Deformācijas mehānismi un sistemātiskas novēršanas pieejas litija saules baterijām

Jaudas akumulatoru elementi ir plaši izmantoti tādās jomās kā jauni enerģijas transportlīdzekļi to regulārās struktūras un lielā enerģijas blīvuma dēļ. Tomēr paša materiāla anizotropo īpašību dēļ ražošanas procesā tiek pielietoti nevienmērīgi spēki garuma un platuma virzienā, kas var viegli izraisīt deformācijas parādības, piemēram, korpusa nelīdzenumus, tādējādi ietekmējot akumulatora drošību un kalpošanas laiku.

Deformācijas problēmu rašanās litija-jonu akumulatoros ir cieši saistīta ar materiāla īpašībām, ražošanas procesiem un akumulatoru elementu iekšējās vides kontroli. Ir nepieciešams sistemātiski analizēt cēloņus no vairākām dimensijām un veikt mērķtiecīgus profilakses un kontroles pasākumus. Šajā rakstā analizēts litija dzelzs fosfāta jaudas bateriju deformācijas mehānisms, ierosinātas sistemātiskas profilakses stratēģijas un sniegtas tehniskās atsauces rūpnieciskai ražošanai.

Lifepo4 jaudas elementu ražošanas sistēmā korpusa strukturālā stabilitāte ir tieši saistīta ar produkta uzticamību, un deformācijas problēmas parasti rodas materiāla īpašību, procesa kontroles un iekšējo termodinamisko stāvokļu kombinētās ietekmes rezultātā. No materiāla un konstrukcijas izmēru viedokļa alumīnija apvalku materiāla izvēle un izturības dizains ir būtiski faktori. Ja tiek izmantots 3003 alumīnija sakausējums ar zemāku stiepes izturību vai apvalka biezumu, kas mazāks par 0,6 mm, tas var deformēties iekšējā spiediena un termiskā sprieguma ietekmē.

Turklāt režģa reorganizācijas dēļ metināšanas karstuma ietekmētajā zonā lokālā izturība samazinās par 20–30%, kļūstot par augsta -sprieguma koncentrācijas un deformācijas riska zonu. Ja lāzera metināšanas process netiek pareizi kontrolēts, piemēram, ja jauda pārsniedz 300 W vai metināšanas ātrums ir mazāks par 30 mm/s, vietējā temperatūra var ievērojami pārsniegt alumīnija kušanas temperatūru (660 grādi), kausētais baseins ir pārāk dziļš un ievērojami palielinās dzesēšanas saraušanās spriegums; Nepamatota metināšanas lodītes konstrukcija, piemēram, spriedzes samazināšanas ierobu trūkums nepārtrauktā apļveida metināšanā vai metinājuma lodītes platums, kas mazāks par 0,8 mm, var arī samazināt metinājuma šuves nestspēju un palielināt deformācijas risku.

Reaģējot uz iepriekš minēto saules enerģijas uzkrāšanas sistēmu litija bateriju komplekta deformācijas mehānismu, var izveidot profilakses un kontroles sistēmu, ņemot vērā materiālu, struktūras, metināšanas procesu utt. aspektus. Attiecībā uz materiālu un konstrukcijas optimizāciju ir jācenšas uzlabot korpusa slodzes{1}}nestspēju. Ieteicams izmantot 5052 alumīnija sakausējumu ar lielāku stiepes izturību, augšējā pārsega zonā pievienot 0,5 līdz 1,0 mm augstas stiegrojuma ribas un palielināt korpusa biezumu līdz 0,8 līdz 1,0 mm.

Tajā pašā laikā litija akumulators izmanto saliktu procesu, kas apvieno lāzera metināšanu un ultraskaņas metināšanu, lai samazinātu viena punkta siltuma ievadi un uzlabotu metināšanas zonas stabilitāti. Metināšanas process ir precīzi jākontrolē, un ieteicams izmantot gradienta jaudas metināšanas shēmu, piemēram, parametru kombināciju 200 W/30 mm/s sākuma sekcijai, 250 W/25 mm/s vidējai sekcijai un 180 W beigu sekcijai, lai kontrolētu karstuma ietekmētās zonas dziļumu 0,5 mm robežās. Metināšanas lodītes dizains ir mainīts no nepārtrauktas metināšanas uz segmentētās metināšanas režīmu, katras sekcijas garums ir no 5 līdz 8 mm, atstājot 2 mm sprieguma atbrīvošanas zonu un palielinot metinājuma lodītes platumu līdz 1,2 mm, lai uzlabotu metināšanas lodītes nestspēju.

Akumulatora komplekta iekšējā spiediena kontrole ir jāveic no diviem virzieniem: izplešanās kompensācija un gāzes ražošanas apturēšana. Strukturālās konstrukcijas ziņā pārklājuma plāksnes iekšpusē var uzstādīt elastīgu bufera slāni ar kompresijas pakāpi, kas pārsniedz 50%, ar rezervētu izplešanās vietu no 0,5 līdz 1,0 mm, lai mazinātu spiediena ietekmi, ko izraisa negatīva elektroda izplešanās. Runājot par ķīmiskās sistēmas optimizāciju, 1% līdz 2% FEC plēvi veidojošu piedevu pievienošana injekcijas procesā var efektīvi novērst SEI plēves neparastus bojājumus, kontrolēt gāzes ražošanu ar pilnu uzlādi 0,5 ml/Ah robežās un samazināt iekšējā spiediena uzkrāšanos no avota.

Runājot par procesa vadību, litija{0}}jonu akumulatoru komplektā ir jāievieš vieda noteikšanas tehnoloģija un montāžas procesā jāizmanto vizuāla pozicionēšanas sistēma, lai kontrolētu pozicionēšanas precizitāti ± 0,05 mm robežās; Uzlabojiet metināšanas armatūru uz konstanta spēka iespīlēšanas režīmu, lai nodrošinātu, ka iespīlēšanas spēka svārstības no 20 līdz 30 N nepārsniedz 5%, tādējādi samazinot deformācijas risku, ko izraisa montāžas novirzes. Veidošanas stadijā pievienojiet spiediena noteikšanas staciju, kas automātiski atskanēs trauksmes signālu, kad konstatētais spiediens pārsniedz 5 kPa. Tajā pašā laikā apvienojumā ar korpusa deformācijas ātruma rentgenstaru noteikšanu slieksnis tiks kontrolēts 0,3% robežās, lai panāktu deformācijas problēmu agrīnu identificēšanu un iejaukšanos.

Ja rodas tehniskas grūtības, kas saistītas ar deformācijuLitija saules baterijasvai ir nepieciešams procesa optimizācijas atbalsts ražošanas procesa laikā, lūdzu, sazinieties ar mums, izmantojot platformu, un mēs sniegsim jums profesionālus risinājumus un tehniskās konsultācijas.