ผู้เขียน: ปริญญาเอก. แดนนี่ หวาง
ผู้นำ CEO และ R&D, TOB New Energy

ปริญญาเอก แดนนี่ หวาง
ผู้นำ GM / R&D · CEO ของ TOB New Energy
วิศวกรอาวุโสแห่งชาติ
นักประดิษฐ์ · สถาปนิกระบบการผลิตแบตเตอรี่ · ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีแบตเตอรี่ขั้นสูง
การตัดการเชื่อมต่อขั้นพื้นฐานระหว่างการวิจัยแบตเตอรี่เชิงวิชาการกับการค้าเชิงอุตสาหกรรมมักสรุปเป็นเมตริกเดียว: แอมแปร์-ชั่วโมง (Ah) เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่ห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัยอาศัยเซลล์แบบเหรียญ CR2032 (โดยทั่วไปคือ 0.002 Ah) หรือเซลล์กระเป๋าชั้นเดียวขนาดเล็ก- (0.1 ถึง 1 Ah) เพื่อตรวจสอบวัสดุแคโทดชนิดใหม่ ซิลิคอน-แอโนดคาร์บอน และอิเล็กโทรไลต์ที่มีสถานะ-ที่เป็นของแข็ง อย่างไรก็ตาม เมื่อนักวิจัยเชิงวิชาการนำเสนอข้อมูลเซลล์แบบเหรียญนี้แก่ OEM สำหรับรถยนต์หรือผู้ผลิตเซลล์ระดับหนึ่ง- คำตอบแทบจะเหมือนกันทั่วโลก: "แสดงข้อมูลในเซลล์รูปแบบ-ขนาดใหญ่ให้เราดู"
ฟิสิกส์ของกระเป๋าเซลล์เกรดยานยนต์ไฟฟ้า (EV) ขนาด 100Ah แตกต่างจากเซลล์แบบเหรียญอย่างสิ้นเชิง การกระจายความร้อน ความเครียดเชิงกลระหว่างการขยายตัวเชิงปริมาตร การสร้างก๊าซในระหว่างรอบการก่อตัว และการกระจายตัวของอิเล็กตรอนบนตัวสะสมกระแสขนาดใหญ่ ไม่สามารถสร้างแบบจำลองได้อย่างแม่นยำในระดับมิลลิแอมแปร์ เพื่อข้าม "หุบเขาแห่งความตาย" นี้-มหาวิทยาลัยชั้นนำ-กำลังร่วมมือกับ-ผู้ให้บริการโซลูชันแบตเตอรี่แบบครบวงจรเพื่อสร้างสายนำร่องขนาดกลาง-ถึง-ขนาดใหญ่ของตนเอง
กรณีศึกษานี้ให้พิมพ์เขียวทางวิศวกรรมที่เข้มงวดสำหรับการออกแบบ การจัดหา และติดตั้งสายนำร่องเซลล์แบบถุงขนาด 100Ah ภายในโครงสร้างพื้นฐานของมหาวิทยาลัย เราจะตรวจสอบจุดเปลี่ยนที่สำคัญ ตั้งแต่รีโอโลจีของสารละลายในวงกว้างไปจนถึงความต้องการที่รุนแรงของการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกหลาย-ชั้น

วิวัฒนาการทางประวัติศาสตร์: จากการหล่อแบบแมนนวลไปจนถึงความแม่นยำแบบอัตโนมัติ
เพื่อทำความเข้าใจว่าเราจะไปในทิศทางไหนในปี 2569 เราต้องเข้าใจวิถีของเทคโนโลยีการเคลือบ การวิจัยแบตเตอรี่ในช่วงแรกอาศัย "การหล่อเทป" ซึ่งเป็นกระบวนการที่ยืมมาจากอุตสาหกรรมเซรามิก Doctor Blade เป็นวิวัฒนาการตามธรรมชาติของ-แท่งเหล็กที่เรียบง่ายและแข็งซึ่งปรับระดับแอ่งน้ำได้ ใช้งานได้ดีกับแบตเตอรี่ LCO (ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์) รุ่นแรกๆ ที่มีความต้องการความหนาแน่นของพลังงานเพียงเล็กน้อย
อย่างไรก็ตาม ในขณะที่อุตสาหกรรมก้าวไปสู่เซลล์-กำลังสูงและ-เซลล์ที่มีความจุสูง ข้อจำกัดของระบบ "วัดด้วยตนเอง" ก็ปรากฏชัดเจน การเปิดตัวการเคลือบ Slot Die ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการขัดเกลาในฟิล์มถ่ายภาพและอุตสาหกรรมกระดาษคุณภาพสูง- ได้ปฏิวัติโรงงานผลิตแบตเตอรี่ โดยได้ย้ายอุตสาหกรรมจากกระบวนการ "แฝง" ซึ่งฟอยล์ลากของเหลว ไปสู่กระบวนการ "แอคทีฟ" ซึ่งอุปกรณ์จะกำหนดพฤติกรรมของของเหลว ที่TOB พลังงานใหม่เราได้บันทึกไว้ว่าการเปลี่ยนแปลงนี้เพียงอย่างเดียวสามารถปรับปรุงความสอดคล้องของเซลล์-เป็น- ได้มากกว่า 40% ในสภาพแวดล้อมของสายนำร่อง
I. โครงสร้างพื้นฐานด้านสิ่งอำนวยความสะดวก: ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับเซลล์ที่มีความจุสูง-
ก่อนที่จะสั่งซื้ออุปกรณ์การผลิตแบตเตอรี่ชิ้นเดียว มหาวิทยาลัยจะต้องจัดการกับสถานที่นั้นก่อน เซลล์ขนาด 100Ah ประกอบด้วยวัสดุที่มีปฏิกิริยาสูงจำนวนมาก โครงสร้างพื้นฐานไม่ได้เป็นเพียงข้อกำหนดด้านที่อยู่อาศัยเท่านั้น มันเป็นตัวแปรเชิงรุกในประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าของเซลล์
1. อุลตร้า-วิศวกรรมห้องแห้ง
โครงสร้างพื้นฐานที่แพงและสำคัญที่สุดสำหรับสายนำร่องแบตเตอรี่คือห้องแห้ง ในห้องปฏิบัติการเซลล์แบบเหรียญ กล่องถุงมือที่เติมอาร์กอน-ก็เพียงพอแล้ว สำหรับเซลล์ไลน์แบบถุงขนาด 100Ah ที่เกี่ยวข้องกับการเคลือบแบบม้วน-ถึง- การวางซ้อนอัตโนมัติ และการเติมอิเล็กโทรไลต์เหลว จำเป็นต้องเดิน-ในห้องแห้ง
สำหรับเคมีลิเธียมไอออนมาตรฐาน- (NMC/กราไฟท์) ห้องแห้งจะต้องรักษาจุดน้ำค้างไว้ที่ -40 องศาเซลเซียส (น้ำประมาณ 127 ppm) อย่างไรก็ตาม หากมหาวิทยาลัยต้องการวิจัย-โซลิดซัลไฟด์-อิเล็กโทรไลต์ในสถานะหรือแอโนดโลหะลิเธียมรุ่นถัดไป ข้อกำหนดจะลดลงเหลือ -60 องศาเซลเซียส (น้อยกว่า 10 ppm) การบรรลุเป้าหมายนี้ต้องใช้เครื่องลดความชื้นแบบสารดูดความชื้นแบบโรตารีขนาดใหญ่ วิศวกรรม HVAC ต้องคำนึงถึงความร้อนแฝงที่เกิดจากเตาอบแห้งแบบสุญญากาศที่ให้ความร้อน และความชื้นที่ปล่อยออกมาโดยผู้วิจัยเอง (โดยทั่วไปคือน้ำ 100 ถึง 150 กรัมต่อคนต่อชั่วโมง)
2. การแยกโหลดพื้นและการสั่นสะเทือน
อาคารของมหาวิทยาลัย โดยเฉพาะบล็อกวิทยาศาสตร์เก่าๆ มักไม่ได้รับการจัดอันดับให้รับน้ำหนักบนพื้นอุตสาหกรรมได้ เครื่องเคลือบแบบสล็อต-ถึง-แบบม้วนรวมกับเครื่องอัดรีดต่อเนื่องแรงดันสูง-สามารถชั่งน้ำหนักได้หลายตันและออกแรงกดจุดขนาดมหาศาล-ได้ นอกจากนี้ เครื่องรีดปฏิทินและเครื่องผสมดาวเคราะห์ยังสร้างการสั่นสะเทือนความถี่ต่ำ-ซึ่งอาจรบกวนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนความละเอียดสูง-ที่อยู่ติดกัน (TEM/SEM) ที่TOB พลังงานใหม่ทีมวางแผนสิ่งอำนวยความสะดวกของเราทำงานร่วมกับสถาปนิกมหาวิทยาลัยเพื่อออกแบบแผ่นแยกแรงสั่นสะเทือน-แบบกำหนดเอง และคำนวณแรงเค้นพื้นแบบไดนามิกก่อนส่งมอบอุปกรณ์
3. การกู้คืนตัวทำละลายและการจัดการไอเสียของ NMP
กระบวนการเคลือบใช้ N-เมทิล-2-ไพโรลิโดน (NMP) เป็นตัวทำละลายสำหรับสารละลายแคโทด NMP เป็นพิษและได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดโดยมาตรฐานสุขภาพสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย (EHS) สายการผลิตนำร่องขนาด 100Ah ต้องใช้ระบบการกู้คืน NMP ในตัวที่ติดอยู่กับไอเสียของเครื่องเคลือบ ระบบนี้ใช้การควบแน่นของน้ำเย็นหรือการดูดซับของโรเตอร์ซีโอไลต์เพื่อจับไอของ NMP ก่อนที่จะไปถึงไอเสียส่วนกลางของมหาวิทยาลัย เพื่อให้มั่นใจว่าสอดคล้องกับกฎหมายสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่น
ครั้งที่สอง การประมวลผลส่วนหน้า: การปรับขนาดสารละลายและอิเล็กโทรด
ในการผลิตเซลล์กระเป๋าขนาด 100Ah หนึ่งเซลล์ คุณจะต้องใช้อิเล็กโทรดเคลือบสองด้าน-ประมาณ 3 ถึง 4 ตารางเมตร ชุดมาตรฐาน 10 เซลล์ต้องใช้พื้นที่ 40 ตารางเมตร คุณไม่สามารถผสมในบีกเกอร์หรือเคลือบด้วยใบมีดแบบมือถือได้อีกต่อไป
1. การผสมแรงเฉือนสูง-ที่ขนาด 50 ลิตร
การเปลี่ยนจากเครื่องผสมในห้องปฏิบัติการขนาด 1 ลิตรไปเป็นเครื่องผสมสุญญากาศดาวเคราะห์คู่ขนาด 50 ลิตรจะเปลี่ยนพลศาสตร์ของของไหลโดยพื้นฐาน ในการผลิตจำนวนมาก การควบคุมอุณหภูมิกลายเป็นความท้าทายหลัก แรงเฉือนสูงทำให้เกิดความร้อนเฉพาะจุดที่รุนแรง ซึ่งอาจทำให้สารยึดเกาะ PVDF ตกผลึกหรือตัวทำละลายระเหยก่อนเวลาอันควร
เครื่องผสมขนาด 50 ลิตรที่เราจัดหาให้กับสายการผลิตนำร่องของมหาวิทยาลัยนั้นมาพร้อมกับแจ็คเก็ตน้ำหล่อเย็น-ชั้นสองและเซ็นเซอร์อุณหภูมิ PT100 แบบหลาย-จุด นอกจากนี้ การไล่ก๊าซแบบสุญญากาศในระหว่างขั้นตอนการผสมขั้นสุดท้ายถือเป็นสิ่งสำคัญ ฟองอากาศขนาดเล็ก-ใดๆ ที่ติดอยู่ในชุดขนาด 50 ลิตรจะถูกเปลี่ยนเป็นรูเข็มในระหว่างกระบวนการเคลือบ ทำให้เกิดความหายนะในการเติบโตของลิเธียมเดนไดรต์ในเซลล์ 100Ah

2. การเคลือบผิวและการปฏิทินสำหรับความหนาแน่นของพลังงาน
ตามที่กล่าวไว้ในการวิเคราะห์เทคโนโลยี Slot Die ก่อนหน้าของเรา การเคลือบ-แบบมิเตอร์ล่วงหน้านั้นไม่สามารถ-ต่อรองได้ในระดับนี้ สำหรับเซลล์ 100Ah การโหลดมวลพื้นที่จะถูกผลักจนถึงขีดจำกัด (มักจะเกิน 20 มิลลิกรัมต่อตารางเซนติเมตรสำหรับการใช้งานที่ใช้พลังงานสูง-)
เมื่อเคลือบและทำให้แห้งแล้ว อิเล็กโทรดจะต้องทำให้แน่นโดยใช้เครื่องรีดแบบไฮดรอลิก การรีดอิเล็กโทรดที่มีความกว้าง 300 มม. ต้องใช้แรงดันเชิงเส้นหลายร้อยตัน หากแรงกดไม่เท่ากันทั่วลูกกลิ้ง ฟอยล์จะเกิดรอยย่นหรือ "โค้งแคมเบอร์" เราติดตั้งเครื่องรีดปฏิทินนำร่องของเราด้วยเทคโนโลยี "การดัดแบบม้วน" และการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำเพื่อทำให้สารยึดเกาะอ่อนตัวลง ทำให้มีความหนาแน่นของการบดอัดสูง (เช่น 3.6 g/cm3 สำหรับแคโทด NMC) โดยไม่ต้องบดขยี้อนุภาควัสดุที่ทำงานอยู่

ที่สาม การประมวลผลระดับกลาง-: สถาปัตยกรรมของกระเป๋า
การประกอบเซลล์กระเป๋าเป็นการออกกำลังกายที่มีความแม่นยำเชิงกลขั้นสูงสุด เซลล์ขนาด 100Ah ไม่ใช่หน่วยเคมีไฟฟ้าเพียงหน่วยเดียว เป็นการเชื่อมต่อแบบขนานที่มีแคโทด ตัวคั่น และแอโนดมากถึง 80 หรือ 100 ชั้น
แม้ว่าเซลล์ทรงกระบอกจะใช้การม้วน แต่เซลล์กระเป๋ารูปแบบขนาดใหญ่-อาศัยการซ้อน Z- เป็นอย่างมาก ในเครื่องซ้อน Z- แถบแยกต่อเนื่องจะถูกพับกลับไปกลับมาในรูปแบบ "Z" โดยมีแคโทดและแอโนดที่ตัดเป็นแผ่นแยกกันสอดเข้าไปในรอยพับ
ความอดทนทางวิศวกรรมที่นี่เป็นเรื่องที่ไม่อาจให้อภัยได้ แอโนดจะต้องมีขนาดใหญ่กว่าแคโทดเล็กน้อย ("ส่วนยื่น") เพื่อป้องกันการชุบลิเธียมที่ขอบระหว่างการชาร์จอย่างรวดเร็ว หากกลไกการเรียงซ้อนวางแคโทดแผ่นเดียวผิดแนวไป 0.5 มม. จนขยายเลยขั้วบวก เซลล์ 100Ah ทั้งหมดจะเกิดอันตรายจากไฟไหม้ เครื่องวางซ้อนนำร่องขั้นสูงของเราใช้ระบบวิชันซิสเต็มของกล้อง CCD หลายตัวเพื่อทำการแก้ไข-การวางตำแหน่งลูปแบบปิดได้ทันที เพื่อให้มั่นใจว่ารูปทรงส่วนยื่นที่สมบูรณ์แบบสำหรับทุกเลเยอร์
2. ฟิสิกส์ของหลายชั้น-การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก
เมื่อเซลล์ถูกซ้อนกัน จะต้องเชื่อมอลูมิเนียมฟอยล์ทั้ง 80 ชั้น (จากแคโทด) เข้ากับแถบอลูมิเนียม และฟอยล์ทองแดงทั้ง 80 ชั้น (จากขั้วบวก) จะต้องเชื่อมเข้ากับแถบนิกเกิลหรือทองแดง
สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้ด้วยการเชื่อมด้วยเลเซอร์เนื่องจากฟอยล์บาง ๆ จะระเหยกลายเป็นไอ เราใช้อุปกรณ์เชื่อมอัลตราโซนิกแทน กระบวนการนี้ใช้การสั่นทางเสียงความถี่สูง- (โดยทั่วไปคือ 20 kHz ถึง 40 kHz) ที่ใช้ภายใต้แรงกดดันเพื่อสร้างการเชื่อมแบบโซลิดสเตต-
การเชื่อม 80 ชั้นสำหรับเซลล์ 100Ah ต้องใช้กำลังมหาศาล-ซึ่งมักจะอยู่ที่ 3000 ถึง 4500 วัตต์ ความท้าทายคือ "การเจาะทะลุ" หากพลังงานต่ำเกินไปชั้นล่างจะไม่เกิดพันธะ (ทำให้เกิดความต้านทานภายในสูง) หากพลังงานสูงเกินไป โซโนโทรด (เครื่องมือสั่น) จะทะลุชั้นบนสุด ที่TOB พลังงานใหม่เรามีการออกแบบแตรโซโนโทรดแบบกำหนดเองและระบบควบคุมแรงดันแบบไดนามิกที่ออกแบบเป็นพิเศษสำหรับอัตราส่วนแท็บหนัก-ถึง-ฟอยล์ที่พบในเซลล์เกรด EV-
3. การขึ้นรูปกระเป๋าและการวาดแบบลึก
ตัวเคสของเซลล์กระเป๋าทำจากฟิล์มลามิเนตอะลูมิเนียม (ALF)- ซึ่งเป็นส่วนประกอบของไนลอน อลูมิเนียมฟอยล์ และโพลีโพรพีลีน หากต้องการเก็บปึกขนาดใหญ่ 100Ah "ถ้วย" ลึกจะต้องเย็น-ขึ้นรูปเป็น ALF โดยใช้เครื่องขึ้นรูปถุง
สำหรับเซลล์ที่มีความจุสูง- ความลึกของถ้วยนี้สามารถเกิน 10 มิลลิเมตรได้ ในระหว่างการวาดลึก ALF ประสบกับความเครียดแรงดึงที่รุนแรง หากพันช์และดายไม่ได้รับการขัดเงาอย่างสมบูรณ์ หรือหากแรงกดในการจับยึดไม่ถูกต้อง ชั้นอะลูมิเนียมภายในฟิล์มจะเกิดการแตกหักระดับไมโคร- การแตกหักที่มองไม่เห็นเหล่านี้จะทำให้ความชื้นเข้าสู่เซลล์ตลอดอายุการใช้งาน ส่งผลให้เกิดอาการบวมอย่างรุนแรง เครื่องขึ้นรูปมาตราส่วนนำร่อง-ของเราใช้การเจาะที่ขับเคลื่อนด้วยเซอร์โว-พร้อมเส้นโค้งความเร็วที่ตั้งโปรแกรมได้ เพื่อค่อยๆ ยืดฟิล์มโดยไม่กระทบต่อความแข็งแรงของผลผลิต

IV. ย้อนกลับ-สิ้นสุดการประมวลผล: เคมีแห่งการกระตุ้น
เมื่อปึกถูกปิดผนึกภายในทั้งสามด้านของกระเป๋า กระบวนการจะเปลี่ยนจากวิศวกรรมเครื่องกลกลับไปเป็นวิศวกรรมเคมี
1. การเติมอิเล็กโทรไลต์แบบสุญญากาศและไดนามิกของเปียก
การฉีดอิเล็กโทรไลต์เข้าไปในเซลล์แบบเหรียญ CR2032 ใช้เวลาไม่กี่วินาที การฉีดอิเล็กโทรไลต์ 100 ถึง 150 กรัมลงในสแต็กเซลล์แบบถุงขนาด 100Ah ที่ถูกบีบอัดอย่างแน่นหนาถือเป็นความท้าทายทางอุทกพลศาสตร์ครั้งใหญ่ ความพรุนของอิเล็กโทรดที่ถูกบีบอัดและรูพรุนขนาดนาโนของตัวคั่นทำให้เกิดความต้านทานต่อเส้นเลือดฝอยได้อย่างมหาศาล
หากคุณเพียงแค่เทของเหลวลงไป ของเหลวก็จะรวมตัวกันที่ด้านบน ปล่อยให้ศูนย์กลางของเซลล์แห้งสนิท เมื่อชาร์จเซลล์ จุดแห้งเหล่านี้จะกลายเป็นโซนตาย บังคับให้พื้นที่เปียกทำงานในอัตรา C- ที่ออกแบบไว้เป็นสองเท่า ซึ่งจะทำลายเซลล์ทันที
ในสายผลิตภัณฑ์นำร่องแบตเตอรี่ของเรา เราใช้ระบบเติมอิเล็กโทรไลต์สุญญากาศ ถุงที่ปิดผนึกแล้วจะถูกวางไว้ในห้อง และดูดสุญญากาศลึก เพื่อเอาอากาศทั้งหมดออกจากภายในรูอิเล็กโทรด จากนั้นจึงฉีดอิเล็กโทรไลต์ เมื่อความดันบรรยากาศกลับมาอีกครั้ง มันจะบังคับของเหลวให้ลึกเข้าไปตรงกลางของปึก สำหรับเซลล์ 100Ah วงจรแรงดันสุญญากาศ-นี้จะต้องทำซ้ำหลายครั้ง ตามด้วย-ช่วงพักการเสื่อมสภาพของอุณหภูมิสูงเพื่อให้แน่ใจว่าการเปียกเป็นเนื้อเดียวกันทั้งหมด
2. การก่อตัว, การสร้างแก๊ส และการซีลรอง
ขั้นตอนการผลิตขั้นสุดท้ายคือ "การก่อตัว"-การชาร์จแบตเตอรี่อย่างระมัดระวังครั้งแรกเพื่อสร้างชั้นโซลิดอิเล็กโทรไลต์อินเตอร์เฟส (SEI) บนขั้วบวก
ในระหว่างการก่อตัวของ SEI ในระบบอิเล็กโทรไลต์เหลว จะเกิดก๊าซจำนวนมาก (โดยหลักแล้วคือเอทิลีน ไฮโดรเจน และคาร์บอนมอนอกไซด์) จะถูกสร้างขึ้น ในเซลล์ขนาด 100Ah ปริมาตรก๊าซนี้มีมาก นี่คือสาเหตุที่เซลล์กระเป๋าได้รับการออกแบบให้มี "ถุงแก๊ส"- ซึ่งเป็นความยาวพิเศษของกระเป๋า ALF ที่ปิดผนึกซึ่งก๊าซสามารถสะสมได้
หลังจากการก่อตัวในช่องทดสอบแบตเตอรี่ที่มีความแม่นยำสูง-เสร็จสิ้นแล้ว เซลล์จะถูกถ่ายโอนไปยังเครื่องปิดผนึกขั้นสุดท้ายแบบสุญญากาศ เครื่องนี้จะเจาะถุงแก๊สในสภาพแวดล้อมสุญญากาศ ดึงก๊าซที่สะสมทั้งหมด และใช้ซีลระบายความร้อนขั้นสุดท้ายเหนือตัวเซลล์โดยตรง จากนั้นตัดถุงแก๊สส่วนเกินทิ้งไป กระบวนการนี้ต้องการความแม่นยำสูงเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีการดูดอิเล็กโทรไลต์ออกไปพร้อมกับก๊าซ ซึ่งจะทำให้อัตราส่วนความจุของของไหล-ต่อ-ที่คำนวณอย่างรอบคอบของเซลล์เปลี่ยนไป

V. การควบคุมคุณภาพและความปลอดภัยในการตั้งค่าของมหาวิทยาลัย
โรงงานอุตสาหกรรม Gigafactory มีบังเกอร์นิรภัยสำหรับการทดสอบเซลล์โดยเฉพาะ ห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัยมักตั้งอยู่ในอาคารที่เต็มไปด้วยนักศึกษาและแผนกวิจัยอื่นๆ ดังนั้น ระเบียบวิธีการควบคุมคุณภาพ (QC) และความปลอดภัยสำหรับสาย 100Ah จึงต้องไม่มีข้อบกพร่อง
1. การทดสอบแบบไม่-แบบทำลายล้าง
ก่อนที่จะชาร์จเซลล์ขนาด 100Ah จะต้องได้รับการตรวจสอบก่อน เรารวมเครื่องทดสอบหม้อ-แรงดันสูง-ไว้เพื่อตรวจจับกางเกงขาสั้นขนาดเล็ก-ก่อนที่จะเติมอิเล็กโทรไลต์ ที่สำคัญกว่านั้น เราขอแนะนำระบบตรวจสอบ X-Ray เพื่อตรวจสอบการจัดตำแหน่งภายในของสแต็ก Z- หากตรวจพบความผิดปกติของส่วนเกินของขั้วบวกผ่านรังสีเอกซ์- เซลล์จะถูกแยกออกก่อนที่จะกลายเป็นความเสี่ยงจากความร้อน
2. การจัดการระบายความร้อนและโปรโตคอล EHS
ในระหว่างการทดสอบวงจร-อายุการใช้งานของเซลล์ 100Ah เหตุการณ์การหนีความร้อนจะปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาล ก๊าซกรดไฮโดรฟลูออริกที่เป็นพิษ (HF) และไฟออกมา อุปกรณ์ทดสอบแบตเตอรี่ที่จัดไว้ให้สำหรับสายนำร่องของมหาวิทยาลัยจะต้องอยู่ในห้อง-สิ่งแวดล้อมที่ป้องกันการระเบิด ซึ่งติดตั้งระบบระงับอัคคีภัยแบบแอคทีฟและการระบายไอเสีย-แบบรวดเร็วโดยเฉพาะ
วี. พิมพ์เขียวทางเศรษฐกิจ: การสร้างแนวนำร่อง 100Ah
เพื่อให้ผู้ตรวจสอบหลักมหาวิทยาลัย (PI) และหัวหน้าแผนกมีกรอบการทำงานที่สมจริงสำหรับการสมัครขอรับทุน ต่อไปนี้คือเค้าโครงพารามิเตอร์เชิงแนวคิดสำหรับสายนำร่อง NMC/กราไฟท์มาตรฐาน 100Ah ที่ออกแบบโดยTOB พลังงานใหม่:
|
ขั้นตอนการผลิต |
การเลือกอุปกรณ์ที่สำคัญ |
วัตถุประสงค์ทางวิศวกรรมสำหรับเครื่องชั่ง 100Ah |
|
การผสมวัสดุ |
เครื่องผสมดาวเคราะห์สุญญากาศ 50 ลิตร |
จัดการกับสารละลายที่มีความหนืดสูง-ด้วยแจ็คเก็ตระบายความร้อนเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของสารยึดเกาะ |
|
การเคลือบอิเล็กโทรด |
เครื่องเคลือบสล็อตแบบต่อเนื่อง |
3-zone convection oven; pre-metered precision for high areal mass loading >20มก./ซม.2 |
|
การกดลูกกลิ้ง |
เครื่องรีดร้อนแบบไฮดรอลิก |
Induction heating to achieve >ความหนาแน่นของการบดอัด 3.5 g/cm3 โดยไม่มีรอยย่นจากฟอยล์ |
|
การตัดอิเล็กโทรด |
เครื่องตัดและเจาะด้วยเลเซอร์ |
เสี้ยน-ตัดแผ่นอิเล็กโทรดขนาดใหญ่ฟรีเพื่อป้องกันการลัดวงจรภายใน |
|
การประกอบเซลล์ |
เครื่องเรียงซ้อน Z- อัตโนมัติเต็มรูปแบบ |
การมองเห็น-การวางตำแหน่งที่แนะนำเพื่อให้แน่ใจว่าขั้วบวกที่สมบูรณ์แบบ-ถึง-ส่วนที่ยื่นออกมาของแคโทดใน 80+ เลเยอร์ |
|
การเชื่อมแท็บ |
เครื่องเชื่อมอัลตราโซนิก 3000W+ |
การแทรกซึมของพลังงานสูง-สำหรับการเชื่อมฟอยล์ 80 ชั้นกับแถบเทอร์มินัลหนา 0.2 มม. |
|
บรรจุภัณฑ์ถุง |
เครื่องขึ้นรูปถุงแบบดึงลึก- |
การวาดแรงดึงที่ควบคุมเพื่อสร้างโพรงลึก 10 มม.+ ใน ALF โดยไม่มีการแตกหักขนาดเล็ก- |
|
กระบวนการอิเล็กโทรไลต์ |
ห้องบรรจุและกำจัดก๊าซสุญญากาศ |
การหมุนเวียนแรงดันสุญญากาศแบบหลาย-เพื่อบังคับให้อิเล็กโทรไลต์เข้าสู่ศูนย์กลางของปึกหนาแน่น |
|
การก่อตัวและการทดสอบ |
ช่องทดสอบการกำเนิดใหม่ 5V 100A |
ระบบการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่เพื่อจัดการปริมาณการใช้ไฟฟ้าจำนวนมหาศาลในการสร้างเซลล์ขนาด 100Ah |
ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว บทสรุป: ศูนย์กลางของ-นวัตกรรมแห่งยุคถัดไป
การสร้างสายการผลิตนำร่องเซลล์แบบถุงขนาด 100Ah ภายในมหาวิทยาลัยถือเป็นภารกิจที่ยิ่งใหญ่ เปลี่ยนแผนกเคมีให้เป็นศูนย์กลางการผลิตขั้นสูงอย่างแท้จริง ช่วยให้นักวิจัยสามารถพิสูจน์ได้ว่าวัสดุใหม่ของพวกเขาสามารถทนต่อการบีบอัดทางกายภาพของการรีด ความเครียดจากความร้อนจากการผสมแรงเฉือนสูง- และไดนามิกของของไหลที่ซับซ้อนของการเปียกในสุญญากาศ
เมื่อมหาวิทยาลัยสามารถนำเสนอ-ข้อมูลวงจรชีวิตที่สร้างจากเซลล์กระเป๋าขนาด 100Ah ที่ผลิตภายในที่สมบูรณ์แบบ มหาวิทยาลัยจะไม่เป็นเพียงการเผยแพร่เอกสารอีกต่อไป- แต่กำลังกำหนดอนาคตของห่วงโซ่อุปทานของยานยนต์อีกด้วย
ที่TOB พลังงานใหม่เราเข้าใจดีว่านักวิจัยเชิงวิชาการไม่จำเป็นต้องเป็นวิศวกรเครื่องกล นั่นคือเหตุผลว่าทำไมแนวทางของเราในการใช้ห้องปฏิบัติการแบตเตอรี่ของมหาวิทยาลัยจึงเป็นแบบองค์รวม เราไม่ทิ้งพาเลทอุปกรณ์ไว้ที่ท่าขนสินค้า เราออกแบบสิ่งอำนวยความสะดวก บูรณาการเครื่องจักร ฝึกอบรมนักศึกษาหลังปริญญาเอก-เกี่ยวกับระเบียบปฏิบัติในการดำเนินงานทางอุตสาหกรรม และจัดหาวัสดุอย่างต่อเนื่องที่จำเป็นเพื่อให้สายนำร่องยังคงดำเนินต่อไป เราสร้างสะพานข้ามหุบเขาแห่งความตายเพื่อให้นวัตกรรมของคุณเข้าถึงโลกการค้า
เกี่ยวกับ ทีโอบี นิว เอ็นเนอร์จี
TOB พลังงานใหม่เป็นผู้ให้บริการโซลูชันครบวงจรที่ได้รับการยอมรับทั่วโลก-สำหรับอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ ซึ่งอุทิศตนเพื่อเร่งการนำเทคโนโลยีกักเก็บพลังงานขั้นสูงไปใช้ในเชิงพาณิชย์ ความเชี่ยวชาญของเราครอบคลุมวงจรชีวิตของแบตเตอรี่ทั้งหมด โดยมอบโซลูชันที่ครอบคลุมสำหรับการวิจัยในห้องปฏิบัติการแบตเตอรี่ สายการผลิตนำร่อง- และโรงงานผลิตจำนวนมากแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ เรารองรับสารเคมีหลักและเคมีเกิดใหม่ทั้งหมด รวมถึงระบบลิเธียม-ไอออน โซลิด-สเตต โซเดียม-ไอออน และลิเธียม-ซัลเฟอร์
ด้วยการรวมอุปกรณ์แบตเตอรี่ที่ปรับแต่งได้-ล้ำสมัย วัสดุแบตเตอรี่ที่ได้รับการทดสอบอย่างเข้มงวด และการให้คำปรึกษาด้านเทคนิคที่ไม่มีใครเทียบได้TOB พลังงานใหม่ช่วยให้มหาวิทยาลัย สถาบันวิจัย และผู้ผลิตเซลล์ระดับโลกเปลี่ยนจากเคมีไฟฟ้าเชิงแนวคิดไปสู่ผลิตภัณฑ์ชั้นนำของตลาด-ได้อย่างราบรื่น เราเป็นพันธมิตรด้านวิศวกรรมที่ทุ่มเทให้กับคุณในการแสวงหาสุดยอดแบตเตอรี่





