Процесс сборки аккумуляторной батареи, серия 2 — укладка модулей и экструзия
1. Основные этапы сборки модулей
Сборка модуля — это процесс объединения нескольких ячеек в соответствии с заранее определенным дизайном и структурой для формирования модуля батареи с определенными функциями и производительностью. В этом процессе ячейки плотно интегрируются вместе с помощью различных методов соединения (таких как сварка, механическое крепление и т. д.), а вспомогательные материалы, такие как тепловые экраны и изоляционные листы, добавляются для обеспечения превосходной производительности модуля с точки зрения электрических характеристик, терморегулирования и безопасности.
1.1 Стекирование модулей
Цель операции: Объединить элементы в правильном последовательно-параллельном порядке, обеспечив при этом электрическое соединение и механическую устойчивость между элементами.
Обычно отрицательный электрод литий-ионных элементов использует медный металл, а положительный электрод — алюминиевый металл. Расположение элементов внутри модуля проектируется в соответствии с требуемым напряжением и емкостью аккумуляторной батареи.
Например, требуемая емкость и напряжение определенного блока аккумуляторных батарей для хранения энергии составляют 314 А·ч и 332,8 В, так что 104 ячеек могут быть соединены последовательно в блоке батарей (номинальное напряжение литий-железо-фосфатного элемента составляет 3,2 В), разделенном на 4 модуля по 26 рядов, а емкость одной ячейки составляет 314 А·ч, поэтому блок батарей имеет обозначение 1P104S, а модуль — 1P26S. В частности, внутри модуля чередующееся расположение положительных и отрицательных полюсов ячеек может удобно использовать последовательные алюминиевые стержни, которые могут быть надежно соединены последовательно с помощью
Лазерный сварочный аппарат для литий-ионных аккумуляторов
.
*В процессе производства необходимо избегать ошибок полярности, которые могут привести к повреждению аккумуляторного модуля, снижению производительности и даже несчастным случаям.
Метод проверки полярности: определение полярности
олинг или CCD v
визуальный
обнаружение
В этом процессе укладки модулей автоматизированная технология сборки играет жизненно важную роль. Автоматизированное оборудование может точно размещать ячейки в заданном положении и достигать эффективных и стабильных операций укладки с помощью роботизированных рук, конвейеров и других устройств.
Для дальнейшего повышения производительности и безопасности модуля в процессе штабелирования будут добавлены теплоизоляционные листы и изоляционные листы. Теплоизоляционные листы и изоляционные листы крепятся к большой поверхности элемента батареи с помощью клея, который может играть определенную роль в фиксации элементов батареи между модулями и предотвращать их падение во время процесса подъема.
1.1.1 Автоматизированная сборка теплоизоляционных листов: «брандмауэр» при высокой температуре
Основная функция
Теплоизоляционный лист обычно изготавливается из высокоэффективных изоляционных материалов, таких как керамическое волокно или специальные полимерные композитные материалы, которые могут эффективно снижать теплопередачу между ячейками батареи, образовывать тепловой барьер между ячейками батареи, предотвращать распространение теплового разгона и выдерживать температуры до 1200 ℃, предотвращая ухудшение характеристик батареи или возникновение угроз безопасности, вызванных локальным перегревом.
1.1.2 Интеллектуальная установка изоляционных листов: «дорожная полиция» текущего
Выбор материала
Используйте материалы с превосходными изоляционными свойствами, такие как полиимидная пленка (сопротивление напряжению > 3 кВ), эпоксидная смола или тефлон, толщиной обычно 0,2–0,5 мм, чтобы предотвратить короткие замыкания между элементами батареи и обеспечить электробезопасность модуля.
Изоляционная и теплоизоляционная пластины обычно наклеиваются попеременно между ячейками батареи модуля, чтобы обеспечить сбалансированную температуру ячеек батареи и равномерное усилие.
2. Формование методом экструзии
Машина для укладки и экструзии аккумуляторов
является ключевым оборудованием в сборке модуля. Он предназначен для плотной фиксации сложенного модуля аккумуляторных элементов с концевыми пластинами, стальными полосами и другими структурными деталями посредством физического давления для повышения общей структурной устойчивости и электрических характеристик модуля. Процесс формования методом экструзии выглядит следующим образом:
2.1 Установка концевой пластины и автоматическая экструзия
После завершения укладки ячеек батареи модуль поступит на автоматическую станцию экструзии. Концевая пластина устанавливается на экструзионном инструменте, который приводится в действие электроцилиндром и взаимодействует с датчиком давления для контроля величины силы прессования в режиме реального времени. Когда сила зажима достигает заданного значения, система управления автоматически останавливает экструзию и сохраняет текущее состояние.
Инновации в области материалов:
-
Концевая пластина из экструдированного алюминиевого сплава (прочность на сжатие > 300 МПа), на 40% легче стали.
-
Торцевая пластина из композитного углеродного волокна, коэффициент теплового расширения соответствует коэффициенту теплового расширения элемента батареи, что снижает температурную деформацию.
Цель операции:
-
Контроль длины модуля необходим для того, чтобы избежать смещения модуля во время сварки и обеспечить возможность плавной укладки и установки модуля в процессе последующей сборки готового изделия.
-
Контроль плоскостности полюса заключается в контроле зазора между шиной и полюсом в определенном диапазоне для обеспечения постоянства качества сварки и предотвращения таких отклонений, как холодная сварка, большое разбрызгивание и разрушение расплавленной ванны, вызванных чрезмерным зазором.
-
Контроль плоскостности дна необходим для обеспечения полного контакта модуля с теплопроводящим материалом в нижней части (например, нагревательной пленкой, термопрокладкой и т. д.) для контроля проблемы разности температур модуля во время терморегулирования.
2.2 Крепление стальной лентой
Затем рабочий надевает стальную ленту или обвязочную ленту на модуль, чтобы предотвратить смещение или деформацию во время последующей транспортировки и сборки. Это также может оптимизировать контактное сопротивление между ячейками батареи и улучшить электрические характеристики и эффективность зарядки и разрядки модуля.
В ходе этого процесса такие параметры, как давление экструзии, скорость и размер модуля, должны строго контролироваться и загружаться в систему MES для прослеживаемости.
3. Упаковка модуля
Метод упаковки модуля имеет важное влияние на производительность, безопасность и эффективность производства модуля. Обычные методы упаковки включают: модульную коробку, пластиковую стальную полосу, стальную полосу, сварку боковой панели или заклепку или болтовое соединение
Цель операции:
-
Закрепите элементы батареи в модуле и обеспечьте достаточную структурную устойчивость.
-
Ограничьте размер модуля, чтобы предотвратить его отскок после экструзии и обеспечить плавную укладку в коробку.
4. Автоматизация и интеллектуальная тенденция штабелирования модулей
С быстрым развитием новой энергетической отрасли требования к эффективности и качеству производства аккумуляторных батарей растут. Применение автоматизации и интеллектуальных технологий при сборке модулей стало ключевым средством повышения эффективности производства, снижения затрат и обеспечения качества продукции.
Современный
Линии сборки литий-ионных аккумуляторных батарей
обычно оснащены высокоточным автоматизированным оборудованием, таким как автоматические штабелирующие машины, сварочные роботы и испытательное оборудование, которые могут реализовать автоматизированные операции во всем процессе от загрузки ячеек, штабелирования, сварки до формования. Эти устройства могут не только значительно повысить скорость и последовательность производства и сократить ошибки, вызванные человеческим фактором, но и интегрировать передовые датчики и системы управления для мониторинга различных параметров в процессе производства в режиме реального времени, тем самым достигая точного контроля и прослеживаемости качества продукции.
