مسئولیت های اصلی تحقیق و توسعه سلول باتری - اخبار صنعت - اخبار

I. ساختارشکنی دقیق اهداف وظیفه

ساختارشکنی هدف وظیفه یک جنبه اساسی توسعه سلولی است. چه برای توسعه محصول جدید و چه برای نگهداری مداوم محصولات{1}تولید انبوه، شکستن واضح و منطقی اهداف بسیار مهم است. شاخص های پیچیده باید لایه بندی و اصلاح شوند، سپس به طور سیستماتیک به بخش های مربوطه اختصاص داده شوند. این تضمین می کند که هر بخش جهت و اولویت های خود را درک می کند.

اگر یک بخش نتواند به اهداف تعیین شده خود دست یابد، پاسخگویی روشن است. در مقابل، اگر همه بخش ها با موفقیت به اهداف تجزیه شده خود دست یابند، اما هدف کلی برآورده نشده باقی بماند، لازم است دوباره ارزیابی شود که آیا تجزیه هدف بخش توسعه سلولی مغرضانه یا غیرمنطقی بوده است.

برای مثال، هنگام توسعه سلول‌های{0}پرانرژی{1}بالا، هدف چگالی انرژی باید به جنبه‌های خاصی مانند انتخاب مواد الکترود مثبت و منفی، طراحی ضخامت الکترود، و فرمول‌بندی الکترولیت، با این وظایف به بخش‌های تحقیق و توسعه مواد و طراحی فرآیند تقسیم شود.

در شرکت های بزرگتر باتری، توسعه سلولی با توجه به نیازهای مشتری آغاز می شود. پس از به دست آوردن درک عمیق از نیازهای مشتری برای عملکرد سلول، اندازه و هزینه در سناریوهای مختلف برنامه، تجزیه و تحلیل جامع و دقیق تجزیه هدف انجام می شود. در کارخانه‌های کوچک‌تر باتری، در حالی که مدیریت ارشد ممکن است مستقیماً اهداف و استراتژی‌های کلیدی را تعیین کند، کارمندان جوان هنوز می‌توانند روش‌ها و منطق تجزیه شاخص‌ها را از OKRهای شرکت (اهداف و نتایج کلیدی) یاد بگیرند. این فرآیند نه تنها به کارکنان کمک می کند تا طرح کلی استراتژی شرکت را درک کنند، بلکه راهنمایی در سطح کلان{3}} برای کار آنها نیز ارائه می کند.

Core Responsibilities of Battery Cell Research and Development

II. فرآیند توسعه دقیق محصول

(1) برنامه ریزی طراحی مبتنی بر تقاضا

در ابتدای توسعه محصول جدید، ابعاد ساختاری سلول باید دقیقاً بر اساس نیاز مشتری طراحی شود. سناریوهای کاربردی مختلف، مانند وسایل نقلیه الکتریکی، نیروگاه های ذخیره انرژی، و لوازم الکترونیکی مصرفی، تقاضاهای بسیار متفاوتی برای اندازه سلول دارند. به طور همزمان، شاخص‌های عملکرد الکتریکی جامع و دقیق باید بر اساس ویژگی‌های سناریوی کاربردی، از جمله چگالی انرژی، نرخ شارژ-، عمر چرخه، و نرخ تخلیه خود- ایجاد شود.

برای مثال، سلول‌های وسایل نقلیه الکتریکی باید چگالی انرژی و نرخ‌های تخلیه{0} را اولویت‌بندی کنند تا نیازهای شارژ طولانی و سریع را برآورده کنند، در حالی که سلول‌های ایستگاه‌های ذخیره انرژی بیشتر بر عمر چرخه و ایمنی تمرکز دارند. در طول مرحله طراحی و برنامه ریزی، همکاری با بخش های سیستم نیز برای توسعه راه حل های جامع سیستم، از جمله سیستم های مدیریت کیفیت و سیستم های فرآیند تولید، ایجاد یک پایه محکم برای تولید نمونه های بعدی ضروری است.

(2) تولید نمونه و بهینه سازی تکراری

پس از تکمیل برنامه ریزی طراحی، فرآیند به سرعت به سمت سفارشی حرکت می کندتجهیزات باتریتولید نمونه هر دور از تولید نمونه باید تحت آزمایش های دقیق و جامع قرار گیرد، از جمله تست های عملکرد الکتریکی، تست های ایمنی، و تست های سازگاری محیطی. بر اساس نتایج آزمایش، پارامترهای طراحی و فرآیند به سرعت تنظیم می‌شوند و دور بعدی اعتبارسنجی آغاز می‌شود. این فرآیند تکراری تا رسیدن به اهداف عملکرد سلولی به طور کامل ادامه می یابد.

هنگامی که عملکرد الکتریکی سلول مطابق با استانداردها باشد، اگر محصول نهایی یک ماژول سیستم باشد، اعتبار سنجی بیشتری لازم است. ماژول ها شامل سلول های متعددی هستند که به صورت سری یا موازی به هم متصل شده اند و نیازمند در نظر گرفتن فاکتورهای پیچیده ای مانند قوام سلول، مدیریت حرارتی و اتصالات الکتریکی هستند.

برای تازه واردانی که وارد عرصه توسعه سلولی می شوند، وظیفه اصلی در ابتدا سایه زدن استخطوط تولید باتری. در خط تولید، تازه واردان می توانند به صورت بصری کل فرآیند ساخت دقیق سلول ها، از مواد خام گرفته تا محصولات نهایی، از جمله مراحل کلیدی مانند پوشش الکترود، سیم پیچی یا انباشتگی، تزریق الکترولیت و کپسوله شدن را بیاموزند.

با انباشته شدن تجربه، تازه واردان می توانند به تدریج نقش رهبری آزمایش را بر عهده بگیرند، که مسئولیت کامل تولید سلول و استانداردسازی خروجی گزارش های فرآیند را بر عهده دارد. پس از تکمیل نمونه ها، آنها به عنوان کمیشنر عمل می کنند و نمونه ها را به موسسات تست حرفه ای ارسال می کنند و گزارش های تخصصی دقیقی را بر اساس نتایج آزمون تهیه می کنند.

در حالی که خطوط تولید را تحت الشعاع قرار می‌دهند، مشکلات{0} مختلف در سایت اجتناب‌ناپذیر است، مانند نقص مواد، نوسانات فرآیند، و خرابی تجهیزات. این امر مستلزم انباشت مداوم تجربه برای افزایش تدریجی{2}}مهارت های حل مسئله است. این فرآیند همچنین شامل کار اعتبار سنجی برای مواد مختلف باتری است. در حالی که به اندازه متخصصان بخش مواد تخصصی نیستند، تازه واردها هنوز می توانند ویژگی های اساسی و ضروریات کاربردی را درک کنند.

برای سلول های آزمایش شده، تجزیه و تحلیل پارگی یا سایر تجزیه و تحلیل شکست ضروری است. اگرچه نه به عمق-بخش های حرفه ای تجزیه و تحلیل شکست، اطلاعات کلیدی را می توان برای کمک به بهینه سازی محصول استخراج کرد.

III. فرمولاسیون استراتژی کاربرد محصول علمی

(1) کاوش عملکرد و تدوین استراتژی برای محصولات تازه توسعه یافته

محصولات سلولی جدید باید تحت یک سری آزمایش‌های عملکرد الکتریکی اساسی و جامع و عمیق قرار گیرند، از جمله تست‌های ظرفیت، تست‌های مقاومت داخلی، و تست‌های عمر چرخه تحت دماها و نرخ‌های تخلیه شارژ{1} مختلف.

بر اساس این آزمایش‌ها، نتایج دقیق آزمون ماتریس خط پایه تولید می‌شوند و جداول محدودیت جریان شارژ{0}دقیق فرموله می‌شوند. این جداول به عنوان مراجع حیاتی برای توسعه استراتژی بعدی BMS (سیستم مدیریت باتری) عمل می کنند. BMS باید به طور منطقی جریان های تخلیه{3}}شارژ را بر اساس ویژگی های سلول کنترل کند تا از عملکرد ایمن و کارآمد اطمینان حاصل شود.

برای سلول‌هایی که دارای کاستی‌های احتمالی سیستم مواد هستند یا عدم رعایت کامل استانداردها، استراتژی‌های آزمایش باید به‌طور انعطاف‌پذیر تنظیم شوند. برای مثال، برای سلول‌هایی که مستعد انبساط هستند، می‌توان نیروی محکم{1} را برای سرکوب انبساط و اطمینان از عملکرد اعمال کرد. برای سلول هایی با پذیرش شارژ ضعیف تر، می توان از روش های شارژ پله ای برای بهبود کارایی شارژ استفاده کرد.

(2) نگهداری و بهینه سازی محصولات انبوه{1}

نگهداری تولید انبوه پیچیده و حیاتی است. این ممکن است مستلزم اعتبارسنجی جایگزینی مواد{1}}کاهش هزینه، جستجوی مواد اولیه مقرون به صرفه بیشتر{2}}بدون به خطر انداختن عملکرد محصول باشد و در نتیجه رقابت در بازار را افزایش دهد. به طور همزمان، سلول‌های پیر باید برای ارزیابی شکاف بین طول عمر عملیاتی واقعی و طول عمر آزمایشگاهی، اعتبارسنجی قابلیت تخلیه- بار، ارائه پشتیبانی داده‌ها برای پیش‌بینی و بهینه‌سازی طول عمر محصول، انجام شوند.

به‌علاوه، شکایات مشتریان به تأیید بازتولید،{0}}تحلیل ریشه‌ای عمیق و اقدامات عملی بهبود نیاز دارند. این وظایف بسته به تمرکز تجاری شرکت و نیازهای مشتری متفاوت است.

برای تازه واردان، مرحله کاربرد محصول در درجه اول شامل یادگیری روش های تست خاص، درک کامل هدف و اصول طراحی هر مرحله تست است. پس از تسلط بر روش‌های آزمایش، پردازش دقیق داده‌ها، تجزیه و تحلیل عمیق نتایج آزمون و خروجی گزارش‌های تخصصی حرفه‌ای مورد نیاز است. اگر محصولات شرکت ماژول هستند، تست ماژول نیز باید انجام شود.

تست ماژول پیچیده تر از تست سلولی است. فراتر از عملکرد خود سلول، مسائل سازگاری ناشی از چندین سلول به صورت سری یا موازی باید مورد توجه قرار گیرد. این تضمین می‌کند که پارامترهایی مانند ولتاژ، ظرفیت، و مقاومت داخلی در سلول‌ها در هنگام تخلیه-شارژ مشابه هستند، و از شارژ بیش از حد یا تخلیه بیش از{{3} سلول‌های جداگانه جلوگیری می‌کند.

علاوه بر این، مشکلات افزایش دمای ماژول باید با طراحی سیستم های مدیریت حرارتی معقول حل شود تا اطمینان حاصل شود که ماژول ها در محدوده دمایی مناسب تحت شرایط مختلف کار می کنند. علاوه بر این، استراتژی کاربرد BMS در ماژول ها باید به طور کامل مورد مطالعه قرار گیرد تا مدیریت و حفاظت دقیقی حاصل شود. این بدون شک یک زمینه عمیق و گسترده است که متخصصان را ملزم به انباشت مداوم دانش و تعمیق درک خود از طریق تمرین می کند.

در کارخانه‌های باتری‌های انرژی جدید، توسعه سلولی مانند یک ماراتن طولانی و پیچیده است. اگر متخصصان این فرصت را داشته باشند که به طور کامل یک پروژه را دنبال کنند و عمیقاً در هر مرحله از تجزیه و تحلیل تقاضا و توسعه محصول گرفته تا تعمیر و نگهداری برنامه شرکت کنند، نه تنها می توانند به طور جامع بر مهارت های توسعه سلول تسلط پیدا کنند و تجربه غنی را جمع آوری کنند، بلکه زمانی که محصول با موفقیت به بازار می رسد و نیازهای مشتری را برآورده می کند، حس موفقیت زیادی به دست می آورند.

البته این روند با چالش هایی نیز همراه است. اضافه کاری عادی می شود و فشار کاری قابل توجه است. با این حال، از طریق چنین چالش‌هایی با شدت-بالا است که تمرین‌کنندگان به رشد خود ادامه می‌دهند و به توسعه پر رونق صنعت باتری‌های انرژی جدید کمک می‌کنند.

درTOB NEW ENERGY، ما از توسعه سلولی در هر مرحله پشتیبانی می‌کنیم-از خط آزمایشگاه باتری، راه‌اندازی خط آزمایشی باتری تا مقیاس کامل-راه حل های خط تولید باتری. ما ارائه می کنیم و طیف گسترده ای ازمواد باتری، با پشتیبانی متخصصپشتیبانی فنی باتریبرای فناوری‌های نوظهور مانند باتری‌های-حالت جامد، سدیم-یون و لیتیوم{2}}سولفور. ما مشتاقانه منتظر همتایان بیشتری هستیم که تجربیات خود را در بخش نظرات به اشتراک بگذارند تا به طور جمعی درک ما از مسئولیت های توسعه سلولی را افزایش دهند.