Lifepo4 पावर सेल के लिए संरचना और प्रक्रिया डिज़ाइन के मुख्य बिंदु

लाइफपो4 पावर सेल एल्युमीनियम मिश्र धातु शेल के साथ एक लिथियम -आयन बैटरी श्रेणी है। कोर में बैटरी सेल, इलेक्ट्रोलाइट, शेल, टॉप कवर और अन्य घटक होते हैं, जिन्हें एक सीलबंद संपूर्ण बनाने के लिए लेजर वेल्ड किया जाता है। इसका कार्य सिद्धांत ऊर्जा भंडारण और रिलीज को प्राप्त करने के लिए सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच लिथियम आयनों के प्रवास पर आधारित है। इस प्रकार के पावर बैटरी सेल के कई महत्वपूर्ण फायदे हैं। पोर्टेबिलिटी और प्रयोज्य को संतुलित करते हुए, एल्यूमीनियम मिश्र धातु के पतले खोल का डिज़ाइन बैटरी के समग्र वजन को काफी कम कर देता है; मिश्र धातु खोल की संरचनात्मक विशेषताएं बैटरी के सुरक्षा प्रदर्शन को बढ़ाती हैं, दहन और विस्फोट के जोखिमों को प्रभावी ढंग से रोकती हैं; गैर ज्वलनशील इलेक्ट्रोलाइट के साथ संयुक्त एल्यूमीनियम शेल की रासायनिक स्थिरता बैटरी की सेवा जीवन को और बढ़ा देती है; वर्गाकार बैटरी कोशिकाओं का संरचनात्मक डिज़ाइन स्थान उपयोग में सुधार करता है और लिथियम आयन बैटरियों को बाहरी क्षति के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाता है। इन फायदों के साथ, स्क्वायर एल्यूमीनियम शेल लिथियम आयन बैटरियों का व्यापक रूप से नई ऊर्जा के क्षेत्र में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से इलेक्ट्रिक वाहनों और पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के मुख्य ऊर्जा घटकों में से एक बन जाता है।

इलेक्ट्रोड उत्पादन लाइफपो4 पावर सेल उत्पादन की मूलभूत प्रक्रिया है, जिसमें मिश्रण और पल्पिंग, कोटिंग और स्लाइसिंग, रोलिंग, स्लिटिंग और लेजर इलेक्ट्रोड कान बनाने जैसे प्रमुख चरण शामिल हैं। प्रत्येक चरण के पैरामीटर नियंत्रण और संचालन विनिर्देश सीधे इलेक्ट्रोड की गुणवत्ता निर्धारित करते हैं। मिश्रित सामग्री को लुगदी बनाने की दो प्रक्रियाएँ हैं: गीली प्रक्रिया और सूखी प्रक्रिया। गीली प्रक्रिया में कम समय की खपत होती है और घोल की प्रवाह क्षमता अच्छी होती है, जबकि सूखी प्रक्रिया से घोल का उच्च फैलाव प्राप्त किया जा सकता है। दोनों प्रक्रियाओं में समान फैलाव और घोल के अच्छे निपटान को सुनिश्चित करने के लिए सामग्री भौतिक रासायनिक विशेषताओं, सरगर्मी गति और समय मापदंडों के नियंत्रण की आवश्यकता होती है। साथ ही, अशुद्धता मिश्रण और घोल के लंबे समय तक भंडारण जैसी समस्याओं से बचना आवश्यक है। डिस्चार्ज से पहले स्क्रीनिंग उपचार भी बाद में कोटिंग के टूटने को प्रभावी ढंग से रोक सकता है। कोटिंग फिल्मों को एक तरफा या दो तरफा गैप कोटिंग विधियों से लेपित किया जा सकता है, जिसके लिए टेप की गति, घोल प्रवाह दर, ओवन तापमान और आर्द्रता आदि के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। गलत संरेखण, कोटिंग टूटने और नकारात्मक और सकारात्मक सतह घनत्व के मुद्दों से बचने के लिए चरम सतह के घनत्व, आकार और उपस्थिति की निगरानी पर ध्यान केंद्रित किया जाता है। कोटिंग मापदंडों की स्थिरता सीधे लिथियम बैटरियों की क्षमता और सुरक्षा प्रदर्शन को प्रभावित करती है। रोलिंग प्रक्रिया पोलराइज़र को कॉम्पैक्ट करने के लिए रोलर्स का उपयोग करती है, जिसमें कोर मुख्य सिलेंडर दबाव, प्रत्येक लिंक में तनाव और रोलिंग गति को नियंत्रित करता है। यह पोलराइज़र संघनन घनत्व और मोटाई रिबाउंड की एकरूपता पर ध्यान देता है, और सिकल झुकने, लहरदार किनारों और टूटी पट्टियों जैसे सामान्य दोषों को तुरंत हल करता है। स्पष्ट गड़गड़ाहट के बिना इलेक्ट्रोड की सटीक चौड़ाई और कान के आकार को सुनिश्चित करने के लिए स्लिटिंग और लेजर कान बनाने के लिए तनाव, गति और शक्ति जैसे मापदंडों के नियंत्रण की आवश्यकता होती है। इलेक्ट्रोड टुकड़ों को काटने में पाउडर के नुकसान की समस्या का समाधान करने के लिए, सामग्रियों को अनुकूलित करने, प्रक्रिया मापदंडों को समायोजित करने, कोटिंग की मोटाई को नियंत्रित करने और सौर उत्पादों के लिए लिथियम आयन बैटरियों के उत्पादन वातावरण में सुधार करने से व्यापक समाधान निकाले जा सकते हैं।

सेल असेंबली पूर्ण इलेक्ट्रोड को कोशिकाओं में परिवर्तित करने की मुख्य प्रक्रिया है, जिसमें वाइंडिंग/लैमिनेटिंग, हॉट प्रेसिंग और हाई पॉट परीक्षण, वेल्डिंग, इनकैप्सुलेशन, सीलिंग परीक्षण और बेकिंग शामिल है। लिथियम सुपरपैक बैटरियों की मुख्य आवश्यकताएं स्थिर सेल संरचना, अच्छा इन्सुलेशन और सीलिंग अनुपालन सुनिश्चित करना हैं। वाइंडिंग प्रक्रिया के लिए सुई वाइंडिंग तंत्र के माध्यम से डायाफ्राम के साथ सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड शीट को एक साथ रोल करने की आवश्यकता होती है, जो वाइंडिंग के तनाव, गति और अंत से अंत तक रैपिंग को सख्ती से नियंत्रित करती है। मल्टी स्टेज करेक्शन का उपयोग सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड शीट के संरेखण को सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि नकारात्मक इलेक्ट्रोड शीट क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दोनों दिशाओं में सकारात्मक इलेक्ट्रोड शीट के चारों ओर पूरी तरह से लपेटती है। सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली लिथियम बैटरी पैक तनाव के उतार-चढ़ाव, इलेक्ट्रोड शीट की खराब कवरेज और धातु की विदेशी वस्तुओं के मिश्रण के कारण होने वाली कोर "एस" की विकृति जैसी समस्याओं से बचाता है, बैटरी सेल में शॉर्ट सर्किट और लिथियम जमाव के जोखिम को रोकता है। हॉट प्रेसिंग और हाई पॉट परीक्षण के लिए हॉट प्रेसिंग प्रक्रिया के दबाव, तापमान और समय को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। हाई पॉट परीक्षण का उपयोग बैटरी कोशिकाओं के अंदर कणों, विदेशी वस्तुओं और क्षतिग्रस्त झिल्लियों की उपस्थिति का पता लगाने के लिए किया जाता है। लिथियम बैटरी पैक संभावित शॉर्ट सर्किट खतरों वाली दोषपूर्ण कोशिकाओं की जांच करता है। वेल्डिंग प्रक्रिया में अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग और लेजर वेल्डिंग शामिल है, जो वेल्डिंग ऊर्जा, आयाम, लेजर पावर और डिफोकस जैसे मापदंडों को नियंत्रित करते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वेल्डिंग तनाव और उपस्थिति मानकों को पूरा करती है; शेल में माइलर फिल्म के एनकैप्सुलेशन से एक चिकनी कोटिंग और सम्मिलन जोर का सटीक नियंत्रण सुनिश्चित होना चाहिए। लिथियम बैटरी की असेंबली सटीकता को दबाव सेंसर और सीसीडी डिटेक्शन द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

इंजेक्शन सीलिंग और क्षमता पृथक्करण लिथियम आयन बैटरी पैक के तैयार उत्पादन में अंतिम महत्वपूर्ण चरण हैं, जिसमें इंजेक्शन, सीलिंग नेल वेल्डिंग, एयरटाइटनेस परीक्षण, गठन, उम्र बढ़ने, क्षमता पृथक्करण और प्रदर्शन परीक्षण शामिल हैं। लिथियम बैटरियां सीधे बैटरी के अंतिम प्रदर्शन और गुणवत्ता को निर्धारित करती हैं। इंजेक्शन प्रक्रिया के लिए उच्च वैक्यूम वातावरण के तहत इलेक्ट्रोलाइट को बैटरी सेल में खींचने की आवश्यकता होती है, और इंजेक्शन से पहले वैक्यूम डिग्री, स्थैतिक सकारात्मक और नकारात्मक दबाव और चक्र समय को नियंत्रित किया जाना चाहिए। इंजेक्शन की मात्रा को बैटरी सेल के इंजेक्शन से पहले और बाद में वजन के अंतर से नियंत्रित किया जाना चाहिए; सीलिंग कीलों की लेजर वेल्डिंग से वेल्डिंग की वायुरोधीता और विस्फोटरोधी शक्ति सुनिश्चित होनी चाहिए। वेल्डिंग के बाद, एक माध्यमिक हाइड्रोजन परीक्षण आयोजित किया जाना चाहिए। बैटरी पैक किट हाइड्रोजन रिसाव दर का पता लगाकर पुष्टि करती है कि सेल सील मानक को पूरा करती है या नहीं। रासायनिक रूपांतरण प्रक्रिया कम वर्तमान चार्जिंग के माध्यम से बैटरी सेल के अंदर सक्रिय सामग्रियों को सक्रिय करती है, इलेक्ट्रोड सतह पर एक स्थिर एसईआई फिल्म बनाती है, जो लिथियम बैटरी के चक्र जीवन की गारंटी प्रदान करती है; उम्र बढ़ने की प्रक्रिया बैटरी के प्रारंभिक प्रदर्शन को स्थिर करती है, और बाद में माध्यमिक इंजेक्शन बैटरी सेल के आंतरिक इलेक्ट्रोलाइट की भरपाई करता है। क्षमता विभाजन प्रक्रिया चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के माध्यम से बैटरी सेल की वास्तविक क्षमता को कैलिब्रेट करती है, और बैटरी सेल के आईएमपी, वोल्टेज ड्रॉप और अन्य विद्युत प्रदर्शन संकेतकों का पता लगाने के लिए ओसीवी परीक्षण करती है। लिथियम बैटरी के लिए, इन्सुलेशन परीक्षण और बैटरी सेल के आकार निरीक्षण की भी आवश्यकता होती है। अंत में, सौर ऊर्जा प्रणाली के लिए लिथियम आयन बैटरी के प्रदर्शन को K मान और अन्य तरीकों को मापकर व्यापक रूप से आंका जाता है।

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