Ličio saulės baterijų deformacijos mechanizmai ir sistemingos prevencijos metodai

Maitinimo baterijų elementai buvo plačiai naudojami tokiose srityse, kaip naujos energijos transporto priemonės dėl savo įprastos struktūros ir didelio energijos tankio. Tačiau dėl pačios medžiagos anizotropinių savybių gamybos proceso metu ilgio ir pločio kryptimis yra veikiamos netolygios jėgos, kurios gali lengvai sukelti deformacijos reiškinius, tokius kaip korpuso nelygumai, o tai turi įtakos akumuliatoriaus saugai ir tarnavimo laikui.

Ličio{0}}jonų akumuliatorių deformacijos problemos yra glaudžiai susijusios su medžiagų savybėmis, gamybos procesais ir akumuliatoriaus elementų vidine aplinkos kontrole. Būtina sistemingai analizuoti priežastis iš kelių dimensijų ir imtis tikslinių prevencijos ir kontrolės priemonių. Šiame straipsnyje analizuojamas ličio geležies fosfato galios baterijų deformacijos mechanizmas, siūlomos sistemingos prevencijos strategijos ir pateikiamos techninės nuorodos pramoninei gamybai.

„Lifepo4“ galios elementų gamybos sistemoje korpuso struktūrinis stabilumas yra tiesiogiai susijęs su gaminio patikimumu, o deformacijos problemos dažniausiai kyla dėl bendro medžiagų savybių, proceso valdymo ir vidinių termodinaminių būsenų poveikio. Medžiagų ir konstrukcinių matmenų požiūriu aliuminio korpusų medžiagų pasirinkimas ir stiprumo dizainas yra pagrindiniai veiksniai. Jei naudojamas 3003 aliuminio lydinys, kurio tempiamasis stipris arba apvalkalo storis mažesnis nei 0,6 mm, jis gali deformuotis esant vidiniam slėgiui ir šiluminiam įtempimui.

Be to, suvirinimo karščio paveiktos zonos vietinis stiprumas sumažėja 20–30 % dėl grotelių pertvarkymo ir tampa didelės -įtempių koncentracijos ir deformacijos rizikos zona. Jei suvirinimo lazeriu procesas nėra tinkamai kontroliuojamas, pvz., kai galia viršija 300 W arba suvirinimo greitis mažesnis nei 30 mm/s, vietinė temperatūra gali gerokai viršyti aliuminio lydymosi tašką (660 laipsnių), išsilydęs baseinas gali būti per gilus ir žymiai padidėti aušinimo susitraukimo įtempis; Neprotinga suvirinimo siūlės konstrukcija, pvz., įtempių mažinimo įpjovų nebuvimas nuolatinio apskrito suvirinimo metu arba mažesnio nei 0,8 mm suvirinimo briaunos plotis, taip pat gali sumažinti suvirinimo siūlės laikomąją galią- ir padidinti deformacijos riziką.

Atsižvelgiant į aukščiau paminėtą saulės energijos kaupimo sistemų ličio baterijų paketo deformacijos mechanizmą, galima sukurti prevencijos ir valdymo sistemą, atsižvelgiant į medžiagas, struktūrą, suvirinimo procesus ir kt. Kalbant apie medžiagų ir konstrukcijos optimizavimą, reikia stengtis pagerinti korpuso apkrovą{1}}. Rekomenduojama naudoti 5052 aliuminio lydinį su didesniu atsparumu tempimui, viršutinės dangos srityje pridėti 0,5–1,0 mm aukščio armavimo briaunų, o apvalkalo storį padidinti iki 0,8–1,0 mm.

Tuo pačiu metu ličio baterijų paketas naudoja sudėtinį procesą, jungiantį lazerinį suvirinimą ir ultragarsinį suvirinimą, kad sumažintų vieno taško šilumos kiekį ir padidintų suvirinimo srities stabilumą. Suvirinimo procesas turi būti tiksliai kontroliuojamas ir rekomenduojama naudoti gradiento galios suvirinimo schemą, pvz., 200 W/30 mm/s parametrų derinį pradinei sekcijai, 250 W/25 mm/s vidurinei sekcijai ir 180 W galutiniam segmentui, kad šilumos paveiktos zonos gylis būtų 0,5 mm. Suvirinimo briaunos konstrukcija buvo pakeista iš nepertraukiamo suvirinimo į segmentinio suvirinimo režimą, kiekvienos sekcijos ilgis svyruoja nuo 5 iki 8 mm, paliekant 2 mm įtempių mažinimo zoną, o suvirinimo briaunos plotis padidinamas iki 1,2 mm, siekiant padidinti suvirinimo rutulio laikomąją galią.

Akumuliatoriaus komplekto vidinis slėgio valdymas turi būti atliekamas dviem kryptimis: plėtimosi kompensavimo ir dujų gamybos slopinimo. Kalbant apie konstrukcinę konstrukciją, dengiamosios plokštės vidinėje pusėje gali būti sumontuotas elastingas buferinis sluoksnis, kurio suspaudimo laipsnis viršija 50%, su rezervuota 0,5–1,0 mm plėtimosi erdve, kad sumažintų neigiamo elektrodo išsiplėtimo sukeliamą slėgio poveikį. Kalbant apie cheminės sistemos optimizavimą, įpurškimo proceso metu pridėjus nuo 1 % iki 2 % FEC plėvelę formuojančių priedų, galima veiksmingai slopinti neįprastus SEI plėvelės pažeidimus, kontroliuoti dujų susidarymą pilnai įkraunant 0,5 ml/Ah greičiu ir sumažinti vidinio slėgio kaupimąsi iš šaltinio.

Kalbant apie proceso valdymą, ličio -jonų akumuliatorių paketas turėtų įdiegti išmaniąją aptikimo technologiją ir surinkimo procese naudoti vizualinę padėties nustatymo sistemą padėties nustatymo tikslumui valdyti ± 0,05 mm; Atnaujinkite suvirinimo įtaisą į pastovios jėgos suspaudimo režimą, kad užtikrintumėte, jog suspaudimo jėgos svyravimas nuo 20 iki 30 N neviršija 5 %, taip sumažinant deformacijos riziką dėl mazgo nukrypimo. Formavimo etape pridėkite slėgio aptikimo stotį, kuri automatiškai pasigirs aliarmo signalu, kai aptiktas slėgis viršija 5 kPa. Tuo pačiu metu, kartu su korpuso deformacijos greičio rentgeno aptikimu, slenkstis bus kontroliuojamas 0,3 %, kad būtų galima anksti nustatyti deformacijos problemas ir jas įsikišti.

Jei susiduriate su techniniais sunkumais, susijusiais su deformacijaLičio saulės baterijosarba jums reikia proceso optimizavimo palaikymo gamybos proceso metu, nedvejodami susisiekite su mumis per platformą ir mes suteiksime jums profesionalius sprendimus bei technines konsultacijas.