سیم پیچ در مقابل ماشین انباشته: راهنمای سازنده باتری

نویسنده: Dany Huang, Ph.D.

مدیر عامل و رهبر تحقیق و توسعه، TOB New Energy

با دکتر هوانگ در لینکدین ارتباط برقرار کنید

خلاصه اجرایی و نکات کلیدی

برای سلول‌های منشوری و کیسه‌ای با ظرفیت بزرگ با ظرفیت بیش از 50Ah، انباشتن Z-روند ساخت برتر است. در مقایسه با روش های سیم پیچ سنتی، مقاومت داخلی به طور قابل توجهی کمتر و استفاده از فضای حجمی بالاتری ارائه می دهد.

• استفاده از فضا:انباشته کردن تا 98 درصد از پوشش سلولی را پر می کند، و به طور کامل حفره های "گوشه مرده" موجود در رول های ژله زخمی را از بین می برد.
• مقاومت داخلی:سلول های انباشته دارای اتصالات موازی چند{0}} زبانه ای هستند که امپدانس را تا 15 درصد کاهش می دهد و تولید گرما را در طول شارژ سریع به حداقل می رساند.
• استرس مکانیکی:انباشته شدن، مشکلات شدید شعاع خمشی را که سلول‌های زخم را آزار می‌دهند، از بین می‌برد و از ترک خوردن میکرو-الکترود جلوگیری می‌کند.
• سرعت تولید:سیم پیچی برای حجم خروجی خالص (ایده آل برای سلول های استوانه ای یا کوچک منشوری) پادشاه باقی می ماند، اما ماشین های انباشته پیوسته مدرن به سرعت شکاف راندمان را می بندند.

قلاب

شما فقط طراحی سلول منشوری خود را با استفاده از سیم پیچی با سرعت بالا به 100Ah رساندید. شما نمونه اولیه را روی تستر قرار می دهید. مقاومت داخلی از طریق سقف است. گوشه های بدنه پس از پنجاه چرخه به وضوح برآمده می شوند. چرا؟ زیرا شما الکترودهای خود را تا نقطه شکست کشیده اید. مدیران تولید عاشق سرعت سیم پیچی هستند. اما فیزیک به واحدهای شما در دقیقه اهمیتی نمی دهد. وقتی ظرفیت را افزایش می دهید، فرآیند تولید شما باید تطبیق یابد. دست از حدس زدن بردارید واقعیت مهندسی اینجاست.

فیزیک خم شدن: تنگنای پیچ در پیچ

سیم پیچ سریع است. مستمر است. این قهرمان بلامنازع برای سلول های استوانه ای 18650، 21700 و 4680 است. اما اعمال آن بر روی سلول‌های منشوری یا کیسه‌ای با فرمت بزرگ، نقص‌های مکانیکی شدیدی را ایجاد می‌کند.

در رول ژله‌ای زخمی، پیچ‌های داخلی شعاع خمشی بسیار محکم‌تری نسبت به پیچ‌های بیرونی دارند.

سناریوی شکست:اگر یک کاتد NMC ضخیم و 250 میکرومتری را به دور یک پین مرکزی باریک 2 میلی متری بپیچید، لایه پوشش بیرونی کشیده می شود. لایه داخلی فشرده و کمانش می شود. ماده فعال ترک می خورد و کلکتور جریان آلومینیومی را آشکار می کند. در طول چرخه با نرخ بالای C، صفحات لیتیوم مستقیماً به این ترک‌های میکروسکوپی وارد می‌شوند. سلول شما حتی قبل از اینکه به 100 سیکل برسد، دچار یک کوتاهی داخلی فاجعه‌بار خواهد شد. این یک بمب ساعتی در طبقه کارخانه شما است.

مزیت انباشتگی: استرس صفر، قدرت خالص

Z-ماشین های انباشته تاشو هندسه را به طور کامل تغییر می دهند. الکترودها را به ورقه های گسسته برش می دهید و آنها را به طور متناوب با جداکننده پیوسته می بافید.

الکترودها کاملاً صاف می مانند. تنش خمشی صفر. ترک گوشه صفر. علاوه بر این، از آنجایی که هر لایه کاتد و آند دارای زبانه مخصوص به خود است که به صورت موازی جوش داده شده است، فاصله حرکت الکترون بسیار کوتاه است. این به معنای کاهش شدید مقاومت داخلی (IR) است. اگر در حال ساخت سلول‌های EV با نرخ بالا یا سیستم‌های ذخیره انرژی عظیم (ESS) هستید، انباشتن آن غیرقابل مذاکره است.

بینش مهندسی:در هنگام انباشتن{0}}سرعت بالا با همترازی لبه ها مشکل دارید؟ یک آند نامرتب در پوشش کاتد شکست خورده و منجر به آبکاری فوری لیتیوم در لبه ها می شود. به تصحیح دید CCD با هدایت لیزر{2}}نیاز دارید. برای دریافت مشخصات دقیق تراز نوری برای ما با TOB New Energy تماس بگیریدتامین کننده ماشین انباشته سازی خودکار Z-سیستم ها

A در مقابل B: ماتریس تصمیم گیری انباشته در مقابل سیم پیچ

برای مدیران و مهندسانی که قصد خرید عمده برای خطوط تولید جدید را دارند، این ماتریس پایه شماست.

تطبیق تجهیزات با شیمی شما

شما نمی توانید یک فرآیند را به فرمت سلول اشتباه مجبور کنید.

اگر کارخانه‌ای هستید که سلول‌های کیسه‌ای کوچک 5 آمپر ساعتی برای وسایل الکترونیکی مصرفی یا هواپیماهای بدون سرنشین می‌سازد، سیم پیچی بسیار مقرون به صرفه است. ماسازنده دستگاه سیم پیچ باتری صنعتیخطوط دارای کنترل کشش فعال هستند که بسیاری از تنش خمشی روی الکترودهای نازک‌تر را کاهش می‌دهد.

با این حال، اگر در حال انتقال به -باتری‌های حالت جامد یا آندهای سیلیکونی فوق‌العاده- هستید، انباشتن تنها مسیر شما به جلو است. الکترولیت های جامد سفت و سخت هستند. آنها نمی توانند بدون شکستگی زخم شوند.

آماده افزایش مقیاس هستید؟

انتخاب بین سیم پیچی و انباشته شدن، کل طرح کارخانه، اندازه اتاق خشک و الزامات جوشکاری لیزر پایین دست شما را دیکته می کند. این تصمیم را در خلاء نگیرید. به‌عنوان یک ارائه‌دهنده کهنه‌کار چینی کلید در دست، عرضه‌های TOB New Energy تکمیل می‌شودراه‌حل‌های خط تولید باتری‌های لیتیوم{0} یونی. ما شیمی سلولی، اهداف ظرفیت و بودجه شما را تجزیه و تحلیل می کنیم تا خط تولید دقیق مورد نیاز شما را مهندسی کنیم. امروز نقشه های سلولی خود را برای قیمت مستقیم تجهیزات عمده فروشی برای ما ارسال کنید.

پرسش‌های متداول (مردم نیز می‌پرسند)

Q1. کدام فرآیند برای باتری های EV با ظرفیت بالا بهتر است؟

انباشته شدن. کاملا. برای سلول‌های بیش از 50Ah، فرآیند انباشته شدن Z{3}}تلفیق حرارتی عالی، مقاومت داخلی به میزان قابل‌توجهی کاهش می‌دهد و از ترک خوردن الکترود مکانیکی مرتبط با رول‌های ژله‌ای که به شدت زخمی شده‌اند، جلوگیری می‌کند.

Q2. آیا فرآیند انباشته شدن کندتر از سیم پیچی است؟

بله از نظر تاریخی یک ماشین سیم پیچ استاندارد می تواند یک سلول را در چند ثانیه تمام کند. با این حال، شکاف در حال بسته شدن است. ماشین‌های انباشته دوار با سرعت بالا-از سازندگان برتر اکنون می‌توانند از 0.5 ثانیه در هر ورق الکترود تجاوز کنند و آنها را برای تولید انبوه بسیار مفید می‌سازد.

Q3. آیا می توانم از دستگاه سیم پیچ برای سلول های کیسه ای استفاده کنم؟

بله. برای سلول‌های کیسه‌ای با ظرفیت کم (معمولاً کمتر از 10 آمپر ساعت) که در لوازم الکترونیکی مصرفی استفاده می‌شود، سیم پیچ سنبه‌ای تخت استاندارد صنعت است. سریع و کارآمد است. مسائل تنش مکانیکی تنها زمانی حیاتی می‌شوند که به الکترودهای ضخیم‌تر و ردپای سلولی بزرگ‌تر برسید.