Поточна ефективність виробництва та продуктивність великих циліндричних батарей все ще є відносно низькими, і все ще існують наступні труднощі процесу досягнення високоефективного масового виробництва:
1) Повне формування виступу: складність полягає в контролі точності та міцності вирівнювання, щоб уникнути пошкодження струмоприймача або утворення сміття, пилу тощо.
2) Колекторна пластина та кінцевий термінал: складність полягає у високих вимогах до контролю точності зварювання, контролю проникнення та контролю тиску, і слід уникати як помилкового зварювання, так і перфорації під час зварювання.
3) Ущільнювальне зварювання: складність полягає у відхиленні базової площини за умов високої швидкості, що впливає на точність зварювання. Основна проблема полягає в тому, що шар нікелю відпадає під час зварювання, через що оболонка починає іржавіти.
4) Намотування: головною проблемою є неконтрольований ризик зміни форми вкладки під час різання, намотування, транспортування та намотування. Складність полягає в інтегрованому контролі лазерного керування та точної автоматизації після поєднання процесів висікання та намотування, а також у покращенні якості різання наконечників і точності вирівнювання намотування за допомогою керування замкнутим циклом у реальному часі.
5) Наповнення електролітом: Оскільки швидкість використання внутрішнього простору великого циліндра вища, його внутрішня напруга сильніша, що може легко призвести до таких проблем, як труднощі з проникненням електроліту та низька ефективність наповнення електролітом.
1. Труднощі та шляхи вирішення процесу формування повної вкладки
Під час виробничого процесу великих циліндричних батарей, щоб уникнути подряпин на внутрішній стінці батарейних баків язичком, коли елемент батареї поміщається в банки, і щоб забезпечити ефект зварювання язичка батареї та колекторної пластини, потрібен процес формування повної вкладки. Однак, оскільки великі циліндричні батареї здебільшого використовують процес повного вкладення, кількість вкладок акумулятора є великою, і процес формування повного виступу має високі вимоги, головним чином:
1) Швидкість формування повного виступу занадто висока, і електрод легко повернути назовні.
2) Якщо процес формування повної вкладки погано контролюється, легко утворюється пил;
3) Значення критичного напруження конструкції колектора є низьким, що призводить до пошкодження колектора під час процесу формування.
2. Труднощі та способи вирішення процесу зварювання колекторної пластини
Технологія лазерного зварювання є вузьким місцем продуктивності та ефективності виробництва великих циліндричних батарей із повними вкладками. Це головним чином у зварюванні колекторних пластин, зварюванні після клем та зварюванні ущільнювачів. Труднощі при зварюванні колекторних пластин і контактів акумулятора полягають у наступному:
1) Непокрита "заготовка" частини кромки дуже коротка, і вимоги до контролю точності та температури зварювання є високими. Технічно необхідно уникати як холодного зварювання, так і перфорації під час зварювання, а також уникати короткого замикання акумулятора, спричиненого термічною усадкою сепаратора або розбризкуванням через підвищення температури зварювання.
2) Проблема вузького технологічного вікна для зварювання мідної колекторної пластини.
Основні рішення:
1) Поліпшення зварюваності матеріалів колекторної пластини, наприклад дизайн розумної товщини, обробка поверхні тощо.
2) Удосконалення технології лазерного зварювання.
3) Удосконалення технології онлайн-виявлення якості лазерного зварювання.
3. Труднощі та рішення для процесу посттермінального зварювання
Складність процесу лазерного зварювання пост-термінал полягає в основному в тому, що термінал стовпа товстий і вимагає великої кількості енергії, щоб проникнути через термінал. Пластина колектора тонка, що ускладнює контроль енергії під час процесу зварювання, і її легко зварювати через пластину колектора.
Основні рішення:
1) Спеціальний дизайн полюса, такий як контроль товщини та обробка поверхневого матеріалу.
2) Поліпшення контролю енергії лазера та точності зварювання.
3) Удосконалення технології онлайн-виявлення якості лазерного зварювання.
4. Труднощі та шляхи вирішення герметичного зварювання
Складність герметичного зварювання полягає в: контролі точності та якості зварювання в умовах високошвидкісного обертання.
У той же час лазерне зварювання може легко пошкодити нікельований шар оболонки, що призведе до іржавіння оболонки.
Для тонкостінних оболонок необхідно забезпечити як міцність зварювання, так і герметичність елемента батареї, а контроль точності зварювання є вищим.
На відміну від маленьких циліндричних батарей, великі циліндричні батареї мають нижчу міцність банок, більше електроліту в батареї та вищий внутрішній тиск, що висуває вищі вимоги до стійкості до тиску та стабільності порту.
На додаток до оптимізації процесу зварювання, герметичне зварювання також може оптимізувати матеріали батареї, такі як оболонки та електроліти, щоб зменшити внутрішній тиск батареї або підвищити стійкість корпусу до іржі, щоб зменшити погане зварювання та підвищити стабільність зварювання. ефект.
5. Труднощі та рішення для вирівнювання намотування
У порівнянні з малими циліндричними батареями, діаметр великих циліндричних батарей збільшений майже вдвічі. Що стосується намотування електродів, головною проблемою є неконтрольований ризик зміни форми язичка батареї під час різання, намотування, транспортування. Складність полягає в інтегрованому контролі лазерного керування та точної автоматизації після об’єднання процесів висікання та намотування, а також у покращенні якості різання вуха полюса та точності вирівнювання намотування за допомогою керування замкнутим циклом у реальному часі.
Основні рішення:
1) Застосування інтегрованого виробничого методу лазерного різання та намотування для зменшення ризику зміни форми вкладки батареї в транспортному сполученні.
2) Оптимізуйте матеріали, щоб зменшити помилку сировини, такої як електрод, і зменшити дефекти виробництва обмоток.
3) Посилити систему виявлення, контролювати товщину кожного вхідного матеріалу електрода, відстань між батареями тощо в режимі реального часу, а також зворотний зв’язок із задньою машиною для намотування, щоб вона могла робити відповідні точні налаштування, тим самим покращуючи точність центрування намотувального верстата.
6. Труднощі та рішення при електролітній інфільтрації
Складність проникнення електроліту також є однією з труднощів у процесі виробництва великих циліндричних батарей. Порівняно з малими циліндричними батареями, коефіцієнт використання внутрішнього простору великих циліндричних батарей вищий, а вміст активних матеріалів (позитивних і негативних електродів) всередині батареї збільшується, тим самим покращуючи щільність енергії. Однак більш компактний внутрішній простір оболонки призводить до більш високої в'язкості електроліту, що значно знижує змочуваність електроліту. Крім того, внутрішнє розширення самої циліндричної батареї стискає внутрішню стінку конструктивної частини, що призведе до зменшення фактичного ефективного контакту між полюсним наконечником і електролітом, тим самим впливаючи на подальший цикл і ємність батареї.
Рішення може бути досягнуто:
1) оптимізація формули електроліту;
2) за допомогою введення дзвоноподібної порожнини;
3) відповідне підвищення тиску вакууму та чергування циклів тощо для покращення ефекту інфільтрації електроліту та скорочення часу інфільтрації.
