1. Prizmatiskais korpuss: litija bateriju "Safeguard" un "Kosmosa pārvaldnieks"
Kāpēc litija baterijas veicina prizmatiskus apvalkus? Tas izriet no viņu divkāršajām kodolām funkcijām. Pirmkārt, kā fizisks vairogs, tie aizsargā pret ārējo triecienu un saspiešanu, novēršot iekšējo akumulatora šūnu un atdalītāju bojājumus, kas varētu izraisīt īssavienojumu. Otrkārt, to glītā taisnstūra struktūra palielina akumulatora komplekta vietu, nodrošinot augstus - blīvuma akumulatorus, piemēram, celtniecības blokus - kritiski elektriskajiem transportlīdzekļiem, kas tiecas pēc ilgiem braukšanas diapazoniem.
Turklāt prizmatiskais korpuss pilda arī svarīgus karstuma izkliedes un blīvēšanas uzdevumus. Metāla siltumvadītspēja efektīvi izkliedē akumulatora šūnu radīto siltumu, savukārt precīza blīvēšanas konstrukcija novērš elektrolītu noplūdi un aizsargā šūnas no mitruma un putekļiem. Var teikt, ka prizmatiskā korpusa kvalitāte tieši nosaka litija bateriju kalpošanas laiku un drošību.
2. Pareiza materiāla izvēle ir puse no kaujas par mājokli.
Prizmatiskā mājokļa izturība nāk no augstiem - kvalitatīviem materiāliem. Pašlaik galvenā izvēle ir alumīnija sakausējums un nerūsējošais tērauds, katrs ar savām stiprajām pusēm un piemērota dažādiem lietojumprogrammu scenārijiem.
(I) Alumīnija sakausējums: “Zelta izvēle” vieglam un izmaksām - efektivitāte
Jaunu enerģijas transportlīdzekļu jaudas bateriju laukā 3003 - H14 alumīnija sakausējums ir neapstrīdams "vadošais spēlētājs". Ar blīvumu tikai 2,7 g/cm³ tas ir vairāk nekā 60% vieglāks nekā nerūsējošais tērauds, efektīvi samazinot akumulatora kopa kopējo svaru. Mangāna pievienošana palielina tā elastību, ļaujot tai izturēt atkārtotu stiepšanās un veidošanos "testu", sasniedzot stiepes izturību, kas pārsniedz 140MPA -, kas ir ekvivalents nagu izmēra laukumam, kas izturas 1,4 kg spiedienā.
Tomēr alumīnija sakausējuma virsmas ir jutīgas pret oksidāciju, un tām ir slikta izturība pret koroziju, kam ir nepieciešama "virsmas jaunināšana". Tam ir nepieciešams anodēšanas process, kas uz virsmas veido 5 - 10 mikronu oksīda plēvi. Šī filma darbojas kā aizsargājošs slānis, aizsargājot pret koroziju no elektrolīta. Dažiem augstas klases produktiem tiek veikta arī pasivācijas ārstēšana, lai vēl vairāk uzlabotu pretestību laika apstākļiem.
(Ii) nerūsējošais tērauds: "ciets - serde" ekstrēmai videi
Lietojumprogrammām, kurām nepieciešama augsta - stiprības aizsardzība, piemēram, enerģijas uzkrāšanas stacijas un specializēts aprīkojums, ir ļoti labvēlīgi nerūsējošā tērauda materiāli, piemēram, 1020 Steel. Tās stiepes izturība pārsniedz 450 MPa, vairāk nekā trīs reizes lielāku alumīnija sakausējumus, ļaujot tai izturēt smagu triecienu un augsto temperatūru. Tomēr nerūsējošā tērauda ir arī savi trūkumi: tā blīvums, kas ir pat 7,85 g/cm³, palielina akumulatora kopējo svaru, un tā izmaksas ir aptuveni par 30% augstākas nekā alumīnija sakausējumiem. Tāpēc to reti izmanto svarā - jutīgas automobiļu barošanas baterijas.
Lai novērstu nerūsējošā tērauda pretestību oksidācijā, rūpnīcas izmanto niķeļa vai cinka pārklājumu, lai izveidotu metālisku pārklājumu uz virsmas, uzlabojot korozijas pretestību un optimizējot metināšanas veiktspēju.
3. Pamata process: transformācija no plakanas plāksnes uz dobumu
Plakanas loksnes pārveidošanai par glīti formas kvadrātveida korpusu ir nepieciešami vairāki rūpīgi izstrādāti procesi, ieskaitot apzīmogošanu, stiepšanos, montāžu un metināšanu, no kuriem katrs prasa rūpīgu precizitāti.
(1) štancēšana: mājokļa "pamata kontūras" noteikšana
Stamping ir pirmais solis mājokļu ražošanā, būtībā veidojot metāla loksni. Darbinieki baro sagriezto metāla loksni servo apzīmogošanas mašīnā, kur mirst augsts - precizitāte (ar pielaides kontrolē ± 0,01 mm, kas ir ekvivalents 1/5 cilvēka matu diametrā). Piemērojiet spiedienu, lai apzīmogotu korpusa dibenu un sānu sienas vienā.
Šī posma atslēga ir precizitāte un caurumošanas spiediens: Dus virsmas raupjums jākontrolē zem ra0.8, lai nodrošinātu gludu, burr - brīvu virsmu. Burrs vēlāk var caurdurt šūnu atdalītāju un izraisīt īssavienojumu. Caurumošanas spiediens jānovērtē, pamatojoties uz loksnes biezumu, parasti no 50 līdz 200 kN. Pārāk maz spiediena rada nepilnīgu veidošanos, savukārt pārāk daudz var izraisīt loksnes plaisāšanu.
(2) Dziļais zīmējums: atslēga, lai korpuss padarītu "stāvētu taisni"
Apzīmogotajam prototipam tiek veikts dziļa zīmēšanas process, lai izveidotu trīs - dimensiju dobuma struktūru. Tas ir kā "balona pūšana", bet process ir daudz precīzāks: lai pakāpeniski padziļinātu loksni, tiek izmantota vairāku - stacijas stiepšanās mašīna, un katrs izstiepšanas dziļums ir 5-10 mm. Pēc 3-5 posmiem tiek sasniegts vēlamais apvalka dziļums.
Stiepšanās procesa laikā ir trīs galvenie parametri, kurus nevar nepareizi pielāgot: stiepšanās ātrums jāuztur pie 5 - 10mm/s. Pārāk ātri var viegli izraisīt materiāla plīsumu, savukārt pārāk lēni rada sliktu efektivitāti. Die sprauga jāiestata 1,1–1,2 reizes lielāka par loksnes biezumu, lai nodrošinātu vienmērīgu materiāla plūsmu. Lai samazinātu berzi starp die un loksni, jāpielieto arī īpaša litija bāzes smērviela. Šīs detaļas tieši nosaka apvalka sienas biezuma vienveidību (tolerancei jābūt ± 5%robežās).
(3) Šūnu montāža: laminēšanas un tinuma "tehnoloģiju demonstrēšana"
Pēc apvalka izveidošanas ir jāinstalē "serdes komponents" - akumulatora šūna -. Šajā solī tiek izmantoti divi galvenie procesi: laminēšana un tinums, katrs pielāgots dažādām veiktspējas prasībām.
Laminēšana:"Izsmalcināta izvēle" augstiem - gala produktiem
Laminēšanas process ir kā spēļu karšu sakraušana, pozitīvo un negatīvo elektrodu un separatoru slāņa sakraušana pēc slāņa secībā "pozitīvais elektrods - atdalītājs - Negatīvs elektrods - atdalītājs." Šis process piedāvā priekšrocības, piemēram, regulāru šūnu struktūru, samazinātu iekšējo stresu un ilgāku cikla kalpošanas laiku (līdz 2000 vai vairāk ciklu). Tās enerģijas blīvums ir 5% - par 10% lielāks nekā tinuma process, padarot to plaši izmantojamu augstā - gala digitālo bateriju un cietvielu bateriju beigās.
Tomēr laminēšanai ir nepieciešama ārkārtīgi liela precizitāte: lai nodrošinātu, ka katra elektroda pozicionālā novirze nepārsniedz ± 50 μm (līdzvērtīga pusei cilvēku matiem). Pretējā gadījumā strāvas sadalījums būs nevienmērīgs, ietekmējot akumulatora veiktspēju. Pašlaik vismodernākās augstās - ātruma laminēšanas mašīnas var sakraut līdz 300 šūnām minūtē, kas ir līdzvērtīgas piecām šūnām sekundē.
Acey - SSM - Cakumulatora sakraušanas mašīnaVar piemērot litija - jonu akumulatora pola gabalu kraušanas procesam. Manuālās plēves iekraušanas process, sekojošā pola gabala pozīcijas korekcija un laminēšana tiek pabeigta automātiski, kam ir augstas laminācijas efektivitātes un augsta precizitātes raksturlielumi.
Tinums:Masveida ražošanas efektivitātes "ātruma karalis"
Tinuma process ir kā ritošais tualetes papīrs: elektrodu loksnes un separators tiek spirāliski velmēti cilindriskā kamerā, kuru pēc tam ievieto taisnstūrveida apvalkā, lai to veidotu. Tās lielākā priekšrocība ir augsta ražošanas efektivitāte. Viena ražošanas līnija dienā var radīt līdz 100 000 šūnu, padarot to ideālu lielām - mēroga elektrisko transportlīdzekļu barošanas bateriju ražošanai.
Tinuma kodols kontrolē "spriegojumu": spriedze jāsaglabā no 10 - 20N. Nevienmērīgs spriedze var izraisīt šūnu deformāciju, separatora grumbu un pat īsās ķēdes. Tāpēc augstākās klases tinumu mašīnas ir aprīkotas ar dinamisku spriegojuma kompensācijas sistēmu, lai nodrošinātu, ka spriegojuma svārstības nepārsniedz ± 1N. Infrasarkanā noteikšana arī uzrauga elektrodu izlīdzināšanu reālā laikā (malu novirze ir mazāka vai vienāda ar ± 100μm).
Acey - SWM - pakumulatora tinuma mašīnavar pielietot kvadrātveida bateriju tinuma procesam. Iekārtas ir paredzētas plēves rullīšu materiālu barošanai, polu gabalu tipa barošanai, manuālai plēvju barošanai, automātiskai plēves vilkšanai, piespraušanai un tinumam. Tinošā adata pieņem trapecveida pāri - uz - spraudņa kombinācijas dizainu, un līkumotās šūnas platumu var pielāgot noteiktā diapazonā.
(4) Aizzīmogošana Metināšana: cietas "drošības līnijas" izveidošana "
Pēc tam, kad apvalkā ir uzstādīts akumulatora šūna, augšējais vāciņš ir jāuzstāda un aizzīmogo ar metinājumu. Tas ir kritisks solis, lai novērstu elektrolītu noplūdi un izolētu ārējos piemaisījumus. Pašlaik ir divas galvenās metināšanas tehnoloģijas: lāzera metināšana un pretestības metināšana.
Lāzera metināšana: Precision blīvēšanas meistars
Lāzera metināšana ir kā delikāts skalpelis, izmantojot 50 - 100W impulsa lāzera, lai izveidotu 0,3 - 0,5 mm platu metinājumu savienojumā starp korpusu un augšējo pārsegu cilvēka matu biezumu. Šai metināšanas metodei ir maza siltuma skarta zona, kas novērš iekšējo akumulatora šūnu bojājumus. Tas arī nodrošina izcilu blīvējumu, ar hēlija noplūdes detektoru, kas noplūdes ātrumu mēra līdz mazākam vai vienādam ar 1 × 10⁻⁹mbar ・ L/s (ekvivalents mazāk nekā 1 noplūdes gadā).
Pretošanās metināšana: Masveida ražošanas efektivitātes atslēga
Pretestības metināšana ir "ātra metināšanas pistole" metode. Elektrodi uzklāj spiedienu 50 - 100N un strāvu 5 - 10KA, izmantojot strāvas radīto siltumu, lai izkausētu un sapludinātu metinātās daļas. Tā lielais metināšanas ātrums (tikai 0,1–0,3 sekundes vienā punktā) padara to piemērotu liela izmēra apvalku masveida ražošanai. Tomēr tas prasa stingru strāvas viļņu formas kontroles veiksmīgo strāvu, kas var viegli sadedzināt korpusu, savukārt pārāk maz strāvas var izraisīt aukstas metināšanas.
4. Galvenais aprīkojums: automatizēto ražošanas līniju "hardcore atbalsts"
Kvadrātveida korpusa precizitātes ražošana ir atkarīga no augstas - gala aprīkojuma sērijas. Šīs ierīces darbojas kā ražošanas līnijas "rokas un kājas", nodrošinot katra procesa precizitāti un efektivitāti.
(1) Formēšanas aprīkojums: "pelējuma meistari", kas veido korpusus
Servo apzīmogošanas mašīna: aprīkots ar pārvietojuma sensoru ar izšķirtspēju 0,001 mm, tas uzrauga apzīmogošanas spiedienu un pozīciju reālā laikā, sasniedzot aizvērtu - cilpas vadību - kā "amatnieks ar acīm", nodrošinot katra mājokļa precīzu izmēru.
Multi - stacijas stiepšanās mašīna: integrēta ar robotu automātisku iekraušanas un izkraušanas sistēmu, stiepšanās cikls uz vienu staciju ir mazāks vai vienāds ar 5 sekundēm, uzlabojot efektivitāti par vairāk nekā 30%, salīdzinot ar manuālu iekraušanu un izkraušanu, vienlaikus novēršot arī kļūdas, ko izraisa manuāla darbība.
(2) Montāžas aprīkojums: akumulatora šūnu “galvenā montāžas rīka” veidošana
Augsta - Ātruma kraušanas mašīna: vadīta ar lineāru motoru, tā sasniedz pozicionēšanas precizitāti ± 25μm un automātiski izlabo elektrodu lapu novirzes kraušanas laikā, lai nodrošinātu glītu sakraušanu.
Augsta - Precīzas tinuma mašīna: piemērota elektrodu loksnēm ar platumu 50-300 mm, tas izmanto servo motoru, lai kontrolētu tinuma ātrumu, un ir aprīkots ar elektrodu lapas defektu noteikšanas sistēmu, kas automātiski aptur mašīnu, ja tiek atklāti skrāpējumi vai bojājumi.
(3) Pārbaudes aprīkojums: aizsardzības kvalitāte
- Koordinātas mērīšanas mašīna: pilnībā pārbauda korpusa izmērus, ieskaitot garumu, platumu un augstumu (tolerance ± 0,1 mm) un sienas biezuma vienveidību (mazāks vai vienāds ar 5%), nodrošinot, ka katrs korpuss atbilst montāžas prasībām.
- X - staru pārbaude: iekļūst korpusā, lai skaidri redzētu iekšējo akumulatora šūnu komplektu, pārbaudot elektrodu izlīdzināšanu (nepieciešama lielāka vai vienāda ar 99%) un diafragmas bojājumiem, lai novērstu iekšējo īssavienojuma risku.
- Kompresijas testēšanas mašīna: 100–500N spiediena piemērošana korpusam, pārbaudot deformāciju līdz mazākam vai vienādam ar 0,5 mm, nodrošinot aizsardzību pret sadursmēm un sasmalcināšanu.
5. Kvalitātes kontrole: “aizsargātais tīkls” visā procesā
Litija akumulatora drošībai nav nepieciešams kompromiss. Tāpēc kvadrātveida korpusu ražošanā tiek veikta visaptveroša kvalitātes kontrole no izejvielām līdz gatavam produktam, un katrā posmā ir izveidoti kontrolpunkti.
(1) Izejvielu pārbaude: cieši sekojot "ieejai"
Kad izejvielas nonāk rūpnīcā, alumīnija sakausējumi un nerūsējošais tērauds ir jāpārbauda kompozīcijai (piemēram, mangāna un niķeļa saturam), mehāniskās īpašības (stiepes izturība un elastība) un virsmas gludums. Ja izejvielām ir defekti, pat vismodernākā apstrāde tos nevar labot.
(2) Procesa kontrole: sekojot līdzi katram solim
- Die kalibrēšana: apzīmogošana un zīmēšanas nomirumi tiek kalibrēti ik pēc četrām stundām, lai novērstu die nodilumu un izmēru novirzes korpusā.
- Vispirms - Daļas pārbaude: Pirms katras ražošanas maiņas pirmo gatavo produktu tiek veikta visaptveroša tā izmēru, izskata un blīvēšanas pārbaude. Masveida ražošanā var ievietot tikai kvalificētus produktus.
- Patruļas pārbaude: kvalitātes inspektori nejauši izvēlas 10 produktus, lai pārbaudītu katru stundu, lai nekavējoties identificētu procesa svārstības.
(3) Gatavo produktu pārbaude: "Factory Pass" stiprināšana
- Pirms aiziešanas no rūpnīcas gataviem produktiem jāveic virkne stingru testu:
- Drop Test: Brīvais kritums no 1,5 metru augstuma uz cietkoksnes grīdu, bez bojājumiem korpusam un šūnu veiktspējas svārstības ir mazākas vai vienādas ar 5%;
- Augsts - Temperatūras uzglabāšanas tests: uzglabāšana 60 grādos 72 stundas, bez izliekuma vai noplūdes korpusa un elektrolītu vadītspējas izmaiņas ir mazāka vai vienāda ar 3%;
- Cikla dzīves pārbaude: 1000 ciklu ar 1C lādiņu un izlādes apstākļiem, ar jaudas saglabāšanas ātrumu lielāks vai vienāds ar 85%. Tikai korpusi, kas iztur visus šos testus, ir apstiprināti lietošanai.