ผู้แต่ง: Dany Huang, Ph.D.
ผู้นำ CEO และ R&D, TOB New Energy
เชื่อมต่อกับ Dr. Huang บน LinkedIn
บทสรุปผู้บริหารและประเด็นสำคัญ
สำหรับเซลล์แบบปริซึมและเซลล์กระเป๋าที่มีความจุขนาดใหญ่-ที่เกิน 50Ah การซ้อนแบบ Z- ถือเป็นกระบวนการผลิตที่เหนือกว่า ให้ความต้านทานภายในที่ต่ำกว่าอย่างเห็นได้ชัดและการใช้พื้นที่ตามปริมาตรที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการพันแบบดั้งเดิม
- การใช้พื้นที่:การวางซ้อนกันจะเติมเซลล์ได้ถึง 98% ซึ่งช่วยขจัดช่องว่าง "มุมตาย" ที่มีอยู่ในเยลลี่โรลที่มีแผลได้อย่างสมบูรณ์
- ความต้านทานภายใน:เซลล์แบบเรียงซ้อนมีการเชื่อมต่อแบบขนานหลาย-แท็บ ซึ่งลดความต้านทานลงได้ถึง 15% และลดการสร้างความร้อนระหว่างการชาร์จอย่างรวดเร็ว
- ความเครียดทางกล:การเรียงซ้อนกันช่วยขจัดปัญหารัศมีการโค้งงอที่รุนแรงซึ่งรบกวนเซลล์แผล และป้องกันการแตกร้าวของไมโครอิเล็กโทรด{0}}
- ความเร็วในการผลิต:การพันยังคงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับปริมาณเอาท์พุตที่แท้จริง (เหมาะอย่างยิ่งสำหรับเซลล์ทรงกระบอกหรือเซลล์ปริซึมขนาดเล็ก) แต่เครื่องเรียงซ้อนแบบต่อเนื่องสมัยใหม่กำลังปิดช่องว่างด้านประสิทธิภาพอย่างรวดเร็ว
ตะขอ
คุณเพิ่งปรับขนาดการออกแบบเซลล์แบบแท่งปริซึมเป็น 100Ah โดยใช้เครื่องหมุนความเร็วสูง- คุณวางต้นแบบไว้บนตัวทดสอบ ความต้านทานภายในทะลุหลังคา มุมของเคสนูนอย่างเห็นได้ชัดหลังจากผ่านไปห้าสิบรอบ ทำไม เพราะคุณยืดอิเล็กโทรดของคุณจนถึงจุดแตกหัก ผู้จัดการฝ่ายผลิตชอบความเร็วของการพัน แต่ฟิสิกส์ไม่สนใจหน่วยต่อนาทีของคุณ เมื่อคุณขยายกำลังการผลิต กระบวนการผลิตของคุณจะต้องปรับตัว หยุดเดาได้แล้ว นี่คือความจริงทางวิศวกรรม
ฟิสิกส์ของการดัด: คอขวดที่คดเคี้ยว
การคดเคี้ยวเป็นไปอย่างรวดเร็ว มันต่อเนื่องกัน เป็นแชมป์อย่างไม่ต้องสงสัยสำหรับเซลล์ทรงกระบอก 18650, 21700 และ 4680 แต่การใช้กับเซลล์ปริซึมหรือเซลล์พ็อกเก็ตที่มีรูปแบบขนาดใหญ่-จะทำให้เกิดข้อบกพร่องทางกลที่รุนแรง
ในเยลลี่โรลที่มีแผล การเลี้ยวด้านในมีรัศมีการโค้งงอที่แน่นกว่าการหมุนด้านนอกอย่างมาก
สถานการณ์ความล้มเหลว:หากคุณพันแคโทด NMC หนา 250 µm รอบหมุดตรงกลางแคบขนาด 2 มม. ชั้นเคลือบด้านนอกจะยืดออก ชั้นในถูกบีบอัดและตัวล็อค วัสดุแอคทีฟเกิดรอยแตก เผยให้เห็นตัวสะสมกระแสไฟฟ้าอะลูมิเนียมเปลือย ในระหว่างการหมุนเวียนที่มีอัตรา C- สูง ให้แผ่นลิเธียมเข้าไปในรอยแตกขนาดเล็กมากเหล่านี้โดยตรง เซลล์ของคุณจะต้องประสบกับเหตุการณ์เลวร้ายภายในก่อนที่จะถึง 100 รอบด้วยซ้ำ มันคือระเบิดเวลาบนพื้นโรงงานของคุณ
ข้อได้เปรียบในการซ้อน: ความเครียดเป็นศูนย์ พลังบริสุทธิ์
เครื่องซ้อนซ้อนแบบ Z-เปลี่ยนรูปทรงทั้งหมด คุณตัดอิเล็กโทรดออกเป็นแผ่นแยกกัน และสานสลับกันโดยใช้เครื่องแยกแบบต่อเนื่อง
อิเล็กโทรดยังคงแบนอย่างสมบูรณ์ ความเครียดจากการดัดงอเป็นศูนย์ การแตกร้าวที่มุมเป็นศูนย์ นอกจากนี้ เนื่องจากแคโทดและแอโนดทุกชั้นมีแถบของตัวเองที่เชื่อมขนานกัน ระยะการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจึงสั้นอย่างไม่น่าเชื่อ นี่หมายถึงการลดลงอย่างมากในความต้านทานภายใน (IR) หากคุณกำลังสร้างเซลล์ EV ที่มีอัตราสูง-หรือระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ (ESS) การซ้อนกันจะ-ไม่สามารถต่อรองได้
ข้อมูลเชิงลึกด้านวิศวกรรม:ประสบปัญหากับการจัดแนวขอบระหว่างการซ้อนความเร็วสูง-ใช่ไหม ขั้วบวกที่ไม่ตรงแนวจะไม่สามารถบังแคโทดได้ ทำให้เกิดการชุบลิเธียมทันทีที่ขอบ คุณต้องใช้เลเซอร์-แก้ไขการมองเห็น CCD แบบมีไกด์ ติดต่อ TOB New Energy เพื่อรับข้อกำหนดการจัดตำแหน่งเชิงแสงที่แน่นอนสำหรับเราผู้จำหน่ายเครื่องพับซ้อนอัตโนมัติ Z-ระบบ
A กับ B: เมทริกซ์การตัดสินใจแบบซ้อนกับแบบคดเคี้ยว
สำหรับผู้อำนวยการฝ่ายจัดซื้อและวิศวกรที่วางแผนการจัดซื้อจำนวนมากสำหรับสายการผลิตใหม่ นี่คือเมทริกซ์พื้นฐานของคุณ
| เมตริก | กระบวนการคดเคี้ยว | Z-กระบวนการพับซ้อน |
| ประสิทธิภาพเชิงปริมาตร | ~85% (เปลืองพื้นที่มุม) | ~98% (การใช้พื้นที่สูงสุด) |
| ความต้านทานภายใน | สูงกว่า (เส้นทางแท็บเดียวแบบยาว) | ด้านล่าง (หลายแท็บขนานกัน) |
| ความเครียดทางกล | สูง (ความเสี่ยงที่จะเกิดการแตกร้าวที่มุม C-) | ศูนย์ (อิเล็กโทรดแบบแบน) |
| ความเร็วในการผลิต | เร็วเป็นพิเศษ- (ความเร็วเว็บสูงสุด 3 เมตร/วินาที) | ช้าลง (แม้ว่าจะดีขึ้นอย่างรวดเร็วก็ตาม) |
| ค่าอุปกรณ์ | ทุนเริ่มต้นต่ำกว่า | ข้อกำหนดด้านความแม่นยำที่สูงขึ้น |
อุปกรณ์ที่ตรงกับเคมีของคุณ
คุณไม่สามารถบังคับให้กระบวนการอยู่ในรูปแบบเซลล์ที่ไม่ถูกต้องได้
หากคุณเป็นโรงงานต้นทางที่สร้างเซลล์กระเป๋าขนาดเล็ก 5Ah สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือโดรน การม้วนจะคุ้มค่ามาก- ของเราผู้ผลิตเครื่องม้วนแบตเตอรี่อุตสาหกรรมเส้นมีการควบคุมแรงตึงแบบแอคทีฟซึ่งช่วยลดความเค้นจากการดัดงอบนอิเล็กโทรดที่บางกว่าได้มาก
อย่างไรก็ตาม หากคุณกำลังเปลี่ยนไปใช้แบตเตอรี่สถานะโซลิด-หรือแอโนดซิลิคอนชนิดหนาพิเศษ- การเรียงซ้อนเป็นหนทางเดียวที่คุณก้าวไปข้างหน้า อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งมีความแข็ง พวกเขาไม่สามารถบาดแผลได้โดยไม่แตกหัก
พร้อมที่จะขยายขนาดแล้วหรือยัง?
การเลือกระหว่างการพันและการซ้อนจะกำหนดเค้าโครงโรงงานทั้งหมดของคุณ ขนาดของห้องแห้ง และข้อกำหนดในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ขั้นปลาย อย่าตัดสินใจเรื่องนี้ในสุญญากาศ ในฐานะผู้ให้บริการแบบครบวงจรที่มีประสบการณ์ในจีน TOB New Energy จัดหาอุปกรณ์ให้ครบถ้วนโซลูชันสายการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบครบวงจร. เราวิเคราะห์เคมีในเซลล์ เป้าหมายกำลังการผลิต และงบประมาณของคุณเพื่อออกแบบสายการผลิตที่คุณต้องการ ส่งพิมพ์เขียวเซลล์ของคุณมาให้เราวันนี้เพื่อขอใบเสนอราคาอุปกรณ์ขายส่งโดยตรง
คำถามที่พบบ่อย (มีคนถามด้วย)
ไตรมาสที่ 1 กระบวนการใดดีกว่าสำหรับแบตเตอรี่ EV ความจุขนาดใหญ่
ซ้อน อย่างแน่นอน. สำหรับเซลล์ที่มีความจุเกิน 50Ah กระบวนการวางซ้อนแบบ Z- ให้การกระจายความร้อนที่เหนือกว่า ความต้านทานภายในลดลงอย่างมาก และป้องกันการแตกร้าวของอิเล็กโทรดเชิงกลที่เกี่ยวข้องกับเยลลี่โรลที่พันแน่น
ไตรมาสที่ 2 กระบวนการซ้อนช้ากว่าการม้วนหรือไม่?
ใช่แล้ว ในอดีต เครื่องม้วนแบบมาตรฐานสามารถทำให้เซลล์เสร็จภายในไม่กี่วินาที อย่างไรก็ตามช่องว่างกำลังปิดลง เครื่องเรียงซ้อนแบบหมุนความเร็วสูง-สมัยใหม่จากผู้ผลิตชั้นนำสามารถใช้เวลาเกิน 0.5 วินาทีต่อแผ่นอิเล็กโทรด ซึ่งทำให้สามารถผลิตจำนวนมากได้
ไตรมาสที่ 3 ฉันสามารถใช้เครื่องม้วนสำหรับเซลล์กระเป๋าได้หรือไม่
ใช่. สำหรับเซลล์กระเป๋าที่มีความจุต่ำ- (โดยปกติจะต่ำกว่า 10Ah) ที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การม้วนแบบแมนเดรลแบบแบน-ถือเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม มันรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ปัญหาความเค้นเชิงกลจะมีความสำคัญเฉพาะเมื่อขยายขนาดอิเล็กโทรดที่หนาขึ้นและรอยเท้าของเซลล์ที่ใหญ่ขึ้นเท่านั้น
