Mehanizmi deformacije i sustavni pristupi prevenciji za litijeve solarne baterije

Ćelije energetskih baterija naširoko su korištene u područjima kao što su nova energetska vozila zbog svoje pravilne strukture i visoke gustoće energije. Međutim, zbog anizotropnih karakteristika samog materijala, nejednake sile se primjenjuju u smjeru dužine i širine tijekom procesa proizvodnje, što može lako dovesti do pojava deformacije kao što su neravnine u ljusci, a time utjecati na sigurnosne performanse i radni vijek baterije.

Pojava problema s deformacijom u litij-ionskim baterijama usko je povezana s karakteristikama materijala, proizvodnim procesima i unutarnjom kontrolom okoliša baterijskih ćelija. Potrebno je sustavno analizirati uzroke iz više dimenzija i poduzimati ciljane mjere prevencije i suzbijanja. Ovaj članak analizira mehanizam deformacije litij-željezo-fosfatnih baterija, predlaže sustavne strategije prevencije i pruža tehničke reference za industrijsku proizvodnju.

U proizvodnom sustavu energetskih ćelija Lifepo4, strukturna stabilnost ljuske izravno je povezana s pouzdanošću proizvoda, a problemi s deformacijom obično su rezultat kombiniranih učinaka svojstava materijala, kontrole procesa i unutarnjih termodinamičkih stanja. Iz perspektive materijala i konstrukcijskih dimenzija, odabir materijala i dizajn čvrstoće aluminijskih ljuski temeljni su čimbenici. Ako se koristi aluminijska legura 3003 s nižom vlačnom čvrstoćom ili debljinom ljuske manjom od 0,6 mm, sklona je deformaciji popuštanja pod unutarnjim tlakom i toplinskim naprezanjem.

Osim toga, zona pod utjecajem topline zavarivanja doživljava smanjenje lokalne čvrstoće od 20% do 30% zbog reorganizacije rešetke, postajući područje visokog-rizika za koncentraciju naprezanja i deformacije. Ako proces laserskog zavarivanja nije pravilno kontroliran, kao što je kada snaga premašuje 300 W ili je brzina zavarivanja ispod 30 mm/s, to može uzrokovati da lokalne temperature daleko premaše točku taljenja aluminija (660 stupnjeva), da bazen rastaljevine bude predubok i da se stres skupljanja pri hlađenju značajno poveća; Nerazuman dizajn zavara, kao što je nedostatak zareza za smanjenje napetosti kod kontinuiranog kružnog zavarivanja ili širina zavara manja od 0,8 mm, također može smanjiti nosivost-opterećenja zavara i povećati rizik od deformacije.

Kao odgovor na gore spomenuti mehanizam deformacije sustava za pohranu solarne energije i paketa litijevih baterija, sustav za prevenciju i kontrolu može se konstruirati s aspekta materijala, strukture, procesa zavarivanja itd. U smislu materijalne i strukturne optimizacije, potrebno je uložiti napore da se poboljša-nosivost ljuske. Preporuča se koristiti aluminijsku leguru 5052 veće vlačne čvrstoće, dodati rebra za ojačanje visine 0,5 do 1,0 mm u području gornjeg poklopca i povećati debljinu ljuske na 0,8 do 1,0 mm.

U isto vrijeme, paket litijskih baterija usvaja kompozitni proces koji kombinira lasersko zavarivanje i ultrazvučno zavarivanje kako bi se smanjio unos topline jedne točke i povećala stabilnost područja zavarivanja. Proces zavarivanja mora biti precizno kontroliran, a preporuča se koristiti gradijentnu shemu zavarivanja, kao što je kombinacija parametara od 200 W/30 mm/s za početni dio, 250 W/25 mm/s za srednji dio i 180 W za završni dio, kako bi se kontrolirala dubina zone utjecaja topline unutar 0,5 mm. Dizajn zavarenog zrna promijenjen je s kontinuiranog zavarivanja na segmentirani način zavarivanja, pri čemu je duljina svake sekcije u rasponu od 5 do 8 mm, ostavljajući zonu za otpuštanje naprezanja od 2 mm i povećavajući širinu zavarenog zavara na 1,2 mm kako bi se povećala nosivost zavarenog zavara.

Unutarnja kontrola tlaka kompleta baterijskog paketa mora se provesti iz dva smjera: kompenzacija ekspanzije i suzbijanje proizvodnje plina. Što se tiče konstrukcijskog dizajna, elastični međusloj sa stupnjem kompresije većim od 50% može se postaviti na unutarnju stranu pokrovne ploče, s rezerviranim prostorom za širenje od 0,5 do 1,0 mm za ublažavanje utjecaja tlaka uzrokovanog širenjem negativne elektrode. U smislu optimizacije kemijskog sustava, dodavanje 1% do 2% FEC filma-aditiva za formiranje filma tijekom postupka ubrizgavanja može učinkovito suzbiti abnormalno oštećenje SEI filma, kontrolirati proizvodnju plina pri punom punjenju unutar 0,5 ml/Ah i smanjiti unutarnje nakupljanje tlaka iz izvora.

Što se tiče kontrole procesa, litij-ionska baterija trebala bi uvesti tehnologiju inteligentne detekcije i koristiti sustav vizualnog pozicioniranja u procesu sastavljanja za kontrolu točnosti pozicioniranja unutar ± 0,05 mm; Nadogradite uređaj za zavarivanje na način stezanja s konstantnom silom kako biste osigurali da fluktuacija sile stezanja od 20 do 30 N ne prelazi 5%, čime se smanjuje rizik od deformacije uzrokovane odstupanjem sklopa. Dodajte stanicu za detekciju tlaka tijekom faze formiranja, koja će se automatski oglasiti alarmom kada otkriveni tlak prijeđe 5 kPa. U isto vrijeme, u kombinaciji s detekcijom X{-zrakama brzine deformacije ljuske, prag će se kontrolirati unutar 0,3% kako bi se postigla rana identifikacija i intervencija problema deformacije.

Ako naiđete na tehničke poteškoće povezane s deformacijomLitij solarne baterijeili trebate podršku za optimizaciju procesa tijekom procesa proizvodnje, slobodno nas kontaktirajte putem platforme, a mi ćemo vam pružiti profesionalna rješenja i tehničke konzultacije.