L’attuale efficienza produttiva e la resa delle grandi batterie cilindriche sono ancora relativamente basse e sussistono ancora le seguenti difficoltà di processo nel raggiungere una produzione di massa ad alta efficienza:
1) Formatura a linguetta intera: la difficoltà sta nel controllare la precisione e la forza di appiattimento per evitare danni al collettore di corrente o la generazione di detriti, polvere, ecc.
2) Piastra collettore e terminale terminale: la difficoltà risiede negli elevati requisiti di controllo della precisione della saldatura, controllo della penetrazione e controllo della pressione, e sia la falsa saldatura che la perforazione della saldatura devono essere evitate.
3) Saldatura di tenuta: la difficoltà risiede nella deviazione del piano di riferimento in condizioni di alta velocità, che influisce sulla precisione della saldatura. Il problema principale è che lo strato di nichelatura cade durante la saldatura, causando la ruggine del guscio.
4) Avvolgimento: il principale punto dolente è il rischio incontrollabile di cambiamenti della forma delle linguette durante il taglio, l'avvolgimento, il trasporto e l'avvolgimento. La difficoltà risiede nel controllo integrato del controllo laser e dell'automazione di precisione dopo la combinazione dei processi di fustellatura e avvolgimento, nonché nel miglioramento della qualità del taglio delle alette e della precisione dell'allineamento dell'avvolgimento attraverso il controllo a circuito chiuso in tempo reale.
5) Riempimento dell'elettrolita: poiché il tasso di utilizzo dello spazio interno del cilindro grande è più elevato, la sua sollecitazione interna è maggiore, il che può facilmente portare a problemi come difficoltà nell'infiltrazione dell'elettrolita e bassa efficienza di riempimento dell'elettrolita.
1. Difficoltà e soluzioni del processo di formatura di una linguetta intera
Durante il processo di produzione di batterie cilindriche di grandi dimensioni, al fine di evitare graffi sulla parete interna dei contenitori della batteria a causa della linguetta quando la cella della batteria viene inserita nei contenitori e per garantire l'effetto di saldatura della linguetta della batteria e della piastra del collettore, è richiesto il processo di formazione dell'intera scheda. Tuttavia, poiché le batterie cilindriche di grandi dimensioni utilizzano principalmente il processo a linguetta intera, il numero di linguette della batteria è elevato e il processo di formazione della linguetta intera presenta requisiti elevati, principalmente:
1) La velocità di formazione della linguetta intera è troppo elevata e l'elettrodo è facile da ruotare verso l'esterno.
2) Se il processo di formazione della linguetta intera non è ben controllato, è facile che si generi polvere;
3) Il valore di sollecitazione critica della struttura del collettore è basso, con conseguenti danni al collettore durante il processo di modellatura.
2. Difficoltà e soluzioni nel processo di saldatura delle piastre collettrici
La tecnologia della saldatura laser rappresenta il collo di bottiglia della resa e dell’efficienza produttiva delle grandi batterie cilindriche con linguette piene. Si occupa principalmente della saldatura di piastre del collettore, della saldatura post-terminale e della saldatura di tenuta. Le difficoltà nella saldatura delle piastre del collettore e delle linguette della batteria sono:
1) La parte "vuota" non rivestita del bordo è molto corta e i requisiti di controllo per la precisione e la temperatura della saldatura sono elevati. Tecnicamente è necessario evitare sia la saldatura a freddo che la perforazione della saldatura, ed evitare il cortocircuito della batteria causato dal restringimento termico del separatore o dalla rottura per spruzzi dovuta all'aumento della temperatura di saldatura.
2) Il problema della finestra di processo ristretta per la saldatura delle piastre collettrici in rame.
Le soluzioni principali sono:
1) Migliorare la saldabilità dei materiali delle piastre del collettore, come design con spessore ragionevole, trattamento superficiale, ecc.
2) Miglioramento della tecnologia di saldatura laser.
3) Miglioramento della tecnologia di rilevamento online della qualità della saldatura laser.
3. Difficoltà e soluzioni per il processo di saldatura post terminale
La difficoltà del processo di saldatura laser post-terminale è principalmente dovuta al fatto che il post-terminale è spesso e richiede una grande quantità di energia per penetrare nel post-terminale. La piastra collettrice è sottile, il che rende difficile il controllo dell'energia durante il processo di saldatura ed è facile saldare attraverso la piastra collettrice.
Le soluzioni principali sono:
1) Progettazione specifica del palo, come controllo dello spessore e trattamento del materiale superficiale.
2) Miglioramento del controllo dell'energia laser e della precisione della saldatura.
3) Miglioramento della tecnologia di rilevamento online della qualità della saldatura laser.
4. Difficoltà e soluzioni per la sigillatura delle saldature
La difficoltà di sigillare la saldatura risiede nel: controllare la precisione e la qualità della saldatura in condizioni di rotazione ad alta velocità.
Allo stesso tempo, la saldatura laser può facilmente danneggiare lo strato di nichelatura del guscio, provocandone la ruggine.
Per i gusci a pareti sottili, è necessario garantire sia la resistenza della saldatura che le prestazioni di tenuta della cella della batteria, e il controllo della precisione della saldatura è maggiore.
A differenza delle piccole batterie cilindriche, le grandi batterie cilindriche hanno una minore resistenza delle lattine, più elettrolita nella batteria e una maggiore pressione interna, che impone requisiti più elevati alla resistenza alla pressione e alla stabilità della porta.
Oltre a ottimizzare il processo di saldatura, la saldatura di tenuta può anche ottimizzare i materiali della batteria come gusci ed elettroliti per ridurre la pressione interna della batteria o migliorare la resistenza alla ruggine del guscio, in modo da ridurre la scarsa saldatura e migliorare la stabilità della saldatura effetto.
5. Difficoltà e soluzioni per l'allineamento degli avvolgimenti
Rispetto alle piccole batterie cilindriche, il diametro delle grandi batterie cilindriche è quasi raddoppiato. In termini di avvolgimento degli elettrodi, il principale punto dolente è il rischio incontrollabile di cambiamenti nella forma della linguetta della batteria durante il taglio, l'avvolgimento e il trasporto. La difficoltà risiede nel controllo integrato del controllo laser e dell'automazione di precisione dopo la fusione dei processi di fustellatura e avvolgimento, nonché nel miglioramento della qualità di taglio dell'orecchio polare e della precisione dell'allineamento dell'avvolgimento attraverso il controllo a circuito chiuso in tempo reale.
Le soluzioni principali sono:
1) Applicazione di un metodo di produzione integrato di taglio e avvolgimento laser per ridurre il rischio di modifiche della forma delle linguette della batteria nel collegamento di trasporto in transito.
2) Ottimizzare i materiali per ridurre l'errore delle materie prime come l'elettrodo e ridurre i difetti di produzione dell'avvolgimento.
3) Rafforzare il sistema di rilevamento, monitorare lo spessore del materiale in entrata di ciascun elettrodo, la spaziatura tra le linguette della batteria, ecc. in tempo reale e il feedback all'avvolgitrice back-end, in modo che possa apportare le corrispondenti regolazioni di precisione, migliorando così il precisione di allineamento dell'avvolgitrice.
6. Difficoltà e soluzioni per l'infiltrazione di elettroliti
La difficoltà di infiltrazione dell'elettrolito è anche una delle difficoltà nel processo di produzione delle grandi batterie cilindriche. Rispetto alle piccole batterie cilindriche, il tasso di utilizzo dello spazio interno delle grandi batterie cilindriche è maggiore e il contenuto di materiali attivi (elettrodi positivi e negativi) all'interno della batteria aumenta, migliorando così la densità di energia. Tuttavia, lo spazio interno più compatto del guscio porta ad una maggiore viscosità dell'elettrolita, che riduce notevolmente la bagnabilità dell'elettrolita. Inoltre, l'espansione interna della batteria cilindrica stessa comprime la parete interna della parte strutturale, il che porterà ad una riduzione dell'effettivo contatto effettivo tra l'espansione polare e l'elettrolita, influenzando così il ciclo successivo e la capacità della batteria.
La soluzione può essere ottenuta tramite:
1) ottimizzazione della formula dell'elettrolita;
2) utilizzando l'iniezione in cavità a campana;
3) aumentare adeguatamente la pressione del vuoto e alternare i cicli, ecc. per migliorare l'effetto di infiltrazione dell'elettrolita e ridurre il tempo di infiltrazione.
