如何提高锂离子电池制造过程的一致性?
来源：宝鄂实业
2020-02-08 15:11
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如何提高锂离子电池制造的一致性?
我想你也知道，电池生产完成后，要组装成模块。然后将模块单元组装到PACK PACK中，PACK PACK连接到保护面板、电池充放电系统、电池管理系统和测试系统。电池组测试合格后即可使用。虽然在组装成模块,我们将根据过滤信息,如容量、电压一步,试图让类似的组合性能指标一块电池,确保电池的一致性,但在实际生产中,由于工艺不当,管理不好,有一个电池之间的一致性不好,经过长时间的说,后组电池容量差异逐渐显现。还有一些电池，测试时电池性能指标是一致的，但在使用过程中暴露了电池性质的差异，也会影响整个电池组的容量衰减和安全性。
我们不能消除分歧;我们的目标是最小化它们。从实际意义上讲，减少电池制造过程中的变化，除了改善筛选条件外，就是提高工艺能力。今天，我们将讨论如何提高工艺能力来提高电池的一致性。
当然，为了提高锂离子电池的一致性，我们需要了解影响锂离子电池一致性的因素。
这里我主要从五个维度,在大多数情况下,在理论上可以实现,但很难实现在生产过程中,可能是现有设备技术水平是不够的,管理不善,错误的操作可能导致的差异,和各种各样的交错复杂的原因,改善电池的一致性,还有很长一段艰难的路要走。
一、容量一致性
1芯重对容量的影响
我曾经做过一个实验，首先我需要对线圈铁芯的重量分布有一个大致的了解。选取200卷A、B，称重(0.01g)，得到分布。其次，验证核心权重。步骤如下:
(1)第二段x光后取200卷A、B;
(2)称400芯，按重量排列;
(3)按重量称量后关芯，用记号笔在盖板上做记号，记录芯的条形码，使编号与芯的重量相匹配;
(4)一起置于旋转的卡车和托盘中，并流向容器;
(5)收集和分析岩心重量和体积划分数据。
结论很明显,核心圈重量,体积,然后我们核心绕组沉重的电池,拆除,记录了涂层宽度、切削宽度、板对齐,查询数据,如表面密度,发现即使是毫米宽度涂层,影响3%至5%的能力,所以,这是一块主要提高涂层表面密度控制,根据设备精度决定,最好增加整流设备,AB脸程度的提升;激光分切宽度控制，必须定期校准。
2. 温度变化对容量的影响
让我们从一组图片开始。
从图中可以看出，温度(体积)与体积的相关分析表明，决定系数较高，且相关性较大。然后你可能会问，隔断房不是在一个房间里，有一个统一的中央空调，为什么温度不同。事实上，现在很多厂家在有限的区域条件下，为了扩大生产能力，采用多层分成能力，层间温差，5℃以上，油的容量差。另外，为了提高效率，多采用堆垛机运输电池，靠近堆垛机，温度较低，容量较低。为了提高温度的效果，我个人的想法是两个方向。一是严格控制房间温度，特别是控制电源的温度，及时散热，采用上下冷却，循环;其次，不可避免的是，通过试验，计算出各层之间的温差系数，即容积乘以容积系数的方法。
3.电解液注入量与容量的关系
对于电解质对容量的影响，我们也做了相应的实验:
(1)第二节x光后取A、B两卷65芯;
(2)对130卷进行称重，按重量排序;
(3)筛选岩心重量，使所选岩心重量在一定范围内，即所有岩心重量大致相等;
(4)关闭选定的磁芯，并记录磁芯的条码;
(5)收集电池在旋转卡车和托盘中组装过程中相应的电池注液数据，直至电池分离;
(6)对注射量和容积划分数据进行整合分析。
经过测试，我们发现注入更多液体的电池会有更高的容量，这是一个很好的解释。多一点的电解质有利于锂离子的游动，有利于放电。但是现在企业使用的是高精度的注射泵，而且前后称重，所以这一块的一致性比较好。
二是内阻一致性
电池电阻分为欧姆电阻和极化电阻。交流阻抗法是生产线上常用的一种交流阻抗法，具有快速、方便、误差小等优点。直流阻抗误差小，但可能对电池造成损坏。
1温度对内阻的影响分析
为了验证温度对内阻的影响，我们进行了以下实验:
(1) OCV3测试后，选择150节电池;
(2)室温ocv3放置1片，温控点23±2℃放置1片;
(3)预留5天进行电压和内阻测试;
(4)收集分析电池ocv3及以上的数据和测试数据。
经过测试，我们发现低温电池具有更高的内阻，通过控制测试过程中体积划分与环境的一致性，可以提高电池测试结果的一致性。
2. 焊接状态对内阻的影响
针对这一类，我们对大量高内阻电池进行了筛选和拆解，发现要么是盖板焊接有问题，要么是极耳焊接不好。因此，有必要对耳廓焊接和激光焊接的质量进行优化。
三个电压一致性
在大量的电池电压测试,我们发现和容量较大,这不是的影响,主要是温度、能力,但有一个需要注意的原因,这是自放电K值,电池一边在这个过程中,会发生自放电,自放电率和不一致,导致最终的电压,自放电更多是由于自然等原因,灰尘衬里。
四倍重量的一致性
1卷铁芯重量
本文结合电池重量对容量的影响，对堆芯重量分布进行了研究，并进一步探讨了堆芯重量差异产生的原因。结果表明，芯重的影响因素占到各组分的60%，提高了芯重对体积的影响。
2电解液注入量
结合电解液注入对容量的影响，筛选部分批次电池的注入量数据，分析注入量波动对注入量影响的贡献率。
3.盖板和外壳重量
(1)在第二段选择1000个盖板和1000个铝壳;
(2)分别称重并记录盖板和铝壳;
(3)收集整理数据，得到盖板和铝壳的重量分布，分析是否对电池重量影响较大。
极板重量影响约60%，电解液影响约10%，盖板偏差±0.5g，铝壳偏差±0.3g。测量误差也在10%左右。除了提高堆芯重量和校准仪器外，还需要加强对供应材料的控制。
Five-thickness一致性
我们首先了解电池厚度的变化趋势，并进行以下测试:
1. 电池架厚度分布趋势
(1)选择一盘体积划分结束后的最新一批电池，置于ocv3处;
(2)记录相应的条码并进行2个月的日常厚度测量;
(3)将电池的相应数据(容量、电压、内阻)与测厚数据相结合分析，得到电池厚度的分布和趋势。
我们观察到一个奇怪的现象，厚度随时间增加。后来我们增加了观测时间，发现后期厚度趋于稳定。这主要与材料的物理和化学性质有关。并且需要注意测试环境的温度和时间。
2铝壳厚度分布
仅对铝壳，我们进行了测量，铝壳的偏差控制，对电池的厚度影响不大。
(1)第二节选取1000枚铝壳;
(2)测量并记录铝壳厚度;
(3)得到铝壳的厚度分布。
3.厚度计精度及测量误差分析
我们验证了测量设备的准确性，发现两种方法都存在一定的测量误差，夹板式需要控制压力，激光式需要清洁表面。因此，这幅作品可以运用这两种方式的结合，来取一个最合适的值。
我从五个方面阐述了影响电池制造过程一致性的因素以及如何改进。我希望他们能帮助你。
