Mechanismen van vervorming en systematische preventiebenaderingen voor lithiumzonnebatterijen

Krachtbatterijcellen worden op grote schaal gebruikt in gebieden zoals nieuwe energievoertuigen vanwege hun regelmatige structuur en hoge energiedichtheid. Vanwege de anisotrope eigenschappen van het materiaal zelf worden tijdens het productieproces echter ongelijkmatige krachten uitgeoefend in de lengte- en breedterichting, wat gemakkelijk kan leiden tot vervormingsverschijnselen zoals oneffenheden in de schaal, waardoor de veiligheidsprestaties en de levensduur van de batterij worden beïnvloed.

Het optreden van vervormingsproblemen bij lithium-ion-batterijen houdt nauw verband met de materiaaleigenschappen, productieprocessen en interne omgevingscontrole van batterijcellen. Het is noodzakelijk om de oorzaken vanuit meerdere dimensies systematisch te analyseren en gerichte preventie- en controlemaatregelen te nemen. Dit artikel analyseert het vervormingsmechanisme van lithium-ijzerfosfaat-energiebatterijen, stelt systematische preventiestrategieën voor en biedt technische referenties voor industriële productie.

In het Lifepo4-krachtcelproductiesysteem is de structurele stabiliteit van de schaal direct gerelateerd aan de productbetrouwbaarheid, en vervormingsproblemen zijn meestal het gevolg van de gecombineerde effecten van materiaaleigenschappen, procescontrole en interne thermodynamische toestanden. Vanuit het perspectief van materiaal en structurele afmetingen zijn de materiaalkeuze en het sterkteontwerp van aluminium omhulsels fundamentele factoren. Als een 3003-aluminiumlegering met een lagere treksterkte of een schaaldikte van minder dan 0,6 mm wordt gebruikt, is deze gevoelig voor vervorming onder interne druk en thermische spanning.

Bovendien ervaart de door de laswarmte beïnvloede zone een afname van 20% tot 30% in de lokale sterkte als gevolg van reorganisatie van het rooster, waardoor het een gebied met een hoog-risico wordt voor spanningsconcentratie en vervorming. Als het laserlasproces niet goed wordt gecontroleerd, bijvoorbeeld wanneer het vermogen hoger is dan 300 W of de lassnelheid lager is dan 30 mm/s, kan dit ervoor zorgen dat lokale temperaturen het smeltpunt van aluminium (660 graden) ver overschrijden, het gesmolten zwembad te diep wordt en de krimpspanning bij koeling aanzienlijk toeneemt; Een onredelijk ontwerp van de lasnaad, zoals het ontbreken van spanningsontlastende inkepingen bij continu cirkellassen of een lasnaadbreedte van minder dan 0,8 mm, kan ook het draagvermogen van de las- verminderen en het risico op vervorming vergroten.

Als reactie op het vervormingsmechanisme van het hierboven genoemde lithiumbatterijenpakket voor zonne-energieopslagsystemen, kan een preventie- en controlesysteem worden geconstrueerd op basis van de aspecten materialen, structuur, lasprocessen, enz. In termen van materiaal- en structurele optimalisatie moeten er inspanningen worden gedaan om het draagvermogen van de schaal te verbeteren. Het wordt aanbevolen om een ​​aluminiumlegering 5052 met een hogere treksterkte te gebruiken, verstevigingsribben van 0,5 tot 1,0 mm hoog toe te voegen aan de bovenkant van de afdekking en de dikte van de schaal te vergroten tot 0,8 tot 1,0 mm.

Tegelijkertijd maakt het lithiumbatterijpakket gebruik van een composietproces dat laserlassen en ultrasoon lassen combineert om de warmte-inbreng op één punt te verminderen en de stabiliteit van het lasgebied te verbeteren. Het lasproces moet nauwkeurig worden gecontroleerd en het wordt aanbevolen om een ​​lasschema met gradiëntvermogen te gebruiken, zoals een parametercombinatie van 200 W/30 mm/s voor het startgedeelte, 250 W/25 mm/s voor het middengedeelte en 180 W voor het eindgedeelte, om de diepte van de door hitte beïnvloede zone binnen 0,5 mm te regelen. Het lasrupsontwerp is gewijzigd van continu lassen naar gesegmenteerde lasmodus, waarbij elke sectielengte varieert van 5 tot 8 mm, waardoor er een spanningsvrijgavezone van 2 mm overblijft, en de breedte van de lasrups is vergroot tot 1,2 mm om het draagvermogen van de lasrups te vergroten.

De interne drukcontrole van de Battery Pack Kit moet vanuit twee richtingen worden uitgevoerd: expansiecompensatie en onderdrukking van de gasproductie. Qua constructief ontwerp kan aan de binnenkant van de afdekplaat een elastische bufferlaag met een compressiegraad van meer dan 50% worden geïnstalleerd, met een gereserveerde uitzettingsruimte van 0,5 tot 1,0 mm om de drukimpact veroorzaakt door negatieve elektrode-expansie te verlichten. In termen van chemische systeemoptimalisatie kan het toevoegen van 1% tot 2% FEC-film-vormende additieven tijdens het injectieproces abnormale schade aan de SEI-film effectief onderdrukken, de gasproductie onder volledige lading binnen 0,5 ml/Ah controleren en de interne drukaccumulatie vanaf de bron verminderen.

Op het gebied van procescontrole moet het lithium-ion-accupakket intelligente detectietechnologie introduceren en een visueel positioneringssysteem gebruiken in het assemblageproces om de positioneringsnauwkeurigheid binnen ± 0,05 mm te controleren; Upgrade de lasarmatuur naar de klemmodus met constante kracht om ervoor te zorgen dat de fluctuatie van de klemkracht van 20 tot 30 N niet groter is dan 5%, waardoor het risico op vervorming als gevolg van afwijkingen in de montage wordt verminderd. Voeg tijdens de formatiefase een drukdetectiestation toe, dat automatisch een alarm laat horen wanneer de gedetecteerde druk 5 kPa overschrijdt. Tegelijkertijd zal, in combinatie met röntgendetectie van de mate van vervorming van de schaal, de drempel binnen 0,3% worden gehouden om vroegtijdige identificatie en interventie van vervormingsproblemen mogelijk te maken.

Als u technische problemen ondervindt die verband houden met vervorming vanLithium-zonnebatterijenof heeft u ondersteuning bij procesoptimalisatie nodig tijdens het productieproces, neem dan gerust contact met ons op via het platform, en wij zullen u voorzien van professionele oplossingen en technisch advies.