如何提高鋰離子電池制造的一致性?

我想你也了解，電池生產(chǎn)完成后，要組裝成模塊。然后將模塊單元組裝到PACKPACK中，PACKPACK連接到保護(hù)面板、電池充放電系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)和測試系統(tǒng)。電池組測試合格后即可使用。雖然在組裝成模塊,我們將根據(jù)過濾信息,如容量、電壓一步,試圖讓類似的組合性能指標(biāo)一塊電池,確保電池的一致性,但在實(shí)際生產(chǎn)中,由于工藝不當(dāng),管理不好,有一個電池之間的一致性不好,經(jīng)過長時間的說,后組電池容量差異逐漸顯現(xiàn)。還有一些電池，測試時電池性能指標(biāo)是一致的，但在使用過程中暴露了電池性質(zhì)的差異，也會影響整個電池組的容量衰減和安全性。

我們不能消除分歧;我們的目標(biāo)是最小化它們。從實(shí)際意義上講，減少電池制造過程中的變化，除了改善篩選條件外，就是提高工藝能力。今天，我們將討論如何提高工藝能力來提高電池的一致性。

當(dāng)然，為了提高鋰離子電池的一致性，我們要了解影響鋰離子電池一致性的因素。

這里我重要從五個維度,在大多數(shù)情況下,在理論上可以實(shí)現(xiàn),但很難實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)過程中,可能是現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)水平是不夠的,管理不善,錯誤的操作可能導(dǎo)致的差異,和各種各樣的交錯復(fù)雜的原因,改善電池的一致性,還有很長一段艱難的路要走。

一、容量一致性

1芯重對容量的影響

我曾經(jīng)做過一個實(shí)驗(yàn)，首先我要對線圈鐵芯的重量分布有一個大致的了解。選取200卷A、B，稱重(0.01g)，得到分布。其次，驗(yàn)證核心權(quán)重。步驟如下:

(1)第二段x光后取200卷A、B;

(2)稱400芯，按重量排列;

(3)按重量稱量后關(guān)芯，用記號筆在蓋板上做記號，記錄芯的條形碼，使編號與芯的重量相匹配;

(4)一起置于旋轉(zhuǎn)的卡車和托盤中，并流向容器;

(5)收集和分析巖心重量和體積劃分?jǐn)?shù)據(jù)。

結(jié)論很明顯,核心圈重量,體積,然后我們核心繞組沉重的電池,拆除,記錄了涂層寬度、切削寬度、板對齊,查詢數(shù)據(jù),如表面密度,發(fā)現(xiàn)即使是毫米寬度涂層,影響3%至5%的能力,所以,這是一塊重要提高涂層表面密度控制,根據(jù)設(shè)備精度決定,最好新增整流設(shè)備,AB臉程度的提升;激光分切寬度控制，必須定期校準(zhǔn)。

2.溫度變化對容量的影響

讓我們從一組圖片開始。

從圖中可以看出，溫度(體積)與體積的相關(guān)分析表明，決定系數(shù)較高，且相關(guān)性較大。然后你可能會問，隔斷房不是在一個房間里，有一個統(tǒng)一的中央空調(diào)，為何溫度不同。事實(shí)上，現(xiàn)在很多廠家在有限的區(qū)域條件下，為了擴(kuò)大生產(chǎn)量力，采用多層分成能力，層間溫差，5℃以上，油的容量差。另外，為了提高效率，多采用堆垛機(jī)運(yùn)輸電池，靠近堆垛機(jī)，溫度較低，容量較低。為了提高溫度的效果，我個人的想法是兩個方向。一是嚴(yán)格控制房間溫度，特別是控制電源的溫度，及時散熱，采用上下冷卻，循環(huán);其次，不可防止的是，通過試驗(yàn)，計(jì)算出各層之間的溫差系數(shù)，即容積乘以容積系數(shù)的方法。

3.電解液注入量與容量的關(guān)系

關(guān)于電解質(zhì)對容量的影響，我們也做了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn):

(1)第二節(jié)x光后取A、B兩卷65芯;

(2)對130卷進(jìn)行稱重，按重量排序;

(3)篩選巖心重量，使所選巖心重量在一定范圍內(nèi)，即所有巖心重量大致相等;

(4)關(guān)閉選定的磁芯，并記錄磁芯的條碼;

(5)收集電池在旋轉(zhuǎn)卡車和托盤中組裝過程中相應(yīng)的電池注液數(shù)據(jù)，直至電池分離;

(6)對注射量和容積劃分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行整合分析。

經(jīng)過測試，我們發(fā)現(xiàn)注入更多液體的電池會有更高的容量，這是一個很好的解釋。多一點(diǎn)的電解質(zhì)有利于鋰離子的游動，有利于放電。但是現(xiàn)在公司使用的是高精度的注射泵，而且前后稱重，所以這一塊的一致性比較好。

二是內(nèi)阻一致性

電池電阻分為歐姆電阻和極化電阻。交流阻抗法是生產(chǎn)線上常用的一種交流阻抗法，具有快速、方便、誤差小等優(yōu)點(diǎn)。直流阻抗誤差小，但可能對電池造成損壞。

1溫度對內(nèi)阻的影響分析

為了驗(yàn)證溫度對內(nèi)阻的影響，我們進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):

(1)OCV3測試后，選擇150節(jié)電池;

(2)室溫ocv3放置1片，溫控點(diǎn)23±2℃放置1片;

(3)預(yù)留5天進(jìn)行電壓和內(nèi)阻測試;

(4)收集分析電池ocv3及以上的數(shù)據(jù)和測試數(shù)據(jù)。

經(jīng)過測試，我們發(fā)現(xiàn)低溫電池具有更高的內(nèi)阻，通過控制測試過程中體積劃分與環(huán)境的一致性，可以提高電池測試結(jié)果的一致性。

2.焊接狀態(tài)對內(nèi)阻的影響

針對這一類，我們對大量高內(nèi)阻電池進(jìn)行了篩選和拆解，發(fā)現(xiàn)要么是蓋板焊接有問題，要么是極耳焊接不好。因此，有必要對耳廓焊接和激光焊接的質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化。

三個電壓一致性

在大量的電池電壓測試,我們發(fā)現(xiàn)和容量較大,這不是的影響,重要是溫度、能力,但有一個要注意的原因,這是自放電K值,電池一邊在這個過程中,會發(fā)生自放電,自放電率和不一致,導(dǎo)致最終的電壓,自放電更多是由于自然等原因,灰塵襯里。

四倍重量的一致性

1卷鐵芯重量

本文結(jié)合電池重量對容量的影響，對堆芯重量分布進(jìn)行了研究，并進(jìn)一步探討了堆芯重量差異出現(xiàn)的原因。結(jié)果表明，芯重的影響因素占到各組分的60%，提高了芯重對體積的影響。

2電解液注入量

結(jié)合電解液注入對容量的影響，篩選部分批次電池的注入量數(shù)據(jù)，分析注入量波動對注入量影響的貢獻(xiàn)率。

3.蓋板和外殼重量

(1)在第二段選擇1000個蓋板和1000個鋁殼;

(2)分別稱重并記錄蓋板和鋁殼;

(3)收集整理數(shù)據(jù)，得到蓋板和鋁殼的重量分布，分析是否對電池重量影響較大。

極板重量影響約60%，電解液影響約10%，蓋板偏差±0.5g，鋁殼偏差±0.3g。測量誤差也在10%左右。除了提高堆芯重量和校準(zhǔn)儀器外，還要加強(qiáng)對供應(yīng)材料的控制。

Five-thickness一致性

我們首先了解電池厚度的變化趨勢，并進(jìn)行以下測試:

1.電池架厚度分布趨勢

(1)選擇一盤體積劃分結(jié)束后的最新一批電池，置于ocv3處;

(2)記錄相應(yīng)的條碼并進(jìn)行2個月的日常厚度測量;

(3)將電池的相應(yīng)數(shù)據(jù)(容量、電壓、內(nèi)阻)與測厚數(shù)據(jù)相結(jié)合分析，得到電池厚度的分布和趨勢。

我們觀察到一個奇怪的現(xiàn)象，厚度隨時間新增。后來我們新增了觀測時間，發(fā)現(xiàn)后期厚度趨于穩(wěn)定。這重要與材料的物理和化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。并且要注意測試環(huán)境的溫度和時間。

2鋁殼厚度分布

僅對鋁殼，我們進(jìn)行了測量，鋁殼的偏差控制，對電池的厚度影響不大。

(1)第二節(jié)選取1000枚鋁殼;

(2)測量并記錄鋁殼厚度;

(3)得到鋁殼的厚度分布。

3.厚度計(jì)精度及測量誤差分析

我們驗(yàn)證了測量設(shè)備的準(zhǔn)確性，發(fā)現(xiàn)兩種方法都存在一定的測量誤差，夾板式要控制壓力，激光式要清潔表面。因此，這幅作品可以運(yùn)用這兩種方式的結(jié)合，來取一個最合適的值。

我從五個方面闡述了影響電池制造過程一致性的因素以及如何改進(jìn)。我希望他們能幫助你。