Proses Pengeluaran Bateri Sel Prismatik: Panduan Komprehensif

Pengenalan

Bateri kes aluminium prisma telah menjadi semakin popular dalam kenderaan elektrik (EV) dan sistem penyimpanan tenaga (ESS) kerana kecekapan volumetrik yang tinggi, ketahanan mekanikal, dan kemudahan pemasangan modular. Berbanding dengan sel silinder dan kantung, sel -sel prisma menawarkan keseimbangan antara ketumpatan tenaga, prestasi terma, dan kekuatan mekanikal. Artikel ini menggariskan proses pengeluaran penuh, dari bahan mentah ke pek bateri yang dipasang.

Bahan Katod

Bahan katod biasa termasuk:

Lithium Iron Phosphate (LFP)

Nikel Mangan Kobalt Oxide (NMC)

Lithium Nickel Cobalt Aluminium Oxide (NCA)

Bahan-bahan ini disintesis melalui tindak balas keadaan pepejal pada suhu tinggi (biasanya 700-900 darjah) untuk mencapai kristal yang tinggi.

Bahan anod

Anod biasanya dibuat dari:

Grafit (buatan atau semula jadi)

Komposit silikon-karbon (untuk sel tenaga tinggi)

Bahan mentah diproses untuk mencapai saiz zarah yang dioptimumkan, kawasan permukaan, dan ketumpatan paip.

Elektrolit

Elektrolit biasanya agaram lithium(LIPF6) dibubarkan dalam campuran pelarut organik sepertiEC (Etilena Karbonat), DMC (Dimethyl Carbonate), dan aditif untuk meningkatkan kestabilan dan prestasi.

Pemisah

Sel prismatik biasanya menggunakan pemisah polipropilena multi-lapisan (PP) atau polietilena (PE), dengan ketebalan dari12μm hingga 20μm, memastikan kekuatan mekanikal dan kestabilan terma.

Penyediaan buburan

Cathode: Bahan Aktif + Ejen Konduktif (Karbon Hitam) + Binder (PVDF) dicampur dengan pelarut NMP.

Anode: Grafit + Ejen Konduktif + Binder (CMC + SBR) dicampur dengan air deionized.

Peralatan pencampuran buburan:Pengadun ricih tinggi, pengadun planet.

Salutan

Bubur yang disediakan sama rata ke atas foil logam:

Katod: Dilengkapi dengan kerajang aluminium.

Anod: Dilengkapi dengan kerajang tembaga.

Kaedah Lapisan:Slot mati salutanatauSalutan bar koma.

Pengeringan

Kerajang bersalut dikeringkanketuhar pengeringan berterusan, mengeluarkan pelarut (NMP atau air) di bawah suhu yang dikawal dengan tepat.

Pengeringan katod: 120-140 darjah

Pengeringan anod: 80-120 darjah

Kalendar

Kedua -dua elektrod melewati sepasang penggelek ketepatan untuk memampatkan salutan, memastikan:

Ketebalan seragam.

Ketumpatan elektrod yang lebih tinggi.

Hubungan yang lebih baik antara bahan aktif dan pemungut semasa.

Sasaran kepadatan kalendar:

Cathode: 2. 8-3. 5 g/cm³

Anode: 1. 4-1. 8 g/cm³

Slitting

Setelah kalendar, elektrod adalahcelahke dalam jalur sempit, sepadan dengan reka bentuk sel.

Kimpalan tab

Tab Pemungut Semasa (aluminium untuk katod, tembaga untuk anod) dikimpal kepada elektrod.

Menyusun

Sel prismatik biasanya digunakanZ-lipatanatauStacking laminasi, di mana katod, pemisah, dan anod secara bergantian disusun menjadi struktur sandwic padat.

Penyisipan kes

Perhimpunan elektrod yang disusun dimasukkan ke dalam pra-terbentukKes aluminium, dibuat darialoi aluminium (biasanya 3003 atau 1060).

Suntikan elektrolit

Elektrolit disuntik ke dalam kes di bawah vakum untuk memastikan pembasahan penuh semua permukaan dalaman.

Ketepatan pengisian elektrolit: ± 0. 5g setiap sel.

Pra-menyengat

Selepas pengisian elektrolit, sel adalahpra-dimeteraiuntuk melindungi persekitaran dalaman sementara semasa proses pembentukan.

Sel menjalani proses caj dan pelepasan awal yang dipanggilpembentukan, yang membolehkanSEI (interphase elektrolit pepejal)lapisan untuk membentuk pada permukaan anod.

Suhu pembentukan: 25-45 darjah.

Pembentukan semasa: 0. 05-0. 1c (lambat untuk memastikan sei seragam).

Selepas pembentukan, gas yang dihasilkan semasa pembentukan SEI dikeluarkan melalui avakum degassingproses, memastikan sel dalamanTekanan dioptimumkan.

Kes aluminium dimeteraikan secara hermetik menggunakankimpalan laseratauKimpalan ultrasonik, memastikan:

Hermetika yang sangat baik.

Kekuatan mekanikal.

Beberapa reka bentuk juga menambah abolong keselamatanUntuk melepaskan tekanan jika gas dalaman membina semasa operasi yang tidak normal.

Setiap sel menjalani ujian yang komprehensif, termasuk:

Ujian kapasiti: Kitaran caj/pelepasan penuh.

Rintangan dalaman: Ujian impedans AC (biasanya pada 1 kHz).

Ujian kebocoran: Pengesanan kebocoran helium.

Voltan litar terbuka (OCV): Pemantauan untuk pelepasan diri.

Pemeriksaan dimensi: Memastikan toleransi saiz dalam Spec.

Sel -sel prisma yang diuji digabungkan ke dalam modul menggunakan:

Kimpalan laseratauKimpalan ultrasonikuntuk bar.

IntegrasiSistem Pengurusan Bateri (BMS)Untuk pemantauan voltan, suhu, dan mengimbangi.

Sistem Pengurusan Thermal (TMS) juga bersepadu, biasanya menggunakan:

Plat penyejuk(penyejukan cecair).

Bahan Antara Muka Thermal (TIM)Untuk pelesapan haba yang lebih baik.

Bateri sel prisma menggabungkanKeselamatan yang tinggi, kekuatan mekanikal, dan reka bentuk yang fleksibel, menjadikan mereka sesuai untuk menuntut aplikasi sepertikenderaan elektrik dan simpanan pegun. Walaupun proses pengeluaran berkongsi persamaan dengan sel silinder dan kantung, pengendalian tepatKes aluminium, pengisian elektrolit, danproses pengedapadalah faktor kritikal yang mempengaruhi prestasi dan kebolehpercayaan.