Як виготовляються літієві батареї? Повний шлях виробництва від елемента до упаковки

Коли ми дивимося на кінцевий продукт – літієву батарею – чи то невелику циліндричну комірку, чи велику упаковку – шлях від її походження до сировини часто залишається прихованим. Створення високопродуктивної, безпечної батареї подібне до симфонії, що складається з гармонії матеріалознавства, точного виробництва та інтелектуального керування. Давайте дослідимо та заглибимося в шари цього процесу, простежуючи весь шлях від однієї комірки до повної упаковки.

Виробництво елементів – народження «серця» акумулятора

Цей етап перетворює сировину на основні компоненти, що накопичують енергію, за допомогою кількох прецизійних кроків:

Змішування шламуАктивні матеріали для катода та анода поєднуються з провідними агентами та зв'язуючими речовинами, утворюючи однорідну суспензію.

Прецизійне покриттяСуспензія рівномірно наноситься на надтонкі металеві фольги — алюмінієві для катода, мідні для анода — з точністю до мікрона для забезпечення стабільної ємності елемента.

Каландрування та розрізанняПісля висихання покриті фольги стискаються до потрібної товщини та щільності, потім нарізаються на вузькі смужки з чистими краями без задирок, готові до складання комірок.

Збірка комірки – розміщення силового ядра

Після того, як електроди готові, наступним кроком є ​​створення функціонального ядра батареї та забезпечення її захисного корпусу.

Процес тут відрізняється залежно від кінцевої форми комірки. Для високощільних, просторово ефективних конструкцій пакетних та призматичних комірок електроди укладаються один на одного, як точні шари сендвіча, оптимізуючи простір та забезпечуючи рівномірний внутрішній тиск.

Для класичних та міцних циліндричних елементів (наприклад, 18650 або 21700) використовується високошвидкісний процес намотування. Тут анод, сепаратор і катод згортаються разом у щільний «желейний рулон» – це зрілий та високоефективний метод.

Далі відбувається герметизація осердя. Електродні виступи точно приварюються до клем лазером, і це критично важливе з'єднання перевіряється на бездоганність за допомогою чутливого детектора витоків гелію. Нарешті, осердя інкапсулюється — або вставляється в міцний сталевий корпус (циліндричний/призматичний), або герметизується в гнучкому, легкому алюмінієвому ламінованому пакеті.

Сушіння та заповнення: Комірки випікаються при температурі 85–105°C у вакуумі протягом 12–24 годин, щоб зменшити вміст вологи до рівня ppm. Потім електроліт точно дозується та впорскується у вакуумному середовищі.

Герметизація: Миттєва герметичність (за допомогою лазерного зварювання або механічного обтиску) ізолює комірку від вологи та кисню.

Формування та оцінювання

Формування: Перший цикл заряджання утворює щільну плівку SEI (твердий електролітний інтерфазний шар) на поверхні анода. Цей «свідоцтво про народження» елемента визначає термін його служби, безпеку та загальну продуктивність.

Класифікація: Елементи проходять повні випробування заряду-розряду для вимірювання фактичної ємності, внутрішнього опору та саморозряду. Елементи сортуються у відповідні набори з відхиленням менше 2%.

Інтеграція акумуляторних блоків (БАК) – від «індивідуального» до «командного»

Скринінг та зіставлення клітинЕлементи згруповані за майже однаковою ємністю, напругою та внутрішнім опором, щоб запобігти ефекту найслабшої ланки.

 Збірка та взаємоз'єднанняПослідовні/паралельні з'єднання використовують шини або гнучкі друковані плати (ГПС). Лазерне зварювання або болтове з'єднання забезпечують наднизький контактний опір (<0,1 мОм) та високою механічною міцністю.

Датчики та управління температуроюВбудовані датчики температури (зазвичай один на 2–4 комірки) разом із рідинними охолоджувальними пластинами або повітряними каналами підтримують різницю температур між комірками в межах 5°C.

Остаточне складання упаковки

Структурна інтеграціяМодулі, BMS, компоненти терморегуляції (сантехніка, насоси, вентилятори) та високовольтні розподільні коробки (реле, запобіжники) встановлені в міцному корпусі, який відповідає суворим механічним стандартам щодо вібрації, ударів та стійкості до стиснення.

BMS та обв'язуванняСистема керування батареями, яку часто називають «мозком» акумулятора, постійно контролює кожну комірку, виконує активне балансування, керує терморегуляцією, виконує діагностику несправностей та забезпечує багаторівневий захист.

Тестування та валідаціяГотові комплекти проходять випробування на герметичність за стандартом IP67/IP68 та цикли старіння в реальних умовах експлуатації, щоб забезпечити стабільну, надійну та довговічну роботу в реальних умовах експлуатації.

Наше зобов'язання: Орієнтація на інтеграцію, прагнення до якості

Ретельна вхідна перевіркаКожна комірка проходить 100% повторне тестування на ємність, внутрішній опір та зовнішній вигляд, з допустимою відхиленням менше 1,5%. Це гарантує усунення слабких ланок з джерела.

Точне виробництвоВід підбору комірок до лазерного зварювання з'єднань шин, наш автоматизований процес контролює ключові параметри в режимі реального часу, забезпечуючи повну відстежуваність та узгодженість.

Спеціально налаштована BMSНаша платформа BMS адаптована до стратегій активного балансування та інтелектуального управління температурою для максимізації продуктивності елементів. Кожна система проходить комплексні випробування на функціональну безпеку перед відправкою.

Повна перевірка умовКожен акумуляторна батарея проходить випробування на герметичність IP68, випробування на стійкість до вібрації та ударів, а також циклічні зміни високих/низьких температур, щоб гарантувати надійну роботу в реальних умовах.

Ми — ваш партнер, який розуміє роботу елементів, має чудові навички інтеграції та надає пріоритет контролю якості, надаючи ретельно перевірені та надійні енергетичні рішення.

Найчастіші запитання:

З: Чи є батарейка Duracell літієвою батарейкою?

В: Ні. Споживчі батарейки Duracell є лужними або нікель-металгідридними. Наші стійкові літієві батарейні системи використовують промислові LiFePO4 елементи, призначені для зберігання енергії.

З: Як дізнатися, чи в мене літієва батарея?

A: Перевірте наявність на етикетці напису «LiFePO4» або «Li-ion» та номінальної напруги (3,2 В/елемент). Наші системи чітко вказують хімічний склад, ємність та сертифікаційні знаки для легкої ідентифікації.