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如何提高锂电池生产制造全过程的一致性?

如何提高锂电池生产制造全过程的一致性?

来源:
2021/10/21 08:58
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【摘要】:

  如何提高生产的一致性?

  我相信你知道,一旦电池生产出来,它们必须被组装成模块。

  然后将模块单元组装成PACKPACK,该PACKPACK连接到保护面板、电池充放电系统、电池管理系统和测试系统。

  锂电池组通过测试后即可使用。

  ,而在装配到一个模块时,我们会根据过滤的信息,如容量、电压步长等,试图做出一个类似的电池性能指标组合,以保证电池的一致性,但在实际生产中,管理不好,

  由于处理不当电池之间存在着一致性差,表示时间长了以后,电池容量的差异就变得明显了。

  也有一些电池在测试中性能指标是一致的,但在使用过程中暴露出了电池性质的差异,这也会影响整个电池组的容量衰减和安全性。

  我们无法解决我们的分歧;我们的目标是尽量减少分歧。

  从实际意义上讲,减少电池制造工艺的变化,除了改善筛选条件外,也是提高工艺能力。

  今天,我们将讨论如何改善过程能力,以改善电池的一致性。

  当然,为了提高锂电池的一致性,我们需要了解影响锂电池一致性的因素。

  这里我重要从五个维度,在大多数情况下,在理论上可以实现,但很难实现在生产过程中,可能是现有设备技术水平是不够的,管理不善和错误的操作可能导致的差异,及各种复杂的原因,改善电池的一致性,

  还有很长的路要走。

  1.

  能力的一致性

  1个核心重量对容量的影响

  我做了一个实验,首先我想对线圈铁芯的重量分布有一个大致的了解。

  选择200卷A和B,称重(0.01g)得到分布。

  第二,验证核心权重。

  步骤如下:

  (1)第二次x线拍摄A、B 200卷;

  (2)称取400芯,按重量排列;

  (3)称好芯后,用记号笔在盖板上做标记,记录芯的条码,使编号与芯的重量相匹配;

  (4)放在一起的旋转卡车和托盘,并流向集装箱;

  (5)收集和分析核心权重和容积划分数据。

  结论很明显,铁芯线圈的重量,体积,然后我们的铁芯绕组重电池,拆卸并记录涂层宽度,切割宽度,板对中,查询表面密度等数据,发现即使是mm宽度的涂层,影响3% ~ 5%的容量,

  所以提高涂层表面密度控制很重要,要根据设备精度确定,最好采用新型整流装置,AB面增强;激光切割宽度控制,必须定期校准。

  2.

  温度变化对容量的影响

  让我们从一组图片开始。

  从图中可以看出,温度(体积)与体积的相关分析表明,决定系数高,相关性大。

  那么你可能会问,隔断房不是在一个房间里,有统一的中央空调,为什么温度会不一样。

  其实,现在很多厂家在区域条件有限的情况下,为了扩大产能,采用多层产能,层间温度差,5℃以上,产油能力差。

  此外,为了提高效率,电池采用堆垛机运输,其距离堆垛机较近,温度较低,容量较低。

  为了提高温度效果,我个人的想法是两个方向。

  一是严格控制室内温度,特别是温控电源,及时散热,上下使用冷却,循环;二是不可能防止,通过试验,计算出各层之间的温差系数,即:

  体积乘体积系数的方法。

  3.

  电解液注入量与容量的关系

  对于电解质对容量的影响,我们也做了相应的实验:

  (1)第二段x射线后,A、B两卷取65芯;

  (2)称取130卷,按重量分选;

  (3)核心权重筛选,使所选核心权重在一定范围内,即各核心权重大致相等;

  (4)关闭所选磁芯,记录磁芯的条码;

  (5)收集电池在旋转卡车和托盘装配过程中相应的电池注入数据,直到电池分离;

  (6)注入体积与体积划分数据的综合分析。

  当我们测试时,我们发现一个电池有更多的液体会有更高的容量,这是一个很好的解释。

  多一点电解质有利于锂离子游动,有利于放电。

  但现在公司采用高精度注射泵,前后称重,所以这块的一致性更好。

  二是内部阻力的一致性

  电池电阻分为欧姆电阻和极化电阻。

  交流阻抗法是生产线上常用的一种交流阻抗法,具有快速、方便、误差小的优点。

  直流阻抗误差很小,但可能会造成电池损坏。

  分析温度对内阻的影响

  为了验证温度对内阻的影响,进行了以下实验:

  (1) OCV3测试后,选择150节电池;

  (2) 1片置于室温OCV3下,1片置于温度控制点23±2℃;

  (3)预留5天进行电压、内阻测试;

  (4)收集和分析电池OCV3及以上数据和测试数据。

  经过测试,我们发现它具有更高的内阻,在测试过程中通过控制体积划分和环境的一致性,可以提高电池测试结果的一致性。

  2.

  焊接状态对内阻的影响

  鉴于此,我们对大量内阻高的电池进行了筛选和拆解,发现要么是盖板焊接错误,要么是焊条凸耳焊接不好。

  因此,有必要对耳廓焊接和激光焊接的质量进行优化。

  三个电压一致性

  在大量的电池电压测试中,我们发现和容量更大,这不是的,重要的是温度的能力,但有一个注意,这是自放电K值,电池,而在这个过程中,会发生自放电,自放电率和不一致,导致最终的电压,

  自放电多是由于自然原因,如内衬灰尘。

  是一致性的四倍

  1卷铁芯重量

  本文结合电池重量对容量的影响,研究了磁芯重量分布,并进一步探讨了磁芯重量差异的原因。

  结果表明,核质量的影响因素占各组分的60%,增大了核质量对体积的影响。

  2电解液注入量

  结合电解液注入对容量的影响,筛选了部分批次电池的注入体积数据,分析了注入体积波动对注入体积影响的贡献率。

  3.

  盖板和壳体重量

  (1)在第二段中选择1000个盖板和1000个铝壳;

  (2)盖板和铝壳分别称量和记录;

  (3)收集整理数据,得到盖板和铝壳的重量分布,分析是否对电池的重量有很大的影响。

  板重影响约60%,电解液影响约10%,盖板偏差±0.5g,铝壳偏差±0.3g。

  测量误差在10%左右。

  除了增加核心重量和校准仪器外,还应加强对供应材料的控制。

  五层厚度均匀性

  我们首先了解电池厚度的变化趋势,并进行以下测试:

  1.

  电池架厚度分布趋势

  (1)选择容量划分后的最新批次电池,放置在OCV3;

  (2)记录对应条码,每天测量厚度2个月;

  (3)将电池的相应数据(容量、电压、内阻)与厚度测量数据相结合,得到电池厚度的分布和趋势。

  我们观察到一个奇怪的现象,厚度随时间增加。

  后来我们加入了观察时间,发现厚度在后期趋于稳定。

  这是很重要的,因为材料的物理和化学性质。

  并注意测试环境的温度和时间。

  2.

  铝壳厚度分布

  只有铝壳,我们测量过,铝壳的偏差控制对电池的厚度影响不大。

  (1)在第2节中选择1000个铝壳;

  (2)测量并记录铝壳厚度;

  (3)得到了铝壳的厚度分布。

  3.

  测厚仪精度及测量误差分析

  我们验证了测量设备的准确性,发现两种方法都有一定的测量误差。

  夹板式应控制压力,激光式应清洁表面。

  因此,本工作可以利用这两种方法的结合来得到最合适的值。

  我从五个方面阐述了影响电池制造工艺一致性的因素以及如何改进。

  我希望他们能帮到你。

 

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