Points clés de la structure et de la conception des processus pour les cellules électriques Lifepo4

Les cellules d'alimentation Lifepo4 sont une catégorie de batteries lithium-ion avec une coque en alliage d'aluminium. Le noyau est constitué de cellules de batterie, d'électrolyte, de coque, de couvercle supérieur et d'autres composants soudés au laser pour former un tout scellé. Son principe de fonctionnement est basé sur la migration des ions lithium entre les électrodes positives et négatives pour réaliser le stockage et la libération d'énergie. Ce type de cellule de batterie de puissance présente de multiples avantages significatifs. La conception de la coque fine en alliage d'aluminium réduit considérablement le poids total de la batterie, tout en équilibrant la portabilité et la convivialité ; Les caractéristiques structurelles de la coque en alliage améliorent les performances de sécurité de la batterie, empêchant efficacement les risques de combustion et d'explosion ; La stabilité chimique de la coque en aluminium combinée à un électrolyte ininflammable prolonge encore la durée de vie de la batterie ; La conception structurelle des cellules de batterie carrées améliore l’utilisation de l’espace et rend les batteries lithium-ion plus résistantes aux dommages externes. Grâce à ces avantages, les batteries lithium-ion à coque carrée en aluminium sont largement utilisées dans le domaine des nouvelles énergies, devenant notamment l'un des composants énergétiques de base des véhicules électriques et des appareils électroniques portables.

La production d'électrodes est le processus fondamental de la production des cellules de puissance Lifepo4, couvrant des étapes clés telles que le mélange et la réduction en pâte, l'enrobage et le tranchage, le laminage, le refendage et la formation des oreilles des électrodes laser. Le contrôle des paramètres et les spécifications de fonctionnement de chaque étape déterminent directement la qualité de l'électrode. Il existe deux procédés pour la réduction en pâte de matériaux mixtes : le procédé humide et le procédé sec. Le procédé humide a une consommation de temps courte et une bonne fluidité de la boue, tandis que le procédé sec peut obtenir une dispersion élevée de la boue. Les deux procédés nécessitent un contrôle des caractéristiques physico-chimiques des matériaux, de la vitesse d'agitation et des paramètres de temps pour assurer une dispersion uniforme et une bonne décantation du coulis. Dans le même temps, il est nécessaire d'éviter des problèmes tels que le mélange d'impuretés et le stockage prolongé du lisier. Le traitement de criblage avant décharge peut également prévenir efficacement la rupture ultérieure du revêtement. Les films de revêtement peuvent être enduits avec des méthodes de revêtement à espacement simple-face ou double-, qui nécessitent un contrôle précis de la vitesse du ruban, du débit de la boue, de la température et de l'humidité du four, etc. L'accent est mis sur la surveillance de la densité, de la taille et de l'apparence de la surface extrême pour éviter un désalignement, une fissuration du revêtement et des problèmes de densité de surface négative et positive. La stabilité des paramètres de revêtement affecte directement la capacité et les performances de sécurité des batteries au lithium. Le processus de laminage utilise des rouleaux pour compacter le polariseur, le noyau contrôlant la pression du cylindre principal, la tension dans chaque maillon et la vitesse de laminage. Il prête attention à l'uniformité de la densité de compactage du polariseur et au rebond de l'épaisseur, et résout rapidement les défauts courants tels que la flexion en faucille, les bords ondulés et les bandes cassées. Le refendage et la formation d'oreille au laser nécessitent le contrôle de paramètres tels que la tension, la vitesse et la puissance pour garantir une largeur et une taille d'oreille précises de l'électrode sans bavures évidentes. Pour résoudre le problème de la perte de poudre lors du refendage des morceaux d'électrodes, des solutions complètes peuvent être adoptées, notamment l'optimisation des matériaux, l'ajustement des paramètres de processus, le contrôle de l'épaisseur du revêtement et l'amélioration de l'environnement de production des batteries au LIthium-ion pour les produits solaires.

L'assemblage des cellules est le processus principal de conversion des électrodes terminées en cellules, comprenant le bobinage/laminage, le pressage à chaud et les tests Hi Pot, le soudage, l'encapsulation, les tests d'étanchéité et la cuisson. Les principales exigences des batteries au lithium SuperPack sont de garantir une structure cellulaire stable, une bonne isolation et une bonne conformité à l'étanchéité. Le processus d'enroulement nécessite que les feuilles d'électrodes positives et négatives soient enroulées avec le diaphragme via un mécanisme d'enroulement à aiguille, contrôlant strictement la tension, la vitesse et l'enroulement de bout en bout. La correction en plusieurs étapes est utilisée pour assurer l'alignement des feuilles d'électrodes positives et négatives, garantissant que la feuille d'électrode négative s'enroule complètement autour de la feuille d'électrode positive dans les directions horizontale et verticale. Le pack de batteries au lithium pour systèmes de stockage d'énergie solaire évite les problèmes tels que la déformation du noyau « S » provoquée par les fluctuations de tension, la mauvaise couverture de la feuille d'électrode et le mélange de corps étrangers métalliques, évitant ainsi le risque de court-circuit et de dépôt de lithium dans la cellule de la batterie. Le pressage à chaud et les tests Hi Pot nécessitent de contrôler la pression, la température et la durée du processus de pressage à chaud. Le test Hi Pot est utilisé pour détecter la présence de particules, de corps étrangers et de membranes endommagées à l’intérieur des cellules de la batterie. Le bloc de batterie au lithium élimine les cellules défectueuses présentant des risques potentiels de court-circuit. Le processus de soudage comprend le soudage par ultrasons et le soudage au laser, qui contrôlent des paramètres tels que l'énergie de soudage, l'amplitude, la puissance du laser et la défocalisation pour garantir que la tension et l'apparence du soudage répondent aux normes ; L'encapsulation du film Mylar dans la coque doit assurer un revêtement lisse et un contrôle précis de la poussée d'insertion. La précision d'assemblage de la batterie au lithium est contrôlée par des capteurs de pression et une détection CCD.

Le scellement par injection et la séparation des capacités sont les dernières étapes clés de la production finale du bloc de batterie au lithium-ion, notamment l'injection, le soudage des clous de scellement, les tests d'étanchéité à l'air, la formation, le vieillissement, la séparation des capacités et les tests de performances. Les batteries au lithium déterminent directement les performances finales et la qualité de la batterie. Le processus d'injection nécessite que l'électrolyte soit aspiré dans la cellule de la batterie dans un environnement de vide poussé, et que le degré de vide, la pression statique positive et négative et les temps de cycle avant l'injection doivent être contrôlés. Le volume d'injection doit être contrôlé par la différence de poids avant et après l'injection de la cellule de batterie ; Le soudage laser des clous de scellement doit garantir l'étanchéité à l'air et la résistance antidéflagrante de la soudure. Après le soudage, un test d'hydrogène secondaire doit être effectué. Le kit de batterie confirme si le joint de cellule répond à la norme en détectant le taux de fuite d'hydrogène. Le processus de conversion chimique active les matériaux actifs à l'intérieur de la cellule de la batterie grâce à une charge à faible courant, formant un film SEI stable sur la surface de l'électrode, garantissant ainsi la durée de vie des batteries au lithium ; Le processus de vieillissement stabilise les performances initiales de la batterie et l'injection secondaire ultérieure reconstitue l'électrolyte interne de la cellule de la batterie. Le processus de division de capacité calibre la capacité réelle de la cellule de batterie via la charge et la décharge, et effectue des tests OCV pour détecter l'IMP, la chute de tension et d'autres indicateurs de performance électrique de la cellule de batterie. Pour les batteries au lithium, des tests d’isolation et une inspection de la taille de la cellule de batterie sont également requis. Enfin, les performances de la batterie lithium-ion pour système d'énergie solaire sont évaluées de manière exhaustive en mesurant les valeurs K et d'autres méthodes.

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