Mehanizmi deformacije in pristopi sistematičnega preprečevanja za litijeve sončne baterije

Napajalne baterijske celice se pogosto uporabljajo na področjih, kot so nova energetska vozila, zaradi svoje pravilne strukture in visoke energijske gostote. Vendar pa se zaradi anizotropnih lastnosti samega materiala med proizvodnim procesom uporabljajo neenakomerne sile v smeri dolžine in širine, kar lahko zlahka privede do deformacijskih pojavov, kot so neravnine v lupini, kar vpliva na varnostno delovanje in življenjsko dobo baterije.

Pojav težav z deformacijo v litij-ionskih baterijah je tesno povezan z značilnostmi materiala, proizvodnimi procesi in notranjim okoljskim nadzorom baterijskih celic. Vzroke je treba sistematično analizirati iz več razsežnosti ter izvajati ciljne preventivne in nadzorne ukrepe. Ta članek analizira mehanizem deformacije litij-železo-fosfatnih baterij, predlaga sistematične strategije preprečevanja in nudi tehnične reference za industrijsko proizvodnjo.

V proizvodnem sistemu napajalnih celic Lifepo4 je strukturna stabilnost ohišja neposredno povezana z zanesljivostjo izdelka, težave z deformacijami pa so običajno posledica skupnih učinkov lastnosti materiala, nadzora procesa in notranjih termodinamičnih stanj. Z vidika materiala in strukturnih dimenzij sta izbira materiala in zasnova trdnosti aluminijastih lupin temeljna dejavnika. Če se uporablja aluminijeva zlitina 3003 z nižjo natezno trdnostjo ali debelino lupine manj kot 0,6 mm, je nagnjena k deformaciji zaradi notranjega tlaka in toplotne obremenitve.

Poleg tega pride do 20- do 30-odstotnega zmanjšanja lokalne trdnosti območja, ki ga prizadene varilna toplota, zaradi reorganizacije rešetke, kar postane območje visokega-tveganja za koncentracijo napetosti in deformacijo. Če postopek laserskega varjenja ni pravilno nadzorovan, na primer, ko moč presega 300 W ali je hitrost varjenja pod 30 mm/s, lahko povzroči, da lokalne temperature močno presežejo tališče aluminija (660 stopinj), bazen staljene plasti je preglobok in napetost pri hlajenju pri krčenju se znatno poveča; Nerazumna zasnova zvara, kot je pomanjkanje zarez za razbremenitev napetosti pri neprekinjenem krožnem varjenju ali širina zvara manj kot 0,8 mm, lahko prav tako zmanjša-nosilnost zvara in poveča tveganje deformacije.

Kot odgovor na mehanizem deformacije paketa litijevih baterij sistemov za shranjevanje sončne energije, omenjenega zgoraj, je mogoče izdelati sistem za preprečevanje in nadzor z vidika materialov, strukture, varilnih postopkov itd. V smislu materialne in strukturne optimizacije si je treba prizadevati za izboljšanje-nosilnosti ohišja. Priporoča se uporaba aluminijeve zlitine 5052 z večjo natezno trdnostjo, dodajanje 0,5 do 1,0 mm visokih ojačitvenih reber v zgornjem delu pokrova in povečanje debeline lupine na 0,8 do 1,0 mm.

Hkrati litijeva baterija uporablja sestavljeni postopek, ki združuje lasersko varjenje in ultrazvočno varjenje, da se zmanjša vnos toplote ene točke in poveča stabilnost območja varjenja. Postopek varjenja je treba natančno nadzorovati, priporočljivo pa je, da uporabite gradientno varilno shemo, kot je kombinacija parametrov 200 W/30 mm/s za začetni del, 250 W/25 mm/s za srednji del in 180 W za končni del, da nadzorujete globino območja toplotnega vpliva znotraj 0,5 mm. Zasnova zvara je bila spremenjena iz neprekinjenega varjenja v način segmentiranega varjenja, pri čemer je dolžina vsakega odseka v razponu od 5 do 8 mm, pri čemer ostane 2 mm območje za sprostitev napetosti, širina zvara pa se poveča na 1,2 mm, da se poveča nosilnost zvara.

Nadzor notranjega tlaka kompleta baterijskega paketa je treba izvajati iz dveh smeri: kompenzacija ekspanzije in zatiranje proizvodnje plina. Kar zadeva konstrukcijsko zasnovo, se lahko na notranjo stran pokrivne plošče namesti elastična varovalna plast s stopnjo stiskanja, ki presega 50 %, z rezerviranim razteznim prostorom od 0,5 do 1,0 mm za ublažitev vpliva tlaka, ki ga povzroča raztezanje negativne elektrode. Kar zadeva optimizacijo kemičnega sistema, lahko dodajanje 1 % do 2 % aditivov za oblikovanje-filma FEC med postopkom vbrizgavanja učinkovito prepreči nenormalne poškodbe filma SEI, nadzoruje proizvodnjo plina pri polni polnitvi znotraj 0,5 ml/Ah in zmanjša kopičenje notranjega tlaka iz vira.

Kar zadeva nadzor procesa, mora litij-ionski baterijski sklop uvesti inteligentno tehnologijo zaznavanja in uporabljati sistem za vizualno pozicioniranje v procesu sestavljanja za nadzor natančnosti pozicioniranja v območju ± 0,05 mm; Nadgradite varilno napravo na način vpenjanja s konstantno silo, da zagotovite, da nihanje vpenjalne sile od 20 do 30 N ne presega 5 %, s čimer zmanjšate tveganje deformacije zaradi odstopanja pri sestavljanju. Med fazo oblikovanja dodajte postajo za zaznavanje tlaka, ki bo samodejno sprožila alarm, ko zaznani tlak preseže 5 kPa. Hkrati bo v kombinaciji z rentgenskim zaznavanjem stopnje deformacije lupine prag nadzorovan znotraj 0,3 %, da se doseže zgodnja identifikacija in posredovanje težav z deformacijo.

Če naletite na tehnične težave, povezane z deformacijoLitijeve sončne baterijeali potrebujete podporo pri optimizaciji procesa med proizvodnim procesom, vas prosimo, da nas kontaktirate prek platforme in zagotovili vam bomo profesionalne rešitve in tehnično svetovanje.