Kääriminen vs pinoamiskone: Akun valmistajan opas

Kirjoittaja: Dany Huang, Ph.D.

Toimitusjohtaja ja T&K-johtaja, TOB New Energy

Ota yhteyttä Dr. Huangiin LinkedInissä

Tiivistelmä ja tärkeimmät takeawayt

Suuren-kapasiteetin prisma- ja pussikennoissa, jotka ylittävät 50 Ah, Z-taitettava pinoaminen on ylivoimainen valmistusprosessi. Se tarjoaa huomattavasti pienemmän sisäisen resistanssin ja korkeamman tilankäytön perinteisiin käämitysmenetelmiin verrattuna.

• Tilan käyttö:Pinoaminen täyttää jopa 98 % solun kotelosta eliminoiden täysin kierretyille hyytelörullille ominaiset "kuollut nurkat" ontelot.
• Sisäinen vastus:Pinotuissa kennoissa on usean{0}}välilehden rinnakkaisliitännät, jotka vähentävät impedanssia jopa 15 % ja minimoivat lämmön muodostumisen pikalatauksen aikana.
• Mekaaninen jännitys:Pinoaminen poistaa vakavat taivutussädeongelmat, jotka vaivaavat haavasoluja, mikä estää elektrodien mikro{0}}halkeilun.
• Tuotantonopeus:Käämitys on edelleen kuningas puhtaan ulostulovolyymin kannalta (ihanteellinen lieriömäisille tai pienille prismakennoille), mutta nykyaikaiset jatkuvatoimiset pinoamiskoneet paikkaavat nopeasti tehokkuutta.

Koukku

Skaalasit juuri prismaattisen kennosuunnittelun 100 Ah:iin käyttämällä nopeaa-kelauskonetta. Laitat prototyypin testaajaan. Sisäinen vastus on katon läpi. Kotelon kulmat pullistuvat näkyvästi viidenkymmenen syklin jälkeen. Miksi? Koska venytit elektrodit murtumiskohtaan asti. Tuotantopäälliköt rakastavat käämityksen nopeutta. Mutta fysiikka ei välitä yksiköistäsi minuutissa. Kun skaalaat kapasiteettia, valmistusprosessisi on mukauduttava. Lopeta arvailu. Tässä on tekniikan todellisuus.

Taivutuksen fysiikka: kiemurteleva pullonkaula

Kierto on nopea. Se on jatkuvaa. Se on kiistaton mestari 18650, 21700 ja 4680 lieriömäisille kennoille. Mutta sen käyttäminen suurikokoisiin-prisma- tai pussikennoihin aiheuttaa vakavia mekaanisia virheitä.

Kääritetyssä hyytelörullassa sisäkäännösten taivutussäde on dramaattisesti tiukempi kuin ulompien kierrosten.

Epäonnistumisen skenaario:Jos kierrät paksua 250 µm NMC-katodia kapean 2 mm:n keskitapin ympärille, ulompi pinnoitekerros venyy. Sisäkerros puristuu ja solki. Aktiivinen materiaali halkeilee paljastaen paljaan alumiinisen virrankerääjän. Korkean C-nopeuden aikana litiumlevyt asettuvat suoraan näihin mikroskooppisiin halkeamiin. Solusi kärsii katastrofaalisesta sisäisestä oikosulusta ennen kuin se saavuttaa 100 sykliä. Se on tikittävä aikapommi tehtaallasi.

Pinoamisen etu: nolla stressiä, puhdasta tehoa

Z-taitettavat pinoamiskoneet muuttavat geometrian kokonaan. Leikkaat elektrodit erillisiksi levyiksi ja kudot ne vuorotellen jatkuvalla erottimella.

Elektrodit pysyvät täysin litteinä. Nolla taivutusjännitystä. Nolla kulman halkeamia. Lisäksi, koska jokaisella katodilla ja anodikerroksella on oma kieleke hitsattu rinnakkain, elektronin matkamatka on uskomattoman lyhyt. Tämä tarkoittaa massiivista sisäisen vastuksen (IR) vähenemistä. Jos rakennat nopeita sähköajoneuvoja- tai massiivisia Energy Storage Systems (ESS) -järjestelmiä, pinoamisesta ei- voida neuvotella.

Engineering Insight:Kamppailetko reunojen kohdistuksen kanssa nopean{0}}pinoamisen aikana? Väärin kohdistettu anodi ei peitä katodia, mikä johtaa välittömään litiumpinnoitukseen reunoilla. Tarvitset laser-ohjatun CCD-näönkorjauksen. Ota yhteyttä TOB New Energyiin saadaksesi tarkat optisen kohdistuksen tekniset tiedotautomaattisten Z-taittopinoamiskoneiden toimittajajärjestelmät.

A vs B: Pinoaminen vs. käämityspäätösmatriisi

Ostojohtajille ja insinööreille, jotka suunnittelevat massahankintoja uusille tuotantolinjoille, tämä on perusmatriisi.

Kemiaasi sopivat laitteet

Et voi pakottaa prosessia käyttämään väärää solumuotoa.

Jos olet lähdetehdas, joka rakentaa pieniä 5 Ah:n pussikennoja kulutuselektroniikkaa tai droneja varten, käämitys on erittäin kustannustehokasta-. Meidänteollisen akun käämityskoneiden valmistajalinjoissa on aktiivinen jännityksen hallinta, joka vähentää suurta osaa ohuempien elektrodien taivutusjännitystä.

Jos kuitenkin olet siirtymässä puolijohdeakkuihin tai ultra-paksuihin piianodeihin, pinoaminen on ainoa tie eteenpäin. Kiinteät elektrolyytit ovat jäykkiä. Niitä ei voi vaurioittaa murtumatta.

Oletko valmis skaalautumaan?

Valinta käämityksen ja pinoamisen välillä sanelee koko tehdasasettelun, kuivahuoneen mitoituksen ja loppupään laserhitsauksen vaatimukset. Älä tee tätä päätöstä tyhjiössä. Kiinalaisena avaimet käteen -periaatteella toimivana veteraanina TOB New Energy -toimitukset ovat valmiitlitium--ioni-akkujen avaimet käteen -valmistuslinjaratkaisut. Analysoimme solukemiasi, kapasiteettitavoitteesi ja budjettisi suunnitellaksemme juuri tarvitsemasi tuotantolinjan. Lähetä meille solusuunnitelmasi tänään saadaksesi suoran tukkutarjouksen laitteista.

FAQ (Ihmiset myös kysyvät)

Q1. Mikä prosessi on parempi suurikapasiteettisille EV-akuille?

Pinoaminen. Täysin. Yli 50 Ah:n kennoissa Z-taitto-pinoamisprosessi tarjoaa erinomaisen lämmönpoiston, huomattavasti pienemmän sisäisen vastuksen ja estää mekaanisen elektrodin halkeilun, joka liittyy tiukasti kierrettyihin hyytelörulliin.

Q2. Onko pinoaminen hitaampaa kuin kelaus?

Kyllä, historiallisesti. Tavallinen käämityskone pystyy viimeistelemään kennon sekunneissa. Kuilu on kuitenkin umpeutumassa. Huippuvalmistajien nykyaikaiset-nopeat pyörivät pinoamiskoneet voivat nyt ylittää 0,5 sekuntia elektrodilevyä kohden, mikä tekee niistä erittäin käyttökelpoisia massatuotantoon.

Q3. Voinko käyttää pussisolujen kelauskonetta?

Kyllä. Kulutuselektroniikassa käytettäville pieni-kapasiteetin pussikennoille (yleensä alle 10 Ah) litteä-karan käämitys on alan standardi. Se on nopea ja tehokas. Mekaaniset jännitysongelmat tulevat kriittisiksi vain, kun skaalataan paksumpia elektrodeja ja suurempia solujalanjälkiä.