Processo di assemblaggio del pacco batteria Serie 1 - Pretrattamento delle celle
1. Importanza del pretrattamento cellulare
Il pretrattamento delle celle è il primo processo nella produzione di un pacco batteria e svolge un ruolo importante nel migliorarne le prestazioni e la sicurezza complessive. Attraverso un rigoroso pretrattamento, è possibile garantire la costanza della qualità delle celle fin dall'origine, ridurre il potenziale rischio di guasto e garantire una fornitura affidabile di celle per il successivo assemblaggio dei moduli, l'integrazione del pacco batteria e altre attività.
1.1 "Differenza innata
"ences" delle cellule
A causa delle inevitabili piccole differenze nel processo produttivo, come il diverso contenuto di materiali attivi positivi e negativi, anche le celle dello stesso lotto presenteranno sicuramente incongruenze nei parametri prestazionali. In generale, la capacità o la tensione delle celle prodotte sulla linea di produzione di massa è conforme alla legge di distribuzione normale. Le differenze di queste celle si riflettono principalmente nei seguenti aspetti:
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Fluttuazione della capacità:
La capacità delle celle dello stesso lotto può variare di ±3%. Per i veicoli a energia rinnovabile, ciò può comportare una differenza nei tempi di percorrenza di circa decine di chilometri.
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Differenza di resistenza interna:
La resistenza interna della cella può variare fino al 5%, analogamente alla differenza nella funzionalità cardiopolmonare degli atleti, il che influisce sull'efficienza di carica e scarica e sul riscaldamento della batteria.
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Discretezza della tensione:
La discrezionalità della tensione della cella della batteria può superare 0,05 V, simile all'errore degli ingranaggi di un orologio di precisione, influenzando la gestione della carica e della scarica della batteria e le prestazioni generali.
1.2 Conseguenze disastrose del mancato pretrattamento
Se la cella della batteria non viene pretrattata, queste differenze intrinseche possono portare alle seguenti gravi conseguenze:
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Effetto botte:
Le prestazioni e la durata del pacco batteria sono determinate dalla cella più debole. La cella con le prestazioni peggiori limiterà la capacità e la durata dell'intero pacco batteria.
Effetto botte: nel pacco batteria, la cella più debole diventerà la "scheda corta" che limita le prestazioni complessive
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Rischio di fuga termica:
L'incoerenza delle celle della batteria può causare il sovraccarico o lo scarico di alcune batterie, compromettendo la capacità e l'efficienza complessive del pacco batteria e aumentando i rischi per la sicurezza dovuti a surriscaldamento, incendio o addirittura esplosione della batteria.
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Durata della batteria in immersione:
L'incoerenza delle celle della batteria può causare una perdita fino al 15% della capacità effettivamente disponibile, influendo in modo significativo sulla durata della batteria del dispositivo.
1.3 Lo scopo principale del pretrattamento delle celle della batteria
Attraverso rigorosi test e screening, batterie con prestazioni simili vengono combinate tra loro, garantendo così la coerenza delle celle. La coerenza delle celle ha un impatto cruciale sulla selezione e l'abbinamento del sistema di batterie di potenza. La coerenza della batteria in fabbrica è principalmente la coerenza durante il processo di produzione.
Con "coerenza delle celle della batteria" si intende la similarità e l'uniformità delle prestazioni di ciascuna cella del pacco batteria.
Nello specifico, ciò include la coerenza in molti aspetti, come la capacità, la resistenza interna, la piattaforma di tensione di carica e scarica, il tasso di autoscarica, la durata del ciclo e altri parametri e caratteristiche della cella della batteria.
Lo scopo del pretrattamento è quello di
garantire che le celle della batteria interna del pacco batteria mantengano un elevato grado di costanza quando escono dalla fabbrica; la costanza delle celle della batteria dopo diversi cicli di carica e scarica dopo aver lasciato la fabbrica deve essere garantita dalla gestione termica, dalla strategia di bilanciamento, dal controllo ambientale e da altre misure.
Ad esempio, la temperatura delle celle della batteria nel pacco batteria non solo deve essere mantenuta entro un intervallo ragionevole (15-35 °C), ma anche la temperatura delle diverse celle della batteria deve essere mantenuta il più costante possibile (entro 5 °C) per ridurre il tasso di invecchiamento delle diverse celle della batteria.
2. Fasi principali del pretrattamento cellulare
2.1 Ispezione dell'aspetto
Nella fase di pretrattamento delle celle, l'ispezione estetica è un passaggio cruciale. Durante il trasporto e lo stoccaggio, le celle possono subire danni, deformazioni, perdite, ecc. a causa di collisioni, estrusione o corrosione. Attraverso l'osservazione visiva e una semplice misurazione con strumenti, le celle dall'aspetto impeccabile vengono selezionate per garantire che il loro stato fisico soddisfi gli standard di utilizzo, impedendo così alle celle difettose di entrare nel processo successivo.
Articoli non validi:
deformazione del guscio in alluminio, cavità superficiali; danneggiamento e deformazione della valvola antideflagrante; caduta della colla sigillante dal foro di iniezione; grave sporcizia superficiale; perdite, ecc.;
Metodo di rilevamento:
Macchina di ispezione visiva CCD
, ispezione visiva manuale
Se si utilizza una colla strutturale per collegare le celle, è necessaria una pulizia preventiva al plasma, poiché la superficie della cella è avvolta con pellicola in PET e la pulizia al plasma viene utilizzata per migliorare la tensione superficiale, la rugosità e la pulizia della pellicola in PET, migliorando così l'effetto di legame adesivo; la pulizia al plasma può anche rimuovere piccoli difetti sulla superficie della cella, macchie, polvere e strato di ossido sulla superficie del polo, migliorare la qualità della saldatura e ridurre il tasso di difettosità.
Principio della macchina per la pulizia al plasma (pulitrice al plasma):
Si basano sull'"attivazione" di particelle attive nel plasma per raggiungere lo scopo di rimuovere le macchie dalla superficie degli oggetti.
"Plasma": uno stato della materia, detto anche quarto stato della materia, che non appartiene ai tre stati comuni di solido, liquido e gas.
Applicando al gas energia sufficiente a ionizzarlo, si ottiene uno stato di plasma. I componenti "attivi" del plasma includono: ioni, elettroni, atomi, gruppi attivi, nuclidi eccitati (stato metastabile), fotoni, ecc.
In termini di meccanismo di reazione, la pulizia al plasma di solito comprende i seguenti processi:
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Il gas inorganico viene eccitato allo stato di plasma;
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Le sostanze in fase gassosa vengono adsorbite sulla superficie solida;
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I gruppi adsorbiti reagiscono con le molecole sulla superficie solida per generare molecole di prodotto;
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Le molecole del prodotto vengono risolte per formare una fase gassosa;
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I residui della reazione si staccano dalla superficie.
2.2
Test di tensione e resistenza interna
I test di tensione e resistenza interna sono fondamentali per valutare le prestazioni delle celle della batteria. L'utilizzo di apparecchiature professionali per misurare la tensione a circuito aperto e la resistenza interna di ciascuna cella della batteria consente di comprenderne intuitivamente lo stato attuale. Una tensione anomala può indicare che si sono verificati cambiamenti chimici o cortocircuiti all'interno della cella, mentre un'eccessiva resistenza interna causerà un forte surriscaldamento della batteria durante la carica e la scarica, compromettendone la durata e la sicurezza. Attraverso test accurati, le celle che non soddisfano gli standard prestazionali vengono eliminate per garantire che quelle che entrano nella fase successiva presentino buone proprietà elettrochimiche.
Attrezzature e strumenti di prova:
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Misuratore di tensione:
Un tester di tensione ad alta precisione in grado di misurare con accuratezza la tensione a circuito aperto della cella della batteria.
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Tester di resistenza interna
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Un dispositivo in grado di eseguire test di resistenza interna CA e CC per garantire l'accuratezza della misurazione della resistenza interna.
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Sistema di test automatizzato:
Batterie moderne Nella produzione, solitamente si utilizza un sistema di collaudo automatizzato, in grado di completare in modo efficiente e accurato i test di tensione e resistenza interna e di registrare i dati dei test.
Tester di resistenza interna HK3561
Processo di test: rilevamento del carico, scansione, test di tensione/resistenza interna, elaborazione dei dati, elaborazione NG
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Caricamento:
Posizionare la cella della batteria sulla stazione di prova per assicurarsi che i poli positivo e negativo della cella della batteria siano in buon contatto con l'apparecchiatura di prova.
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Rilevamento della scansione:
Leggere il codice a barre o il codice QR della cella della batteria tramite il dispositivo di scansione e registrare le informazioni di base della cella della batteria.
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Prova di tensione:
Utilizzare un tester di tensione per misurare la tensione a circuito aperto della cella della batteria e registrare i risultati del test.
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Test di resistenza interna:
Utilizzare un tester di resistenza interna per misurare la resistenza interna CA o CC della cella della batteria e registrare i risultati del test.
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Elaborazione dei dati:
Caricare i dati del test nel database per l'analisi e l'elaborazione dei dati, al fine di escludere le batterie non idonee.
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Elaborazione non qualificata:
Trasferire le celle non qualificate alla stazione NG per ulteriore elaborazione o rimozione.
2.3 Classificazione e raggruppamento della capacità
La classificazione e il raggruppamento della capacità sono uno dei passaggi fondamentali del pretrattamento delle celle della batteria.
apparecchiature per il test di carica e scarica delle batterie al litio
Testa principalmente la tensione, la capacità e altri parametri della batteria. In base ai risultati dei test, le celle della batteria vengono classificate e raggruppate in base alla capacità per garantire che la differenza di capacità tra le celle dello stesso gruppo sia controllata entro un intervallo molto limitato. Ciò può evitare problemi di sovraccarico e scarica eccessiva causati da capacità delle celle non corrispondenti durante l'uso successivo, migliorando significativamente le prestazioni e la durata complessive del pacco batteria.
Criteri di raggruppamento:
Raggruppamento per capacità: generalmente controllato entro l'1% per garantire la sinergia delle celle durante la carica e la scarica e prevenire il sovraccarico o la scarica eccessiva dovuti a differenze eccessive di capacità;
Raggruppamento per tensione: generalmente ≤5mV, per garantire l'uniformità di carica e scarica delle celle
Raggruppamento per resistenza interna: generalmente controllato entro 3 mΩ per garantire l'efficienza di carica e scarica del modulo e la coerenza della dissipazione del calore
