Makîneya Pêlkirina Pîlê Lithium: Prensîb, Pêvajoyên Key û Rêbernameyên Kontrolkirina Kalîteyê

Di pêvajoya çêkirina bataryayên lîtium-ion de, bi gelemperî çend awayên dabeşkirina pêvajoyê hene. Pêvajo dikare di sê pêvajoyên sereke de were dabeş kirin: çêkirina elektrodê, pêvajoya kombûnê û ceribandina hucreyê (wek ku di wêneya jêrîn de tê xuyang kirin), û pargîdaniyên ku wê di pêvajoyên pêş-pêçandin û paşvekêşanê de dabeş dikin jî hene, û ev xala veqetandinê ye. pêvajoya dorpêçkirinê. Ji ber ku fonksiyona wê ya entegrasyonê ya bihêz, dikare xuyangê pîlê dirûvê destpêkê çêbike, ji ber vê yekê pêvajoya pêlêdana di çêkirina pîlê lîtium-ion de wekî rolek bingehîn, ya sereke ye, pêvajoya pêlandinê ku ji hêla navika pelçiqandî ve hatî hilberandin bi gelemperî wekî tazî tê binav kirin. hucreya pîlê (Jelly-Roll, wekî JR tê binav kirin).

Pêvajoya Çêkirina Pîlê Lithium-ion
Di pêvajoya çêkirina bataryaya lîtium-ion de, pêvajoya pêlêdana bingehîn bi vî rengî tê destnîşan kirin. Operasyona taybetî ev e ku perçeya pola erênî, perçeya pola neyînî û fîlima îzolekirinê bi navgîniya mekanîzmaya derziyê ya makîneya ziravî ve bi hev re bizivirîne, û perçeyên pola erênî û neyînî yên cîran ji hêla fîlima îzolekirinê ve têne veqetandin da ku pêşî li şebeka kurt bigire. Piştî ku lêdan qediya, navik bi kaxezek adhesive ya girtî tê sabît kirin da ku rê li hev nekeve, û dûv re diherike pêvajoya din. Di vê pêvajoyê de, ya sereke ev e ku meriv pê ewle bibe ku têkiliyek laşî di navbera elektrodên erênî û neyînî de tune ye, û ku pelê elektrodê neyînî dikare bi tevahî pelika elektroda erênî hem di rêgezên horizontî û hem jî vertîkal de veşêre.

Diyagrama şematîkî ya pêvajoya pêlêdanê
Di pêvajoya pêçandina navikê de, bi gelemperî du pêlên pêlavê du tebeqeyên diafragmê ji bo pêş-pêçandinê girêdidin, û dûv re perçeya pola erênî an neyînî dixin dewrê, û perçeya polê di navbera her du tebeqeyên diafragmê de ji bo lêdanê tê girtin. Di arasteya dirêjî ya navikê de, diafragma ji diafragmaya neyînî derbas dibe, û diafragmaya neyînî ji diafragmaya erênî derbas dibe, da ku ji pêwendiya kurt a di navbera diafragmayên erênî û neyînî dûr bikevin.

Diagrama şematîkî ya diafragmaya pêçandina derziyê

Xêzkirina laşî ya makîneya pêlêdana otomatîk

Makîneya pêlavê amûra sereke ye ku ji bo pêkanîna pêvajoya pêlêdana bingehîn e. Li gorî diyagrama jorîn, pêkhate û fonksiyonên wê yên sereke ev in:

1. Pergala dabînkirina perçeya polê: Parçeyên pola erênî û neyînî yên li ser rêça rêberiyê bi rêzê veguhezînin du qatên diafragmayê yên di navbera alîyê AA û alîyê BB de, da ku peydakirina stabîl a perçeyên polê misoger bikin.
2. Pergala vekêşana diafragmê: Ew diafragmayên jorîn û jêrîn vedihewîne da ku peydakirina otomatîk û domdar a diafragmayan ji derziya pêçandinê re pêk bîne.
3. Pergala kontrolkirina tansiyonê: ji bo kontrolkirina tansiyona domdar a diafragmê di dema pêvajoyek pêlê de.
4. Pergala pêlkirin û zeliqandinê: ji bo zeliqandin û rastkirina koranên piştî pêlandinê.
5. Pergala veguheztina barkirinê: Bi xweber kelûpelên ji derziyan veqetînin û wan davêjin ser kembera veguhastina otomatîkî.
6. Guhestina lingê: Dema ku rewşek nenormal tune be, li ser guheztina lingê gav bavêjin da ku xebata normal ya pêlê kontrol bikin.
7. Navbera danûstendina mirov-komputer: bi mîhenga parametreyê, debuggkirina destan, şîretên alarmê û fonksiyonên din.

Ji vekolîna jorîn a pêvajoya pêlêdanê, tê dîtin ku pêlêdana navika elektrîkê du girêdanên neçar dihewîne: xistina derziyê û kişandina derziyê.
Pêvajoya derziyê bixin: du lîstokên derziyê di bin çalakiya pêlêdana silindira derziyê de dirêj dibin, di nav her du aliyên diafragmayê re, du lîstokên derziyê ji berhevkirina cylindera derziyê ya ku di nav destikê de hatî çêkirin, çêdibe. Nêzîkî girtina diafragmê, di heman demê de, her du lîstokên derzîyê li hev dikevin da ku di bingeh de şeklek simetrîk ava bikin, wekî bingeha pêça navikê.

Diyagrama şematîkî ya pêvajoya kişandina derziyê

Pêvajoya pompkirina derziyê: piştî ku pêlêdana bingehîn qediya, du derzî di bin çalakiya silindera pompkirina derziyê de têne paşvekişandin, silindirê derziyê ji qalikê tê derxistin, topê di cîhaza derziyê de derziyê di bin çalakiya biharê de digire. û her du derzî ber bi rêyên berevajî hev têne kelijandin, û mezinahiya dawiya azad a derzîyê kêm dibe da ku di navbera derzî û rûxara hundurê korikê de valahiyek çêbibe, û bi derziyê re li gorî qalikê ragirtinê paşde tê kişandin, derzî û core dikare bi hêsanî were veqetandin.

Diyagrama şematîkî ya pêvajoya derxistina derziyê

"Derzî" di pêvajoya lêdan û derxistina derziyê ya li jor de bi derziyê re vedibêje, ku wekî pêkhateya bingehîn a makîneya pêlandinê, bandorek girîng li leza pêl û kalîteya navikê dike. Heya nuha, piraniya makîneyên pêlhev derziyên bi şiklê almasê yên dor, ovalek û pêçandî bikar tînin. Ji bo derziyên dor û ovalî, ji ber hebûna wê ya kemerek diyar, dê bibe sedema guheztina guhê stûnê ya navikê, di pêvajoya paşîn a zexta navikê de, lê di heman demê de hêsan dibe sedema şilbûna hundurîn û guheztina navikê. Wekî ku ji bo derziyên şiklê almasê yên daîre, ji ber cûdahiya mezinahiya di navbera eksê dirêj û kurt de, tansiyona perçeya polê û diafragmayê bi girîngî diguhere, pêdivî ye ku motora ajotinê bi leza guhêrbar bayê, ku kontrolkirina pêvajoyê dijwar dike. û leza pêlêkirinê bi gelemperî kêm e.

Diyagrama şematîkî ya derziyên pêlêdana hevpar

Derziya herî tevlihev û hevpar a almas-teşe wek mînak bigirin, di pêvajoya lêdan û zivirîna wê de, perçeyên pola erênî û neyînî û diafragma her gav li dora şeş xalên quncikê yên B, C, D, E, F têne pêçandin. û G wekî xala piştgiriyê.

Diyagrama şematîkî ya zivirîna derziyê ya pêçayî ya bi teşe almasê

Ji ber vê yekê, pêvajoya pêlandinê dikare bi OB, OC, OD, OE, OF, OG wekî tîrêjê ve bibe nav lêdana perçekî, û tenê pêdivî ye ku guhartina leza xetê di heft rêzikên goşeyî de di navbera θ0, θ1, θ2 de were analîz kirin, θ3, θ4, θ5, θ6, û θ7, ji bo ku bi tevahî jimareyî pêvajoya zivirîna dorhêla derziya pêçayî binav bike.

Diyagrama şematîk a goşeyên cihêreng ên zivirîna derziyê

Li ser bingeha têkiliya trigonometriyê, têkiliya têkildar dikare were derxistin.

Ji hevkêşana jorîn, bi hêsanî tê dîtin ku gava derziya pêlandinê bi lezek goşeyî ya domdar tê çikandin, leza xêzikî ya lêdanê û goşeya ku di navbera xala piştgirî ya derziyê û perçeyên pola erênî û neyînî û diafragma de çêdibe. di têkiliyek fonksiyonek dabeşkirî de. Têkiliya wêneyê di navbera her duyan de ji hêla Matlab ve bi vî rengî tê simul kirin:

Guhertinên leza pêlêkirinê di hêlên cûda de

Eşkere ye ku rêjeya leza xêzikî ya herî zêde bi leza xêzikî ya hindiktirîn di pêvajoya pêçandina derziya bi şeklê almasê de di jimarê de dikare ji 10 carî zêdetir be. Guhertinek wusa mezin di leza rêzê de dê di tansiyona elektrodên erênî û neyînî û diafragmayê de guheztinên mezin derxe holê, ku sedema sereke ya guheztinên di tansiyona pêlhev de ye. Guherîna tansiyonê ya zêde dibe ku bibe sedema dirêjbûna diafragmê di dema pêvajoyek pêlêdan de, piçûkbûna diafragmê piştî pêlêdan, û dûrbûna çîçek piçûk li quncikên di hundurê navikê de piştî zexta bingehîn. Di pêvajoya barkirinê de, berbelavbûna perçeya polê dibe sedem ku stresê di arasteya firehiya navikê de neyê berhev kirin, di encamê de qonaxek qulikê çêdibe, ku di encamê de perçeya polê berteng dibe, û pîlê lîtiumê ya amade di dawiyê de xuya dike "S. "deformasyon.

Wêneya CT û diagrama veqetandinê ya "S" ya bingehîn deforme

Heya nuha, ji bo çareserkirina pirsgirêka kalîteya bingehîn a belengaz (bi bingehîn deformasyon) ku ji hêla şiklê derziya pêçayî ve hatî çêkirin, bi gelemperî du rêbaz têne bikar anîn: lêdana tansiyonê ya guhêrbar û lêdana leza guhêrbar.

1. Pevçûnek tîrêjê ya guhêrbar: Mînakî bataryayên silindrîk bigirin, di bin leza goşeyî ya domdar de, leza xêzikî bi hejmara tebeqeyên pêçandî re zêde dibe, ku dibe sedema bilindbûna tansiyonê. Tewandina tîrêjê ya guhêrbar, ango bi riya pergala kontrolkirina tansiyonê, bi vî rengî ku tansiyona ku li perçeya polê an diafragmayê tê sepandin bi zêdebûna hejmara tebeqeyên pêçandinê û kêmkirina xêzkirî re, wusa ku di rewşa leza zivirînê ya domdar de, lê dîsa jî dikare tevahiya pêvajoyek pêlêdana tansiyonê bi qasî ku gengaz be da ku domdar bimîne. Hejmarek mezin ji ceribandinên pêlêdana tansiyona guhêrbar bûne sedema encamên jêrîn:
yek. Çiqas tansiyona pêçandinê piçûktir bibe, bandora çêtirbûnê li ser deformasyona bingehîn baştir dibe.
b. Di dema lêdana leza domdar de, her ku pîvana navikê zêde dibe, tansiyon bi xêzek kêm dibe û xetera deformasyonê ji ya pêlên tansiyona domdar kêm dibe.
2. Pevçûnek leza guhêrbar: Mînakek şaneya çargoşe, bi gelemperî derziyek pêçayî ya almas-teşe tê bikar anîn. Dema ku derzî bi leza goşeyî ya domdar tê birin, leza xêzikî pir diguhezîne, û di encamê de cûdahiyên mezin di cihêbûna qatan de li quncikên bingehîn çêdibe. Di vê demê de, hewcedariya leza xêzkirî diguhezîne daxistina berevajî ya qanûna guheztina leza zivirandinê, ango pêlkirina leza zivirînê bi guheztin û guheztina goşeyê re, ji bo ku meriv pêvajoya pêlandinê ya guheztinên leza rêzê wekî piçûk were fêm kirin. bi qasî ku gengaz be, da ku pê ewle bibe ku guheztinên tansiyonê di nav rêza nirxa amplitudeya piçûk de diguhere.

Bi kurtasî, şiklê derziya pêlandinê dibe ku bandorê li ser guhê polê (hilberîna bingehîn û performansa elektrîkê), leza pêlandinê (hilberîn), yekrengiya stresa hundurîn a bingehîn (pirsgirêkên deformasyona xuyangê) û hwd. Ji bo bataryayên silindrîk, bi gelemperî derziyên dor têne bikar anîn; ji bo bataryayên çargoşe, bi gelemperî derziyên rombî yên elîptîkî an jî yên rût têne bikar anîn (di hin rewşan de, derziyên dor jî dikarin werin bikar anîn da ku bayê biherikînin û navikê dakêşin da ku navek çargoşe çêbikin). Digel vê yekê, hejmareke mezin ji daneyên ceribandinê destnîşan dikin ku qalîteya koran bandorek girîng li ser performansa elektrokîmyayî û performansa ewlehiya pîlê paşîn heye.

Li ser vê yekê, me hin fikar û tedbîrên sereke di pêvajoya pêlêdana bataryayên lîtiumê de veqetandine, bi hêviya ku em bi qasî ku pêkan ji operasyonên nerast di pêvajoya pêlêdanê de dûr bikevin, da ku em bataryayên lîtiumê yên ku hewcedariyên kalîteyê bicîh tînin çêbikin.

Ji bo dîtina kêmasiyên bingehîn, navik dikare ji bo saxbûnê di nav rezîla epoksî ya AB-ê de were şûştin, û dûv re beşa xaçê dikare bi kaxizek sandê were qut kirin û paqij kirin. Çêtir e ku meriv nimûneyên amadekirî di bin mîkroskopê an mîkroskopa elektronîkî ya şopandinê de temaşe bike, da ku nexşeya kêmasiya hundurîn a navikê bi dest bixe.

Nexşeya kêmasiya navxweyî ya bingehîn
(a) Hêjmar bingehek jêhatî û bê kêmasiyên hundurîn ên eşkere nîşan dide.
(b) Di jimarê de, perçeya polê bi eşkere zivirî û şikestî ye, ku dibe ku bi tansiyona pêlhev ve girêdayî be, tansiyon pir mezin e ku bibe sedema qurmiçkirina perçeyê polê, û ev celeb kêmasiyan dê bike ku pêwendiya batterê xirab bibe û lîtium baranê, ku dê performansa pîlê xirab bike.
(c) Di wêneyê de di navbera elektrod û diafragmayê de maddeyek biyanî heye. Dibe ku ev kêmasî bibe sedema xwe-derxistina ciddî û tewra bibe sedema pirsgirêkên ewlehiyê, lê ew bi gelemperî di ceribandina Hi-pot de dikare were tespît kirin.
(d) Elektroda di jimarê de xwedan nexşeyek xeletiyek neyînî û erênî ye, ku dibe sedema kapasîteya kêm an barîna lîtiumê.
(e) Elektroda di nîgarê de toz di hundurê xwe de tevlihev e, ku dibe ku bibe sedema zêdebûna xwe-dakêşana pîlê.

Wekî din, kêmasiyên di hundurê bingehîn de jî dikarin bi ceribandina ne-hilweşîner, wekî ceribandina X-ray û CT-ê ya ku bi gelemperî têne bikar anîn, bêne diyar kirin. Ya jêrîn danasînek kurt a hin kêmasiyên pêvajoya bingehîn ên hevpar e:

1. Vegirtina belengaz a perçeya polê: Parçeya pola neyînî ya herêmî bi tevahî bi perçeya pola erênî ve nayê nixumandî, ku dibe ku bibe sedema deformasyona pîlê û barîna lîtiumê, ku bibe sedema xetereyên ewlehiyê yên potansiyel.

2. Deformasyona perçeya polê: perçeya polê ji hêla extrusionê ve tê deform kirin, ku dibe ku kurteya hundurîn derxe û pirsgirêkên ewlehiyê yên cidî bîne.

Hêjayî gotinê ye ku di sala 2017an de bûyera teqîna telefona desta ya samsung note7 ya hestyar, encama lêkolînê ji ber ku elektroda neyînî ya di hundurê pîlê de tê çewisandin û dibe sedema qutbûnek navxweyî, bi vî awayî bû sedema teqandina pîlê, qeza bû sedema elektronîk Samsung. zêdetirî 6 milyar dolar zirar dîtiye.

3. Tişta biyanî ya metal: maddeya biyanî ya metal performansa kujerê bateriya lîtium-ion e, dibe ku ji paste, amûr an jîngehê were. Parçeyên mezin ên maddeya biyanî ya metal rasterast dibe ku bibe sedema kurtefîlmek laşî, û dema ku maddeya biyanî ya metal di nav elektroda erênî de tê tevlihev kirin, ew ê were oksîd kirin û dûv re li ser rûyê elektroda neyînî were razandin, diafragmayê qul bike, û di dawiyê de bibe sedema têkçûnek navxweyî. çerxa kurt di pîlê de, ku xeterek ewlehiyê ya cidî çêdike. Madeyên biyanî yên metal ên hevpar Fe, Cu, Zn, Sn û hwd.

Makîneya lêdana bataryaya lîtiumê ji bo xistina hucreyên bataryayê yên lîtiumê tê bikar anîn, ku celebek amûrek e ji bo komkirina pelê elektrodê erênî, pelika elektroda neyînî û diafragmê di nav pakêtek bingehîn (JR: JellyRoll) bi zivirandina domdar. Amûrên hilberîna pêlên navmalî di sala 2006-an de dest pê kir, ji dora nîv-otomatîk, pêça çargoşe ya nîv-otomatîkî, hilberîna fîlimê ya otomatîkî, û dûv re pêşkeftî li otomasyona hevgirtî, makîneya lêdana fîlimê, makîneya pêlavkirina lazer-birrîna lazer, makîneya lêdana domdar a anodê, pêça domdar a diaphragmê. makîne, û hwd.

Li vir, em bi taybetî makîneya pêlavê ya birrîna lazerê ya birêkûpêk û lêxistina lazer Yixinfeng pêşniyar dikin. Vê makîneyê teknolojiya birrîna lazerê ya pêşkeftî, pêvajoyek pêlêdana bikêr û fonksiyona pêlêdana rastîn bi hev re dike, ku dikare karbidestiya hilberînê û kalîteya battera lîtiumê pir baştir bike. Ew avantajên girîng ên jêrîn hene:


1. Kuştina birêkûpêk a bilind: Mezinahiya rast a perçeya polê û diafragmayê piştrast bikin, bermahiyên materyalê kêm bikin û hevgirtina pîlê çêtir bikin.
2. Pevçûnek domdar: Mekanîzma û pergala kontrolê ya xweşbînkirî strûktûra bingehîn a hişk û aram peyda dike, berxwedana hundurîn kêm dike û performansa batterê baştir dike.
3. Astengkirina bilind-berbiçav: Sêwirana hevrêziya yekta rûbera koran safî dike, stresa navxweyî ya nehevdeng kêm dike, û jiyana bateriyê dirêj dike.
4. Kontrola hişmend: Bi navgîniya pêwendiya pêwendiya mirov-komputerê ya pêşkeftî ve tête peyda kirin, ew mîhenga pîvanê ya rast û çavdêriya rast-dem, xebata hêsan û domandina hêsan fêm dike.
5. Berfirehiya lihevhatinê: ew dikare 18, 21, 32, 46, 50, 60 hemî modelên şaneyên pîlê jî bike, da ku hewcedariyên weyên hilberîna cihêreng bicîh bîne.

Amûrên Battery Lithium - Ion
Makîneya birrîna lazer, pêlkirin û pêxistinê ya Yixinfeng hilbijêrin da ku ji bo hilberîna bataryaya lîtiumê kalîteyek bilindtir û jêhatîbûnê bîne!