Текущата производствена ефективност и добив на големи цилиндрични батерии са все още относително ниски и все още има следните трудности при процеса за постигане на високоефективно масово производство:
1) Формиране на цял раздел: Трудността се състои в контролирането на точността и силата на изравняване, за да се избегне повреда на токоотвода или генериране на отломки, прах и др.
2) Колекторна плоча и клема: Трудността се крие във високите изисквания за контрол на точността на заваряване, контрол на проникването и контрол на налягането, като трябва да се избягва както фалшивото заваряване, така и перфорацията при заваряване.
3) Уплътняващо заваряване: Трудността се крие в отклонението на референтната равнина при условия на висока скорост, което се отразява на точността на заваряване. Основната болезнена точка е, че никелираният слой пада по време на заваряване, причинявайки черупката да ръждясва.
4) Навиване: Основната болезнена точка е неконтролируемият риск от промени във формата на накрайника по време на рязане, навиване, транспортиране и навиване. Трудността се крие в интегрирания контрол на лазерния контрол и прецизната автоматизация след комбиниране на процесите на щанцоване и навиване, както и подобряване на качеството на рязане на издатини и точността на подравняване на навиването чрез управление в затворен контур в реално време.
5) Пълнене с електролит: Тъй като степента на използване на вътрешното пространство на големия цилиндър е по-висока, неговото вътрешно напрежение е по-силно, което лесно може да доведе до проблеми като затруднено проникване на електролит и ниска ефективност на пълнене с електролит.
1. Трудности и решения на процеса на формиране на пълен раздел
По време на производствения процес на големи цилиндрични батерии, за да се избегнат драскотини по вътрешната стена на кутиите на батерията от езичето, когато клетката на батерията се постави в кутиите, и за да се осигури ефектът на заваряване на езичето на акумулатора и колекторната плоча, изисква се процес на формиране на пълен раздел. Въпреки това, тъй като големите цилиндрични батерии използват най-вече процес на пълен раздел, броят на разделите на батерията е голям и процесът на формиране на пълен раздел има високи изисквания, главно:
1) Скоростта на оформяне на пълно ухо е твърде висока и електродът лесно се обръща навън.
2) Ако процесът на формоване на цяла лента не е добре контролиран, лесно се генерира прах;
3) Стойността на критичното напрежение на колекторната структура е ниска, което води до повреда на колектора по време на процеса на оформяне.
2. Трудности и решения за процеса на заваряване на колекторна плоча
Технологията за лазерно заваряване е тясното място по отношение на производителността и ефективността на производството на големи цилиндрични батерии с пълни изводи. Това е главно при заваряване на колекторни плочи, заваряване на клеми и заваряване на уплътнения. Трудностите при заваряването на колекторни плочи и клемите на батерията са:
1) „Празната“ част на ръба без покритие е много къса и изискванията за контрол на точността и температурата на заваряване са високи. Технически е необходимо да се избягва както студено заваряване, така и перфорация при заваряване, както и да се избягва късо съединение на батерията, причинено от термично свиване на сепаратора или повреда при пръскане поради повишена температура на заваряване.
2) Проблемът с тесния технологичен прозорец за заваряване на медна колекторна плоча.
Основните решения са:
1) Подобрете заваряемостта на материалите на колекторната плоча, като дизайн с разумна дебелина, повърхностна обработка и др.
2) Усъвършенстване на технологията за лазерно заваряване.
3) Подобряване на онлайн технологията за откриване на качеството на лазерното заваряване.
3. Трудности и решения за процеса на заваряване след края
Трудността на процеса на лазерно заваряване на пост терминал е главно, че терминалът е дебел и изисква голямо количество енергия, за да проникне в терминала. Колекторната плоча е тънка, което затруднява контрола на енергията по време на процеса на заваряване и лесно се заварява през колекторната плоча.
Основните решения са:
1) Специфичен дизайн на стълба, като контрол на дебелината и обработка на повърхностния материал.
2) Подобряване на контрола на лазерната енергия и точността на заваряване.
3) Подобряване на онлайн технологията за откриване на качеството на лазерното заваряване.
4. Трудности и решения при уплътняващо заваряване
Трудността на уплътняващото заваряване се състои в: контролиране на точността и качеството на заваряване при условия на високоскоростно въртене.
В същото време лазерното заваряване може лесно да повреди никелирания слой на черупката, причинявайки ръждясване на черупката.
За тънкостенни черупки е необходимо да се гарантира както якостта на заваряване, така и ефективността на запечатване на акумулаторната клетка, а контролът на точността на заваряване е по-висок.
За разлика от малките цилиндрични батерии, големите цилиндрични батерии имат по-ниска якост на кутиите, повече електролит в батерията и по-високо вътрешно налягане, което поставя по-високи изисквания към устойчивостта на налягане и стабилността на порта.
В допълнение към оптимизирането на процеса на заваряване, уплътняващото заваряване може също така да оптимизира материалите на батерията, като черупки и електролити, за да намали вътрешното налягане на батерията или да подобри устойчивостта на корпуса на ръжда, така че да намали лошото заваряване и да подобри стабилността на заваряването ефект.
5. Трудности и решения за подравняване на намотките
В сравнение с малките цилиндрични батерии, диаметърът на големите цилиндрични батерии е почти удвоен. По отношение на навиването на електрода, основната болезнена точка е неконтролируемият риск от промени във формата на щифта на батерията по време на рязане, навиване, транспортиране. Трудността се крие в интегрирания контрол на лазерния контрол и прецизната автоматизация след обединяването на процесите на щанцоване и навиване и подобряването на качеството на рязане на ухото на стълба и точността на подравняване на навиването чрез управление в затворен контур в реално време.
Основните решения са:
1) Прилагане на интегриран производствен метод на лазерно рязане и навиване, за да се намали рискът от промени във формата на батериите в транзитната транспортна връзка.
2) Оптимизирайте материалите, за да намалите грешката на суровините като електрод и да намалите производствените дефекти на намотките.
3) Укрепване на системата за откриване, наблюдение на дебелината на всеки входящ материал на електрода, разстоянието между зъбците на батерията и т.н. в реално време и обратна връзка към машината за навиване в задния край, така че да може да прави съответните прецизни настройки, като по този начин подобрява точност на подравняване на машината за навиване.
6. Трудности и решения при електролитна инфилтрация
Трудността на инфилтрацията на електролита също е една от трудностите в производствения процес на големи цилиндрични батерии. В сравнение с малките цилиндрични батерии, степента на използване на вътрешното пространство на големите цилиндрични батерии е по-висока и съдържанието на активни материали (положителни и отрицателни електроди) вътре в батерията се увеличава, като по този начин се подобрява енергийната плътност. По-компактното вътрешно пространство на корпуса обаче води до по-висок вискозитет на електролита, което значително намалява омокряемостта на електролита. В допълнение, вътрешното разширение на самата цилиндрична батерия притиска вътрешната стена на структурната част, което ще доведе до намаляване на действителния ефективен контакт между полюсната част и електролита, като по този начин ще се отрази на последващия цикъл и капацитета на батерията.
Решението може да се постигне чрез:
1) оптимизиране на електролитната формула;
2) чрез инжектиране на кухина във формата на камбана;
3) подходящо увеличаване на вакуумното налягане и редуващи се цикли и т.н., за да се подобри ефектът на инфилтрация на електролита и да се съкрати времето за инфилтрация.
