تجزیه و تحلیل تطبیقی فرآیندهای انباشته در مقابل سیم پیچ در ساخت باتری لیتیوم: مزایای فنی و معاملات عملکرد
1. اصول فرآیند
روند انباشت:
ورق های آند و کاتد به ابعاد مشخص شده برش داده می شوند ، سپس با جداکننده ها لمینت می شوند تا سلول های واحد تشکیل شوند. این سلولهای واحد به طور موازی جمع می شوند تا ماژول های باتری ایجاد کنند.
فرآیند سیم پیچ:
ورق های آند ، جداکننده ها و ورق های کاتد از قبل بریده شده در یک توالی مشخص شده در اطراف یک ماندل ثابت ، فشرده شده و به شکل استوانه ای ، بیضوی یا منشوری فشرده می شوند. سپس الکترودهای سیم پیچ در محفظه های فلزی استوانه ای یا منشوری قرار می گیرند. ابعاد الکترود و چرخش سیم پیچ با ظرفیت طراحی باتری تعیین می شود.
2. مقایسه عملکرد الکتروشیمیایی
مقاومت داخلی:
سلولهای انباشته به دلیل جوشکاری موازی زبانه های متعدد ، کوتاه شدن مسیرهای مهاجرت لیتیوم یون ، مقاومت داخلی کمتری را نشان می دهند. این باعث کاهش تولید گرما در حین کار و کاهش تخریب اولیه چگالی انرژی می شود. در مقابل ، سلولهای سیم پیچ به خروجی جریان تک رنگ متکی هستند و در نتیجه مقاومت داخلی بالاتری ایجاد می شود.
زندگی چرخه:
سلولهای انباشته ، مدیریت حرارتی برتر را نشان می دهند و توزیع حرارت یکنواخت را امکان پذیر می کنند. سلولهای سیم پیچ خصوصیات ساختاری و مکانیکی شیب را نشان می دهند و منجر به اتلاف گرما ناهموار و شیب دما موضعی می شوند. این باعث تسریع در ظرفیت و کاهش عمر چرخه در سلولهای زخم می شود.
استرس مکانیکی الکترود:
الکترودهای انباشته شده استرس مکانیکی یکنواخت را بدون غلظت موضعی تجربه می کنند ، به حداقل رساندن آسیب لایه مواد در طول چرخه بار/تخلیه. سلولهای سیم پیچ غلظت استرس را در نقاط خمشی ، افزایش خطرات ناشی از خرابی ساختاری ، مدارهای کوتاه و آبکاری لیتیوم تحت بار الکتریکی ایجاد می کنند.
قابلیت نرخ:
سلولهای انباشته به دلیل مسیرهای جریان موازی از لایه های الکترود چندگانه ، عملکرد سرعت پیشرفته را به دست می آورند و باعث تخلیه سریعتر جریان بالا می شوند. سلولهای سیم پیچ محدودیت هایی از معماری تک رنگ دارند.
طراحی چگالی انرژی:
انباشت بهینه سازی استفاده از فضای بسته بندی ، به حداکثر رساندن بارگذاری مواد فعال برای چگالی انرژی بالاتر. سلولهای سیم پیچ به دلیل هندسه الکترود خمیده و تنظیمات جداکننده دو لایه از ناکارآمدی فضا رنج می برند.
3. مزایای فرآیند
روند انباشت:
ظرفیت حجمی بالا: استفاده از فضای برتر ظرفیت بالاتری را در حجم معادل فراهم می کند.
چگالی انرژی بالا: فلات ولتاژ تخلیه بالاتر و ظرفیت حجمی.
انعطاف پذیری طراحی: ابعاد الکترود قابل تنظیم از هندسه های سلول غیر استاندارد پشتیبانی می کند.
فرآیند سیم پیچ:
جوشکاری نقاط ساده: فقط به دو نقطه جوش در هر سلول نیاز دارد.
مقیاس پذیری تولید: پیکربندی دو الکترود ساده ، کنترل فرآیند را ساده تر می کند.
برش کارآمد: عملکرد برش تک آند/کاتد باعث کاهش نرخ نقص می شود.
4. محدودیت های فرآیند
روند انباشت:
خطرات جوشکاری سرد: لمینیت چند تبی باعث افزایش حساسیت به جوش های ناقص می شود.
راندمان تجهیزات پایین: دستگاه های انباشت داخلی در {{0}}}. 8 ثانیه/لایه در مقابل 0.17 ثانیه/لایه برای همتایان وارداتی کار می کنند.
فرآیند سیم پیچ:
تلفات قطبی سازی بالا: طراحی تک رنگ قطبش داخلی ، عملکرد نرخ تخریب کننده را تشدید می کند.
چالش های مدیریت حرارتی: مشکل در اجرای انزوای حرارتی بین سلولی خطرات فراری حرارتی را افزایش می دهد.
تنوع ضخامت: ناهمگونی ساختاری باعث ضخامت ناهموار در زبانه ها ، لبه های جداکننده و طرفین سلولی می شود.
5. نتیجه گیری
فرآیندهای انباشت و سیم پیچ ، تجارت متمایز در ساخت باتری لیتیوم را نشان می دهد. جمع آوری در چگالی انرژی ، عملکرد حرارتی و انعطاف پذیری طراحی ، آن را برای وسایل نقلیه انرژی جدید و سیستم های ذخیره انرژی ایده آل می کند. Winding بهره وری هزینه و مزایای مقیاس پذیری را برای برنامه های با حجم بالا مانند الکترونیک مصرفی ارائه می دهد. پیشرفت های مداوم فن آوری ، هر دو روش را بهینه می کند و نوآوری را در صنعت باتری لیتیوم هدایت می کند.
انرژی جدید توبمجموعه کاملی ازراه حل های خط تولید باتری، ما می توانیم فرآیندهای مختلف (فرآیند انباشت ، فرآیند سیم پیچ) خط آزمایشگاه سلولی کیسه ، خط آزمایشی ، خط تولید را با توجه به نیاز مشتری سفارشی کنیم.
