Inneal lùbach bataraidh lithium: prionnsapalan, prìomh phròiseasan agus stiùireadh smachd càileachd

Anns a 'phròiseas saothrachaidh de bataraidhean lithium-ion, mar as trice tha grunn dhòighean ann airson a' phròiseas a roinn. Faodar am pròiseas a roinn ann an trì prìomh phròiseasan: saothrachadh electrode, pròiseas cruinneachaidh agus deuchainn cealla (mar a chithear san fhigear gu h-ìosal), agus tha companaidhean ann cuideachd a bhios ga roinn ann am pròiseasan ro-lùbach agus iar-lùbach, agus is e a’ phuing comharrachaidh seo. am pròiseas lùbach. Mar thoradh air an obair amalachaidh làidir aige, is urrainn dha coltas a’ bhataraidh a bhith a’ cumadh tùsail, agus mar sin is e am pròiseas lùbach ann an saothrachadh bataraidh lithium-ion mar phrìomh àite, an iuchair, thathas gu tric a’ toirt iomradh air a’ phròiseas lùbach a bhios an cridhe roiligeadh a-mach mar an lom. cealla bataraidh (Jelly-Roll, air ainmeachadh mar JR).

Pròiseas Dèanamh Bataraidh Lithium-ion
Anns a 'phròiseas saothrachaidh bataraidh lithium-ion, tha am pròiseas lùbach bunaiteach air a nochdadh mar a leanas. Is e an obair shònraichte am pìos pòla adhartach, am pìos pòla àicheil agus am film aonaranachd a roiligeadh còmhla tro uidheamachd snàthad an inneal lùbach, agus tha na pìosan pòla adhartach is àicheil a tha faisg air làimh air an dealachadh leis an fhilm aonaranachd gus casg a chuir air cuairt ghoirid. Às deidh an lùbach a bhith deiseil, tha an cridhe air a shuidheachadh le pàipear gluasaid dùnaidh gus casg a chuir air a ’chridhe bho bhith a’ tuiteam às a chèile, agus an uairsin a ’sruthadh chun ath phròiseas. Anns a ’phròiseas seo, is e an iuchair dèanamh cinnteach nach eil conaltradh corporra eadar na dealanan dearbhach agus àicheil, agus gum faod an duilleag electrode àicheil a bhith a’ còmhdach gu tur an duilleag electrode dearbhach anns an dà thaobh còmhnard agus dìreach.

Sgeama sgeama den phròiseas lùbach
Ann am pròiseas lùbach a ’chridhe, mar as trice bidh dà phrìne rolla a’ clampadh dà shreath de dhiaphragm airson ro-lùbach, agus an uairsin a ’biathadh a’ phìos pòla adhartach no àicheil mu seach, agus tha am pìos pòla air a chlampadh eadar an dà shreath de dhiaphragm airson a dhol sìos. Ann an stiùireadh fad-ùine a 'chridhe, tha an diaphragm a' dol thairis air an diaphragm àicheil, agus tha an diaphragm àicheil a 'dol thairis air an diaphragm dearbhach, gus an cuairt ghoirid eadar na diaphragms dearbhach agus àicheil a sheachnadh.

Diagram sgeamach de dhiaphragm clampadh snàthaid lùbach

Dealbh corporra de inneal lùbach fèin-ghluasadach

Is e inneal lùbach am prìomh uidheamachd gus am prìomh phròiseas lùbach a thoirt gu buil. A’ toirt iomradh air an diagram gu h-àrd, tha na prìomh phàirtean agus gnìomhan aige mar a leanas:

1. Siostam solarachaidh pìos pòla: giùlain na pìosan pòla dearbhach is àicheil air an rèile treòrachaidh chun an dà shreath de dhiaphragm eadar taobh AA agus taobh BB fa leth gus dèanamh cinnteach à solar seasmhach de phìosan pòla.
2. Diaphragm unwinding siostam: Tha e a 'gabhail a-steach àrd agus ìosal diaphragms a thoirt gu buil fèin-ghluasadach agus leantainneach solar diaphragms dhan t-snàthad lùbach.
3. Siostam smachd teannachaidh: gus smachd a chumail air teannachadh seasmhach an diaphragm rè a 'phròiseas lùbach.
4. Siostam lùbach is gluing: airson a bhith a' gluing agus a' càradh nan coraichean an dèidh a bhith a' cromadh.
5. A’ luchdachadh siostam giùlain: Thoir air falbh na coraichean gu fèin-ghluasadach bho na snàthadan agus leig às iad air a’ chrios giùlain fèin-ghluasadach.
6. Tionndadh coise: Nuair nach eil suidheachadh neo-àbhaisteach ann, ceum air an tionndadh coise gus smachd a chumail air obrachadh àbhaisteach lùbach.
7. Eadar-aghaidh eadar-obrachadh daonna-coimpiutair: le suidheachadh paramadair, debugging làimhe, inneal-rabhaidh agus gnìomhan eile.

Bhon sgrùdadh gu h-àrd air a 'phròiseas lùbach, chìthear gu bheil dà cheangal nach gabh a sheachnadh ann an lùbach a' chridhe dealain: a 'putadh an t-snàthad agus a' tarraing an t-snàthad.
Brùth air a 'phròiseas snàthad: tha an dà rolla de shnàthaid a' leudachadh fo ghnìomh putadh an t-siolandair snàthad, tro gach taobh den diaphragm, an dà rolla de shnàthadan air an cruthachadh leis a 'chothlamadh den siolandair snàthad a chaidh a chuir a-steach don t-seam, na rolagan snàthad faisg air a bhith a’ clampadh an diaphragm, aig an aon àm, bidh an dà rolla de shnàthadan a’ tighinn còmhla gus cumadh bunaiteach co-chothromach a chruthachadh, mar chridhe lùbach a’ chridhe.

Diagram sgeamach den phròiseas putadh snàthad

Pròiseas pumpaidh snàthad: às deidh crìoch a chur air an lùbach bunaiteach, tha an dà shnàthaid air an toirt air ais fo ghnìomhachd an t-siolandair pumpaidh snàthad, tha an siolandair snàthad air a thoirt a-mach às an t-seam, bidh am ball san inneal snàthad a’ dùnadh an t-snàthad fo ghnìomhachd an earraich, agus tha an dà shnàthaid air an fuarachadh ann an taobh eile, agus tha meud ceann an-asgaidh na snàthad air a lughdachadh gus beàrn sònraichte a chruthachadh eadar an t-snàthad agus uachdar a-staigh a’ chridhe, agus leis an t-snàthad air a tharraing air ais an coimeas ris a’ mhuineal gleidhidh, na snàthadan agus faodar an cridhe a sgaradh gu rèidh.

Diagram sgeamach den phròiseas tarraing shnàthaid

Tha an "snàthad" anns a 'phròiseas a bhith a' putadh agus a 'tarraing a-mach an t-snàthad gu h-àrd a' toirt iomradh air an t-snàthad, a tha, mar phrìomh phàirt den inneal lùbach, a 'toirt buaidh mhòr air astar lùbach agus càileachd a' chridhe. Aig an àm seo, bidh a’ mhòr-chuid de na h-innealan lùbach a’ cleachdadh snàthadan cruinn, ugh-chruthach agus còmhnard ann an cumadh daoimean. Airson snàthadan cruinn is ugh-chruthach, mar thoradh air arc sònraichte a bhith ann, leanaidh sin gu deformachadh cluais pòla a ’chridhe, anns a’ phròiseas brùthadh cridhe às deidh sin, ach cuideachd furasta a bhith ag adhbhrachadh wrinkling a-staigh agus deformachadh a ’chridhe. A thaobh snàthadan còmhnard ann an cumadh daoimean, mar thoradh air an eadar-dhealachadh mòr eadar na tuaghan fada is goirid, tha teannachadh a’ phìos pòla agus an diaphragm ag atharrachadh gu mòr, ag iarraidh air an motair dràibhidh gaoth aig astaran caochlaideach, a tha ga dhèanamh duilich smachd a chumail air a’ phròiseas, agus mar as trice tha an astar lùbach ìosal.

Diagram sgeamach de shnàthadan lùbach cumanta

Gabh an t-snàthad ann an cumadh daoimean còmhnard as iom-fhillte agus as cumanta mar eisimpleir, ann am pròiseas a bhith a 'lùbadh agus a' cuairteachadh, tha na pìosan pòla adhartach is àicheil agus an diaphragm an-còmhnaidh air am pasgadh timcheall air na sia puingean oisean B, C, D, E, F. agus G mar àite taic.

Diagram sgeamach de chuairteachadh snàthad lùbach ann an cumadh daoimean

Mar sin, faodar am pròiseas lùbach a roinn ann an lùbach roinneil le OB, OC, OD, OE, OF, OG mar an radius, agus chan fheum ach sgrùdadh a dhèanamh air atharrachadh astar na loidhne anns na seachd raointean ceàrnach eadar θ0, θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, agus θ7, gus cunntas a thoirt gu tur gu cainneachdail air pròiseas cuairteachaidh cearcallach an t-snàthad lùbach.

Diagram sgeamach de dhiofar cheàrnan de chuairteachadh snàthad

Stèidhichte air an dàimh trigonometric, faodar an dàimh co-fhreagarrach a thoirt gu buil.

Bhon cho-aontar gu h-àrd, tha e furasta fhaicinn nuair a tha an t-snàthad lùbach air a sèideadh aig astar seasmhach ceàrnach, gu bheil an astar sreathach lùbach agus an ceàrn a chaidh a chruthachadh eadar puing taic na snàthad agus na pìosan pòla adhartach is àicheil agus an diaphragm. ann an dàimh gnìomh sgaraichte. Tha an dàimh ìomhaigh eadar an dà air a shamhlachadh le Matlab mar a leanas:

Atharrachadh air astar lùbach aig diofar cheàrnan

Tha e follaiseach gu h-intuitive gum faod an co-mheas eadar an astar sreathach as àirde agus an astar sreathach as ìsle ann am pròiseas lùbach an t-snàthad còmhnard ann an cumadh daoimean san fhigear a bhith nas àirde na 10 tursan. Bheir atharrachadh cho mòr ann an astar loidhne atharrachadh mòr ann an teannachadh nan electrodan adhartach is àicheil agus an diaphragm, a tha na phrìomh adhbhar airson caochlaidhean ann an teannachadh lùbach. Dh’ fhaodadh cus caochlaideachd teannachadh leantainn gu sìneadh diaphragm tron ​​​​phròiseas lùbach, crìonadh diaphragm às deidh lùbach, agus beàrn beag de shreathan aig na h-oiseanan taobh a-staigh a’ chridhe às deidh brùthadh cridhe. Anns a 'phròiseas cosgais, tha leudachadh a' phìos pòla ag adhbhrachadh nach eil an cuideam ann an stiùireadh leud a 'chridhe air a chuimseachadh, agus mar thoradh air sin bidh àm cromadh, a' leantainn gu saobhadh a 'phìos pòla, agus tha am bataraidh lithium ullaichte mu dheireadh a' nochdadh "S " deformachadh.

Ìomhaigh CT agus diagram disassembly den chridhe deformed "S".

Aig an àm seo, gus fuasgladh fhaighinn air duilgheadas droch chàileachd bunaiteach (sa mhòr-chuid deformation) air adhbhrachadh le cumadh an t-snàthad lùbach, mar as trice bidh dà dhòigh air an cleachdadh: lùbach teannachadh caochlaideach agus lùbach astar caochlaideach.

1. Caochlaideach teannachadh lùbach: Gabh bataraidh siolandair mar eisimpleir, fo luaths uillt seasmhach, bidh an astar sreathach ag àrdachadh leis an àireamh de shreathan lùbach, a tha a’ leantainn gu àrdachadh teannachadh. Atharrachadh teannachaidh lùbach, is e sin, tron ​​​​t-siostam smachd teannachadh, gus am bi an teannachadh air a chuir a-steach don phìos pòla no diaphragm leis an àrdachadh anns an àireamh de shreathan lùbach agus lughdachadh sreathach, gus am bi e ann an cùis astar cuairteachaidh seasmhach, ach fhathast comasach dèan am pròiseas lùbach gu lèir den teannachadh cho fada ‘s as urrainn gus cumail suas seasmhach. Tha àireamh mhòr de dheuchainnean teannachaidh caochlaideach air leantainn gu na co-dhùnaidhean a leanas:
a. Mar as lugha an teannachadh lùbach, is ann as fheàrr a bhios a’ bhuaidh leasachaidh air deformation bunaiteach.
b. Rè lùbach luaths seasmhach, mar a bhios trast-thomhas a 'chridhe a' dol am meud, bidh an teannachadh a 'dol sìos gu sreathach le cunnart nas ìsle de dhì-fhoirmeachadh na le lùbach teann cunbhalach.
2. Astar lùbach caochlaideach: Gabh cealla ceàrnagach mar eisimpleir, mar as trice bidh snàthad lùbach cumadh daoimean air a chleachdadh. Nuair a tha an t-snàthad air a dhùsgadh aig astar cunbhalach ceàrnach, bidh an astar sreathach ag atharrachadh gu mòr, agus mar thoradh air sin bidh eadar-dhealachaidhean mòra ann am farsaingeachd sreathan aig oiseanan a 'chridhe. Aig an àm seo, tha an fheum air astar sreathach ag atharrachadh tarraing air ais air lagh atharrachadh astar cuairteachaidh, is e sin, lùbach an astar cuairteachaidh le atharrachadh ceàrn agus atharrachadh, gus pròiseas lùbach atharrachaidhean astar sreathach a thoirt gu buil cho beag. 's as urrainn, gus dèanamh cinnteach gu bheil an teannachadh ag atharrachadh anns an raon de luach beag amplitude.

Ann an ùine ghoirid, faodaidh cumadh an t-snàthad lùbach buaidh a thoirt air rèidh a’ chluais pòla (toradh bunaiteach agus coileanadh dealain), astar lùbach (cinneasachd), èideadh cuideam bunaiteach a-staigh (duilgheadasan deformachaidh coltas) agus mar sin air adhart. Airson bataraidhean siolandair, mar as trice bidh snàthadan cruinn air an cleachdadh; airson bataraidhean ceàrnagach, mar as trice bithear a’ cleachdadh snàthadan elliptical no rhombic còmhnard (ann an cuid de chùisean, faodar snàthadan cruinn a chleachdadh cuideachd gus an cridhe a ghaoth agus a dhèanamh rèidh gus cridhe ceàrnagach a chruthachadh). A bharrachd air an sin, tha àireamh mhòr de dhàta deuchainneach a’ sealltainn gu bheil buaidh chudromach aig càileachd nan coraichean air coileanadh electrochemical agus coileanadh sàbhailteachd a’ bhataraidh dheireannaich.

Stèidhichte air an seo, tha sinn air cuid de phrìomh dhraghan agus ro-chùram a rèiteach ann am pròiseas lùbach bataraidhean lithium, an dòchas gnìomhachd neo-iomchaidh a sheachnadh sa phròiseas lùbach cho mòr ‘s as urrainn, gus bataraidhean lithium a dhèanamh a choinnicheas ri riatanasan càileachd.

Gus na prìomh lochdan fhaicinn, faodar an cridhe a bhogadh ann an roisinn epoxy glue AB airson leigheas, agus an uairsin faodar an crois-earrann a ghearradh agus a phoileachadh le pàipear-gainmhich. Tha e nas fheàrr na sampallan ullaichte a choimhead fo mhiocroscop no sganadh eileagtronaigeach miocroscop, gus mapadh lochdan a-staigh a’ chridhe fhaighinn.

Mapa de lochdan taobh a-staigh a 'chridhe
(a) Tha am figear a’ sealltainn cridhe barrantaichte gun uireasbhaidhean follaiseach air an taobh a-staigh.
(b) Anns an fhigear, tha e follaiseach gu bheil am pìos pòla air a thoinneamh agus air a dheformachadh, a dh ’fhaodadh a bhith co-cheangailte ris an teannachadh lùbach, tha an teannachadh ro mhòr airson wrinkles a dhèanamh air a’ phìos pòla, agus bidh an leithid de lochdan a ’toirt air an eadar-aghaidh bataraidh crìonadh agus lithium sileadh, a bheir droch bhuaidh air coileanadh a’ bhataraidh.
(c) Tha stuth cèin eadar an dealanan agus an diaphragm san fhigear. Dh’ fhaodadh an uireasbhaidh seo leantainn gu fìor fèin-sgaoileadh agus eadhon duilgheadasan sàbhailteachd adhbhrachadh, ach mar as trice lorgar e anns an deuchainn Hi-pot.
(d) Tha pàtran uireasbhaidh àicheil agus dearbhach aig an dealan san fhigear, a dh’ fhaodadh leantainn gu comas ìosal no sileadh lithium.
(e) Tha duslach measgaichte air an dealan san fhigear a-staigh, a dh ’fhaodadh leantainn gu barrachd fèin-sgaoileadh a’ bhataraidh.

A bharrachd air an sin, faodaidh lochdan taobh a-staigh a’ chridhe a bhith air an comharrachadh le deuchainnean neo-sgriosail, leithid an deuchainn X-ray agus CT a thathas a’ cleachdadh gu cumanta. Tha na leanas na ro-ràdh goirid air cuid de lochdan pròiseas bunaiteach cumanta:

1. Còmhdach truagh air pìos pòla: chan eil pìos pòla àicheil ionadail air a chòmhdach gu h-iomlan le pìos pòla dearbhach, a dh'fhaodadh leantainn gu deformachadh bataraidh agus sileadh lithium, a 'ciallachadh gu bheil cunnartan sàbhailteachd ann.

2. Deformachadh pìos pòla: tha am pìos pòla air a dheformachadh le eas-tharraing, a dh’ fhaodadh cuairteachadh goirid a-staigh a bhrosnachadh agus droch dhuilgheadasan sàbhailteachd a thoirt gu buil.

Is fhiach a ràdh, ann an 2017, cùis spreadhaidh fòn cealla samsung note7, gu bheil toradh an sgrùdaidh air sgàth gu bheil an dealan àicheil taobh a-staigh a ’bhataraidh air a bhrùthadh gus cuairt ghoirid a-staigh adhbhrachadh, agus mar sin ag adhbhrachadh gun spreadh am bataraidh, dh’ adhbhraich an tubaist samsung electronics call còrr is 6 billean dollar.

3. Cùis meatailt cèin: is e stuth cèin meatailt coileanadh marbhadh bataraidh lithium-ion, faodaidh e tighinn bhon taois, uidheamachd no an àrainneachd. Faodaidh mìrean nas motha de stuth cèin meatailt cuairteachadh goirid corporra adhbhrachadh gu dìreach, agus nuair a thèid stuth cèin meatailt a mheasgachadh a-steach don electrode adhartach, thèid a oxidachadh agus an uairsin a thasgadh air uachdar an electrode àicheil, a ’tolladh an diaphragm, agus aig a’ cheann thall ag adhbhrachadh taobh a-staigh. cuairt ghoirid anns a’ bhataraidh, a tha na fhìor chunnart sàbhailteachd. Is e stuth cèin meatailt cumanta Fe, Cu, Zn, Sn agus mar sin air adhart.

Tha inneal lùbach bataraidh lithium air a chleachdadh airson ceallan bataraidh lithium a thoirt gu crìch, a tha na sheòrsa de uidheamachd airson duilleag electrode adhartach, duilleag electrode àicheil agus diaphragm a chuir ri chèile ann am pasgan bunaiteach (JR: JellyRoll) le cuairteachadh leantainneach. Thòisich uidheamachd saothrachaidh lùbach dachaigheil ann an 2006, bho chruinn leth-fèin-ghluasadach, lùbach ceàrnagach leth-fèin-ghluasadach, cinneasachadh film fèin-ghluasadach, agus an uairsin air a leasachadh gu fèin-ghluasad aonaichte, inneal lùbach film, inneal lùbach gearradh die laser, inneal lùbach leantainneach anode, lùbach leantainneach diaphragm inneal, agus mar sin air adhart.

An seo, tha sinn gu sònraichte a 'moladh Yixinfeng leusair die-gearradh lùbach lùbach agus a' putadh inneal rèidh. Bidh an inneal seo a ’cothlamadh teicneòlas adhartach gearradh die leusair, pròiseas lùbach èifeachdach agus gnìomh putadh mionaideach, a dh’ fhaodadh èifeachdas cinneasachaidh agus càileachd bataraidh lithium adhartachadh gu mòr. Tha na buannachdan cudromach a leanas aige:


1. Gearradh bàs àrd-chruinneas: Dèan cinnteach gu bheil meud mionaideach de phìos pòla agus diaphragm, lughdaich sgudal stuthan agus leasaich seasmhachd a ’bhataraidh.
2. Seasmhach lùbach: Tha inneal lùbach as fheàrr agus siostam smachd a 'dèanamh cinnteach gu bheil structar bunaiteach teann agus seasmhach, a' lùghdachadh strì an taobh a-staigh agus a 'leasachadh coileanadh bataraidh.
3. Ìreachadh àrd-èifeachdais: Tha dealbhadh ìre sònraichte a 'dèanamh uachdar nan coraichean còmhnard, a' lùghdachadh cuideam neo-chòmhnard a-staigh, agus a 'leudachadh beatha bataraidh.
4. Smachd tuigseach: Uidheamaichte le eadar-aghaidh eadar-obrachaidh daonna-coimpiutair adhartach, tuigidh e suidheachadh paramadair ceart agus sgrùdadh fìor-ùine, obrachadh furasta agus cumail suas furasta.
5. Raon farsaing de cho-chòrdalachd: faodaidh e cuideachd 18, 21, 32, 46, 50, 60 a dhèanamh a h-uile modal cealla bataraidh, gus coinneachadh ri na feumalachdan cinneasachaidh eadar-mheasgte agad.

Lithium - Uidheam Bataraidh Ion
Tagh inneal gearradh die laser Yixinfeng, lùbach is putadh gus càileachd agus èifeachdas nas àirde a thoirt a-steach airson do chinneasachadh bataraidh lithium!