство квадратных корпусов подвергается комплексному контролю качества от сырья до готового продукта, при этом на каждом этапе установлено контрольно -пропускные пункты.
(1) Проверка сырья: пристально следить за «записью»
Когда сырье попадает на завод, алюминиевые сплавы и нержавеющая сталь должны быть протестированы на композицию (например, содержание марганца и никеля), механические свойства (прочность и пластичность растяжения) и гладкость поверхности. Если сырье имеют дефекты, даже самая сложная обработка не может их исправить.
(2) Контроль процесса: следствие на каждом шаге
- Калибровка умирания: штамповка и рисование отклонений калибруются каждые четыре часа, чтобы предотвратить износ и размерные отклонения в корпусе.
- First - Проверка части: Перед каждым производственным сдвигом первый готовый продукт проходит всестороннюю проверку своих размеров, внешнего вида и герметизации. Только квалифицированные продукты могут быть помещены в массовое производство.
- Патрульная проверка: инспекторы качества случайным образом выбирают 10 продуктов для тестирования каждый час, чтобы быстро идентифицировать колебания процесса.
(3) Тестирование готового продукта: укрепление «Заводский проход»
- Перед тем, как покинуть фабрику, готовые продукты должны пройти серию строгих тестов:
- Тест на падение: бесплатное падение с высоты 1,5 метра на паркетный пол, без повреждения корпуса и колебания производительности ячейки менее или равны 5%;
- Высокий - Тест на хранение температуры: хранение при 60 градусов в течение 72 часов, без выпуклости или утечки в корпусе и изменение электролита -проводимости меньше или равных 3%;
- Тест на срок службы цикла: 1000 циклов при 1C Заряда и условий сброса, с показателем удержания пропускной способности больше или равным 85%. Только корпуса, которые проходят все эти тесты, одобрены для использования.