Mekanismer för deformation och systematiska förebyggande tillvägagångssätt för litium-solbatterier

Battericeller har använts i stor utsträckning inom områden som nya energifordon på grund av deras vanliga struktur och höga energitäthet. På grund av själva materialets anisotropa egenskaper appliceras dock ojämna krafter i längd- och breddriktningarna under tillverkningsprocessen, vilket lätt kan leda till deformationsfenomen som ojämnheter i skalet, vilket påverkar batteriets säkerhetsprestanda och livslängd.

Förekomsten av deformationsproblem i litium-jonbatterier är nära relaterat till battericellers materialegenskaper, tillverkningsprocesser och intern miljökontroll. Det är nödvändigt att systematiskt analysera orsakerna från flera dimensioner och vidta riktade förebyggande och kontrollåtgärder. Den här artikeln analyserar deformationsmekanismen för batterier med litiumjärnfosfat, föreslår systematiska förebyggande strategier och ger tekniska referenser för industriproduktion.

I Lifepo4 kraftcellproduktionssystem är skalets strukturella stabilitet direkt relaterad till produktens tillförlitlighet, och deformationsproblem är vanligtvis resultatet av de kombinerade effekterna av materialegenskaper, processkontroll och interna termodynamiska tillstånd. Ur perspektivet av material och strukturella dimensioner är materialvalet och hållfasthetsdesignen för aluminiumskal grundläggande faktorer. Om 3003 aluminiumlegering med lägre draghållfasthet eller skaltjocklek mindre än 0,6 mm används, är den benägen att ge deformation under inre tryck och termisk stress.

Dessutom upplever den svetsvärmepåverkade zonen en minskning med 20 % till 30 % i lokal hållfasthet på grund av galleromorganisation, och blir ett högriskområde för spänningskoncentration och deformation. Om lasersvetsprocessen inte är korrekt kontrollerad, till exempel när effekten överstiger 300 W eller svetshastigheten är under 30 mm/s, kan det leda till att lokala temperaturer vida överstiger smältpunkten för aluminium (660 grader), att den smälta poolen blir för djup och att kylningskrympspänningen ökar avsevärt; Orimlig utformning av svetssträngar, såsom avsaknaden av avspänningsskåror vid kontinuerlig cirkulär svetsning eller svetssträngsbredd mindre än 0,8 mm, kan också minska svetsens bärförmåga- och förvärra risken för deformation.

Som svar på deformationsmekanismen för litiumbatteripaketet för solenergilagringssystem som nämns ovan, kan ett förebyggande och kontrollsystem konstrueras utifrån aspekter av material, struktur, svetsprocesser, etc. När det gäller material- och strukturoptimering bör ansträngningar göras för att förbättra skalets belastnings-bärande förmåga. Det rekommenderas att använda 5052 aluminiumlegering med högre draghållfasthet, lägga till 0,5 till 1,0 mm höga förstärkningsribbor i det övre täckområdet och öka tjockleken på skalet till 0,8 till 1,0 mm.

Samtidigt använder litiumbatteripaketet en sammansatt process som kombinerar lasersvetsning och ultraljudssvetsning för att minska enpunktsvärmetillförseln och förbättra svetsområdets stabilitet. Svetsprocessen måste vara noggrant kontrollerad, och det rekommenderas att använda ett svetsschema för gradienteffekt, såsom en parameterkombination av 200 W/30 mm/s för startsektionen, 250 W/25 mm/s för mittsektionen och 180 W för slutsektionen, för att kontrollera djupet på den värmepåverkade zonen inom 0,5 mm. Svetssträngsdesignen har ändrats från kontinuerlig svetsning till segmenterad svetsning, där varje sektions längd sträcker sig från 5 till 8 mm, lämnar en 2 mm spänningsfrigöringszon, och ökar svetssträngens bredd till 1,2 mm för att förbättra svetssträngens bärförmåga.

Den interna tryckkontrollen av batteripaketet måste utföras från två riktningar: expansionskompensation och gasproduktionsdämpning. När det gäller strukturell design kan ett elastiskt buffertskikt med en kompressionsgrad som överstiger 50 % installeras på insidan av täckplattan, med ett reserverat expansionsutrymme på 0,5 till 1,0 mm för att lindra tryckpåverkan som orsakas av negativ elektrodexpansion. När det gäller optimering av kemiska system kan tillsats av 1 % till 2 % FEC-film-bildande tillsatser under injektionsprocessen effektivt undertrycka onormal skada på SEI-filmen, kontrollera gasproduktionen under full laddning inom 0,5 ml/Ah och minska intern tryckackumulering från källan.

När det gäller processkontroll bör litium-jonbatteriet introducera intelligent detekteringsteknik och använda ett visuellt positioneringssystem i monteringsprocessen för att kontrollera positioneringsnoggrannheten inom ± 0,05 mm; Uppgradera svetsfixturen till fastspänningsläge för att säkerställa att spännkraftsfluktuationen på 20 till 30 N inte överstiger 5 %, vilket minskar risken för deformation orsakad av monteringsavvikelser. Lägg till en tryckdetekteringsstation under bildningsstadiet, som automatiskt larmar när det detekterade trycket överstiger 5 kPa. Samtidigt, i kombination med röntgendetektering av skaldeformationshastighet, kommer tröskeln att kontrolleras inom 0,3 % för att uppnå tidig identifiering och ingripande av deformationsproblem.

Om du stöter på tekniska svårigheter relaterade till deformation avLitium solcellsbatteriereller behöver processoptimeringsstöd under produktionsprocessen, kontakta oss gärna via plattformen så ger vi dig professionella lösningar och teknisk rådgivning.