Mekkaniżmu ta' deformazzjoni u strateġiji ta' prevenzjoni tal-qoxra tal-aluminju tal-batteriji tal-jone tal-litju{0}

Il-batteriji tal-litju-jone, bil-vantaġġi tagħhom ta 'struttura regolari u densità għolja ta' enerġija, jintużaw ħafna f'oqsma bħal vetturi tal-enerġija ġodda. Madankollu, il-karatteristiċi strutturali anisotropiċi tagħhom jagħmluhom suxxettibbli għal problemi ta 'deformazzjoni bħal ċelloli konkavi u konvessi minħabba forzi irregolari fid-direzzjonijiet tat-tul u wisa' matul il-produzzjoni, li mbagħad jaffettwa s-sigurtà u l-ħajja tas-servizz tal-batterija. L-okkorrenza ta 'problemi ta' deformazzjoni hija relatata mill-qrib ma 'aspetti multipli bħal proprjetajiet materjali, proċessi ta' manifattura, u kontroll ambjentali intern ta 'Power Battery Cell. Huwa meħtieġ li jiġu analizzati l-kawżi minn dimensjonijiet multipli u jiġu implimentati politiki mmirati. Dan l-artikolu jipprovdi analiżi fil--dettall tal-kawżi ewlenin tad-deformazzjoni fiċ-Ċelloli tal-Enerġija Lifepo4 u miżuri ta 'prevenzjoni u kontroll tas-sistema, li jipprovdi referenza teknika għall-prattika tal-produzzjoni tal-industrija.

Fis-sistema tal-produzzjoni tal-batteriji tal-jone tal-litju, l-istabbiltà tal-istruttura tal-qoxra tal-batteriji tal-litju-jone hija direttament relatata mal-affidabilità tal-prodott, u l-okkorrenza ta 'problemi ta' deformazzjoni ħafna drabi hija r-riżultat tal-effett sinerġistiku ta 'fatturi multipli, bħal proprjetajiet materjali, kontroll tal-proċess, u stat termodinamiku intern. Mill-perspettiva tal-materjal u d-dimensjonijiet strutturali, l-għażla tal-materjal tal-qoxra tal-aluminju u d-disinn tas-saħħa huma l-fatturi fundamentali. Jekk jintużaw materjali b'saħħa tensili insuffiċjenti, bħal liga tal-aluminju 3003, jew jekk il-ħxuna tal-qoxra hija inqas minn 0.6mm, huma suxxettibbli li jagħtu deformazzjoni taħt pressjoni interna u stress termali. Fl-istess ħin, il-karatteristiċi strutturali taż-żona tal-iwweldjar ma jistgħux jiġu injorati. Iż-żona affettwata tas-sħana -ffurmata matul il-proċess tal-iwweldjar se tesperjenza tnaqqis ta '20-30% fis-saħħa lokali minħabba r-riorganizzazzjoni tal-kannizzata, u ssir żona ta' konċentrazzjoni tal-istress li hija suxxettibbli għal deformazzjoni meta tkun soġġetta għal stress sussegwenti.

Ir-razzjonalità tal-proċess tal-iwweldjar għandha impatt deċiżiv fuq l-istabbiltà strutturali tal-qoxra tal-Batterija tal-Ion tal-litju għas-Sistema Solari, u d-difetti tal-proċess huma rabta importanti biex tinduċi d-deformazzjoni. L-iwweldjar bil-lejżer, bħala proċess mainstream, jekk il-kontroll tad-dħul tas-sħana ma jkunx kontrollat, bħal qawwa li taqbeż it-300W jew veloċità tal-iwweldjar taħt 30mm/s, se tikkawża temperaturi lokali li jaqbżu ħafna l-punt tat-tidwib tal-aluminju f'660 grad, u l-pool imdewweb ikun wisq fil-fond, li jwassal għal żieda qawwija fit-tkessiħ tat-tkessiħ; Disinn mhux xieraq taż-żibeġ tal-weldjatura, bħall-assenza ta 'talji ta' ħelsien mill-istress fl-iwweldjar ta 'ċirku kontinwu u wisa' taż-żibeġ tal-weldjatura inqas minn 0.8mm, jista 'jnaqqas il-kapaċità ta' ġarr tat-tagħbija-tal-weldjatura u jkompli jaggrava r-riskju ta 'deformazzjoni.

Il-pressjoni interna anormali tal-batterija hija l-kawża termodinamika ċentrali tad-deformazzjoni, li teżisti wkoll f'sistemi mainstream bħal LiFePO4 Lithium Ion Battery. Reazzjonijiet sekondarji bħal dekompożizzjoni tal-elettroliti u ħsara anormali lill-film SEI ġewwa ċ-ċellula tal-batterija se jaċċelleraw il-produzzjoni tal-gass meta t-temperatura taqbeż il-45 grad, u meta l-pressjoni interna taqbeż l-10kPa, timbotta l-qoxra biex tiddeforma; Fl-istess ħin, ir-rata ta 'espansjoni ta' l-elettrodu negattiv tista 'tilħaq 20-30% fi stat kompletament iċċarġjat. Jekk id-distakk bejn il-qalba u l-ħajt ta 'ġewwa tal-qoxra jaqbeż 1.0mm (id-distakk standard tal-industrija huwa 0.3-0.8mm), il-forza tal-espansjoni ma tistax tkun ristretta b'mod effettiv mill-qoxra u se ddur lejn grad ogħla ta' libertà fid-direzzjoni vertikali, li tikkawża deformazzjoni tal-pjanċa tal-kopertura jew tal-ħajt tal-ġenb. Barra minn hekk, fil-produzzjoni ta 'Sistemi ta' Ħażna ta 'Enerġija Solari Lithium Battery Pack, jekk id-distakk bejn il-qalba u l-ħajt ta' ġewwa tal-qoxra jaqbeż l-istandard, l-elettrodu negattiv l-ewwel jimla l-vojt tal-madwar meta jespandi, u jkompli jamplifika l-effett ta 'deformazzjoni vertikali.

Id-devjazzjonijiet tal-kontroll tal-proċess matul il-proċess ta 'produzzjoni jistgħu wkoll jinduċu jew jaggravaw problemi ta' deformazzjoni. Jekk id-distakk bejn il-pjanċa tal-kopertura u l-qoxra jaqbeż 0.2mm matul il-proċess ta 'assemblaġġ, l-istress termali waqt l-iwweldjar se jissuperponi bl-effett ta' spostament tal-vojt, li jwassal direttament għal deformazzjoni; Jekk il-grad tal-vakwu huwa ssettjat baxx wisq (taħt -90kPa) matul l-istadju tas-siġillar, il-pressjoni atmosferika esterna taġixxi direttament fuq il-partijiet dgħajfa tal-qoxra, u tikkawża deformazzjoni tal-kompressjoni passiva.

Ibbażat fuq il-mekkaniżmu ta 'deformazzjoni ta' hawn fuq u l-prattika teknika tal-industrija, tista 'tinbena sistema ta' prevenzjoni u kontroll minn dimensjonijiet bħal ottimizzazzjoni tal-materjal, titjib tal-proċess, kontroll tal-pressjoni interna, u tisħiħ tal-proċess. F'termini ta 'materjal u ottimizzazzjoni strutturali, l-idea ewlenija hija li tittejjeb il-kapaċità ta' ġarr ta 'tagħbija-tal-qoxra, li tista' tinkiseb bl-użu ta 'liga tal-aluminju 5052 b'żieda ta' 30% fis-saħħa tat-tensjoni, żżid kustilji ta 'rinfurzar ta' 0.5-1.0mm għoli fiż-żona ta 'kopertura ta' fuq, u żżid il-ħxuna tal-Ħxuna tas-Sistema Homethium tal-Literju Solari. 0.8-1.0mm. Fl-istess ħin, struttura ta 'wweldjar kompost li tgħaqqad l-iwweldjar bil-lejżer u l-iwweldjar ultrasoniku hija adottata biex tnaqqas l-input tas-sħana b'punt wieħed u ttejjeb l-istabbiltà taż-żona tal-iwweldjar.

It-titjib tal-proċess tal-iwweldjar jeħtieġ li jiffoka fuq kontroll fin, bl-użu ta 'strateġija tal-iwweldjar tal-qawwa gradjent, jiġifieri, kombinazzjoni ta' parametri ta '200W/30mm/s għat-taqsima tal-bidu, 250W/25mm/s għas-sezzjoni tan-nofs, u 180W għat-taqsima tat-tmiem, biex tikkontrolla l-fond taż-żona affettwata tas-sħana fi ħdan 0.5mm; Fl-istess ħin, ottimizza d-disinn tax-xoffa tal-weldjatura billi tbiddel ix-xoffa tal-weldjatura kontinwa għal mod ta 'wweldjar segmentat, b'kull segment ikun 5-8mm u żona ta' rilaxx tal-istress ta '2mm riżervata. Fl-istess ħin, żid il-wisa 'tal-żibġa tal-weldjatura għal 1.2mm biex ittejjeb il-kapaċità tal-ġarr tal-weldjatura.

Il-kontroll tal-pressjoni interna jeħtieġ li jibda minn żewġ aspetti: kumpens ta 'espansjoni u soppressjoni tal-produzzjoni tal-gass. F'termini ta 'disinn strutturali, saff buffer elastiku b'rata ta' kompressjoni li taqbeż il-50% jista 'jiġi installat fuq in-naħa ta' ġewwa tal-pjanċa tal-għata tal-batteriji solari tal-litju, li jħalli 0.5-1.0mm ta 'spazju ta' espansjoni biex itaffi l-impatt tal-pressjoni kkawżat minn espansjoni negattiva tal-elettrodu; F'termini ta 'ottimizzazzjoni tas-sistema kimika, iż-żieda ta' 1-2% addittivi li jiffurmaw il-film FEC fil-proċess ta 'injezzjoni tista' effettivament trażżan ħsara anormali lill-film SEI, tikkontrolla l-produzzjoni tal-gass taħt ħlas sħiħ fi żmien 0.5ml/Ah (immonitorjata f'ħin reali permezz ta 'ttestjar tal-kromatografija tal-gass), u tnaqqas l-akkumulazzjoni tal-pressjoni interna mis-sors.

It-tisħiħ tal-kontroll tal-proċess jeħtieġ l-użu ta 'teknoloġija intelliġenti, li tintroduċi sistema ta' pożizzjonament viżwali fil-proċess ta 'assemblaġġ biex tikkontrolla l-eżattezza tal-pożizzjonament fi ħdan ± 0.05mm. Fl-istess ħin, l-aġġornament tal-apparat tal-iwweldjar għal mod ta 'ikklampjar ta' forza kostanti jiżgura forza ta 'ikklampjar ta' 20-30N b'varjazzjonijiet li ma jaqbżux il-5%, tnaqqas ir-riskju ta 'deformazzjoni ikkawżat minn devjazzjoni tal-assemblaġġ. Żid stazzjon tal-ittestjar tal-pressjoni fl-istadju tas-separazzjoni kimika, li awtomatikament se allarm meta l-pressjoni misjuba taqbeż il-5kPa. Fl-istess ħin, flimkien ma 'l-iskoperta tar-raġġi X-r-rata ta' deformazzjoni tal-qoxra, il-limitu se jkun ikkontrollat ​​fi żmien 0.3% biex tinkiseb identifikazzjoni bikrija u kontroll ta 'problemi ta' deformazzjoni fil-Batterija għas-Sistema tal-Ħażna tal-Enerġija tal-Ion tal-litju.

Għandu jiġi nnutat li l-prevenzjoni tad-deformazzjoni u l-kontroll tal-qoxra tal-jone tal-litju għal BESS huwa proċess ta 'inġinerija sistematiku. Il-parametri tekniċi involuti fl-artikolu jeħtieġ li jiġu kkombinati ma 'tagħmir ta' produzzjoni speċifiku, mudelli ta 'prodotti, u xenarji ta' applikazzjoni, u ottimizzati u verifikati permezz ta 'esperimenti DOE qabel l-implimentazzjoni. Għal prodotti b'xenarji ta 'applikazzjoni speċjali, bħalBatteriji tal-litju-jone, huwa meħtieġ li jiġu aġġustati aktar il-parametri ta 'prevenzjoni u kontroll ibbażati fuq il-karatteristiċi tat-temperatura u l-pressjoni tal-ambjent tal-applikazzjoni biex tiġi żgurata l-istabbiltà strutturali tal-prodott matul iċ-ċiklu kollu tal-ħajja tiegħu. Barra minn hekk, il-prevenzjoni u l-kontroll tad-deformazzjoni taċ-Ċellula tal-Batterija tal-Ion tal-Lithium Rechargeable teħtieġ ukoll li tqis il-bidliet termodinamiċi matul iċ-ċikli tal-iċċarġjar u l-ħatt, u tikseb kontroll tal-kwalità matul il-proċess kollu.