Mecanisme de deformare și abordări sistematice de prevenire pentru bateriile solare cu litiu

Bateriile de putere au fost utilizate pe scară largă în domenii precum vehiculele cu energie nouă datorită structurii lor regulate și densității mari de energie. Cu toate acestea, datorită caracteristicilor anizotrope ale materialului în sine, forțele inegale sunt aplicate în direcțiile de lungime și lățime în timpul procesului de producție, ceea ce poate duce cu ușurință la fenomene de deformare, cum ar fi denivelările în carcasă, afectând astfel performanța de siguranță și durata de viață a bateriei.

Apariția problemelor de deformare în bateriile cu litiu-ion este strâns legată de caracteristicile materialelor, procesele de fabricație și controlul mediului intern al celulelor bateriei. Este necesar să se analizeze sistematic cauzele din multiple dimensiuni și să se ia măsuri de prevenire și control direcționate. Acest articol analizează mecanismul de deformare al bateriilor de putere cu litiu fier fosfat, propune strategii sistematice de prevenire și oferă referințe tehnice pentru producția industrială.

În sistemul de producție a celulelor de putere Lifepo4, stabilitatea structurală a carcasei este direct legată de fiabilitatea produsului, iar problemele de deformare sunt de obicei rezultatul efectelor combinate ale proprietăților materialelor, controlului procesului și stărilor termodinamice interne. Din perspectiva dimensiunilor materialelor și structurale, selecția materialului și proiectarea rezistenței carcaselor din aluminiu sunt factori fundamentali. Dacă se folosește aliaj de aluminiu 3003 cu rezistență la tracțiune mai mică sau grosimea carcasei mai mică de 0,6 mm, este predispus la deformare sub presiune internă și stres termic.

În plus, zona afectată de căldură de sudare înregistrează o scădere cu 20% până la 30% a rezistenței locale din cauza reorganizării rețelei, devenind o zonă cu risc-înalt pentru concentrarea tensiunilor și deformare. Dacă procesul de sudare cu laser nu este controlat corespunzător, cum ar fi atunci când puterea depășește 300 W sau viteza de sudare este sub 30 mm/s, poate cauza temperaturile locale să depășească cu mult punctul de topire al aluminiului (660 de grade), bazinul de topire să fie prea adânc și tensiunea de contracție la răcire să crească semnificativ; Designul nerezonabil al cordonului de sudură, cum ar fi lipsa crestăturilor de reducere a tensiunii în sudarea circulară continuă sau lățimea cordonului de sudură mai mică de 0,8 mm, poate reduce, de asemenea, capacitatea portantă-de sarcină a sudurii și poate exacerba riscul de deformare.

Ca răspuns la mecanismul de deformare al pachetului de baterii cu litiu a sistemelor de stocare a energiei solare menționat mai sus, se poate construi un sistem de prevenire și control din aspectele materialelor, structurii, proceselor de sudare etc. În ceea ce privește optimizarea materialului și structural, ar trebui depuse eforturi pentru a îmbunătăți capacitatea portantă a carcasei. Se recomandă utilizarea aliajului de aluminiu 5052 cu rezistență la tracțiune mai mare, adăugați nervuri de armare înalte de 0,5 până la 1,0 mm în zona de acoperire superioară și măriți grosimea carcasei la 0,8 până la 1,0 mm.

În același timp, acumulatorul cu litiu adoptă un proces compozit care combină sudarea cu laser și sudarea cu ultrasunete pentru a reduce intrarea de căldură într-un singur punct și pentru a îmbunătăți stabilitatea zonei de sudare. Procesul de sudare trebuie controlat fin și se recomandă utilizarea unei scheme de sudare în gradient, cum ar fi o combinație de parametri de 200 W/30 mm/s pentru secțiunea de pornire, 250 W/25 mm/s pentru secțiunea de mijloc și 180 W pentru secțiunea de sfârșit, pentru a controla adâncimea zonei afectate de căldură în 0,5 mm. Designul cordonului de sudură a fost modificat de la sudarea continuă la modul de sudare segmentată, cu lungimea fiecărei secțiuni variind de la 5 la 8 mm, lăsând o zonă de eliberare a tensiunii de 2 mm și mărind lățimea cordonului de sudură la 1,2 mm pentru a îmbunătăți capacitatea portantă a cordonului de sudură.

Controlul intern al presiunii setului acumulator trebuie efectuat din două direcții: compensarea expansiunii și suprimarea producției de gaz. În ceea ce privește proiectarea structurală, pe interiorul plăcii de acoperire poate fi instalat un strat tampon elastic cu o rată de compresie care depășește 50%, cu un spațiu de expansiune rezervat de 0,5 până la 1,0 mm pentru a atenua impactul presiunii cauzat de expansiunea negativă a electrodului. În ceea ce privește optimizarea sistemului chimic, adăugarea de 1% până la 2% aditivi care formează film-FEC în timpul procesului de injecție poate suprima în mod eficient deteriorarea anormală a filmului SEI, poate controla producția de gaz la încărcare completă cu 0,5 ml/Ah și poate reduce acumularea de presiune internă de la sursă.

În ceea ce privește controlul procesului, acumulatorul Litiu-ion ar trebui să introducă o tehnologie inteligentă de detectare și să utilizeze un sistem de poziționare vizuală în procesul de asamblare pentru a controla precizia de poziționare cu ± 0,05 mm; Actualizați dispozitivul de sudură la modul de strângere cu forță constantă pentru a vă asigura că fluctuația forței de strângere de 20 până la 30 N nu depășește 5%, reducând riscul de deformare cauzat de abaterea asamblarii. Adăugați o stație de detectare a presiunii în timpul etapei de formare, care va suna automat o alarmă când presiunea detectată depășește 5 kPa. În același timp, combinat cu detectarea cu raze X a ratei de deformare a carcasei, pragul va fi controlat cu 0,3% pentru a obține identificarea timpurie și intervenția problemelor de deformare.

Dacă întâmpinați dificultăți tehnice legate de deformareaBaterii solare cu litiusau aveți nevoie de asistență pentru optimizarea procesului în timpul procesului de producție, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați prin intermediul platformei și vă vom oferi soluții profesionale și consultanță tehnică.