Prizmatik hujayralarning tarkibiy qismlarini loyihalash va tahlil qilish

一. Prizmatik hujayralarning tarkibiy qismlariga umumiy nuqtai
Prizmatik hujayra tarkibiy qismlari Lityum batareyasida hal qiluvchi rol o'ynaydi. Ular birinchi navbatda energiya uzatilishi, elektrolitlar qatlamlari, xavfsizlikni muhofaza qilish, batareyani qo'llab-quvvatlash va tashqi bezaklar kabi funktsiyalarga xizmat qiladi. Ushbu tarkibiy qismlar Lityar batareyalarining xavfsizlik, muhrlash ko'rsatkichlari va energiyadan foydalanishning samaradorligiga bevosita ta'sir qiladi.

Tegishli ma'lumotlarga ko'ra, 2022 yilda Xitoyda joylashgan Lityum batareyasi tarkibiy qismlari, taxminan 33,8 milliard yuanning 93,2% ni tashkil etdi. Ular orasida prizmatik batareya strukturaviy tarkibiy qismlari bozorning aksariyat qismini egallab turibdi, bozor ulushi 9,3% ga teng bo'lgan bozor ulushi, atigi 9,3% ga teng. Bu hukmronlik asosan hukumatning kuchli siyosatini qo'llab-quvvatlab, Xitoyning yangi energetika bozorining jadal rivojlanishi bilan bog'liq. Batareya ishlab chiqaruvchilarining ishlab chiqarish quvvati va tartibda hujayralar soni sezilarli darajada oshdi va prizmatik batareyalar keng miqyosli ishlab chiqarish ehtiyojlarini qondirish uchun mos keladi.

Prizmatik hujayra tarkibiy qismlari odatda qobiq va qopqoq plastinkadan iborat. Qobiq ishlab chiqarish jarayoni nisbatan sodda, birinchi navbatda doimiy chuqur rasmlarni ishlatish va odatda po'lat yoki alyuminiydan yasalgan. Bu mexanik yuklarga yuqori tarkibiy kuch va kuchli qarshilikni taklif qiladi. Bundan farqli o'laroq, qopqoq plitasining ishlab chiqarish jarayoni odatda qobiqning oldidan murakkabroq. Uning asosiy vazifalari, tuzatish / muhrlash, joriy o'tkazuvchanlik, bosimni yengillashtirish, sug'urta himoyasi va elektr korroziyasini kamaytirish kiradi. Masalan, yuqori qopqoq, muhrlangan tuzilishni ta'minlaganda yalang'och katakchani qamrab olish va ta'minlash uchun alyuminiy qobig'iga lazerli payvandlangan. Ichki qopqoqning terminallari, kollesbarlar va oqim o'tkazishning amalga oshirilishini ta'minlash uchun payvandlanadi. Batareya g'ayritabiiy vaziyatga duch kelganida, ichki bosim kuchayganida, yuqori qopqoqning xavfsizligi variantini bosim o'tkazish va portlash xavfini kamaytirish uchun ochiladi.

Prizmatik hujayralarning tarkibiy qismlari Lityum batareyalarida muhim ahamiyatga ega va ularning bozor istiqbollari tobora yangi energetika va energiya saqlash bozorlarini rivojlantirish bilan tobora keng tarqalgan.

2. Tarkibiy qismlarning turlari va funktsiyalari

(a) qobiq
Prizmatik hujayra tarkibiy qismlarining muhim tarkibiy qismi sifatida qobiq fiksatsiya, himoya qilish, muhrlash va isitish tarqalishida asosiy rol o'ynaydi. Bu ichki elektr energiyasining ichki tizimiga va hujayrani ta'minlaydigan butun hayoti davomida hujayralar va tashqi muhit o'rtasida to'siq bo'lib xizmat qiladi.

Himoya qilish nuqtai nazaridan qobig'i tashqi ta'sirlarni hujayraga zarar etkazishiga to'sqinlik qiladigan ba'zi bir mexanik yuklarga bardosh berishi mumkin. Uning muhrlash funktsiyasi elektrolitlar batareyaning normal harakat holatini ushlab, oqmaydigan narsani ta'minlamaydi. Bundan tashqari, zaryadlangan ish paytida ishlab chiqarilgan issiqlik bilan issiqlik tarqalishida issiqlik bilan isitish vositasi batareya xavfsizligini kuchaytirish va umrini kengaytirish.

Chig'anoqning ishlab chiqarish jarayoni asosan xom ashyo sirli, aniq tiyin chuqur chizilgan, kesish, tozalash, quritish va tekshirishlarni o'z ichiga oladi. Ushbu aniq uzluksiz chuqur chiziqli texnikadan bu qobiq etishtirishning eng qiyin tomoni. Ushbu jarayon davomida bir xil devor qalinligini ta'minlash va yoriqlarni oldini olish juda muhimdir.

An'anaviy bir bosqichli shtamplash bilan taqqoslaganda aniq uzluksiz chuqurlikdagi chuqur rasm qiyinroq. Uning asosiy to'siqlari qoliplar va rasm chizish uskunalarida yotadi. Yuqori sifatli qoliplar va ilg'or rasmlar uskunalari qobiqning o'lchov va barqarorligini ta'minlash uchun muhim ahamiyatga ega.

(b) qopqoq qopqog'ini yoping
Qopqoq plitasi pispoli hujayralarning tarkibiy qismlarida hal qiluvchi rol o'ynaydi, ulanish, izolyatsiya, muhrlash va portlashlarni himoya qilish kabi funktsiyalarni taqdim etadi.

Po'lat qopqog'i qopqoq plastinkasining yuqori qismida joylashgan bo'lib, uni tashqi kuchlar ostida deformatsiyaga chidamli qiladi. Bu portlashning konfusiali alyuminiy varag'ini himoya qilishga xizmat qiladi va shuningdek, paketdagi batareyalarni ulash uchun komponent hisoblanadi. Muhrlash halqasi qopqoqli po'lat qobig'ining ichki metall qismlarini ajratib turadigan qopqoq plastinkasining eng yuqori chetida joylashgan. Bu ichki qisqa tumanlarning oldini olish uchun izolyatsiyani ta'minlaydi va batareya muhrlanganidan keyin muhrlanganligini ta'minlaydi.

Portlashning isbotlanmagan komponenti asosan ichki bosimning oldini olish uchun portlashning oldini olish uchun elektr uzilishi va bosimli relef uchun ishlatiladi. U izolyatsiya uzuklaridan, portlashning konfusiali alyuminiy varag'idan iborat va alyuminiy varag'ini ulash. Portlash alyuminiy varaqasi qopqoq plastinkasining o'rtasida joylashgan va tuman kesishni va tanqidiy bosimni chiqarishni belgilaydigan yadro komponenti. Batareyaning ichki bosimi ma'lum bir qiymatga yetganda, u batareyaning xavfsizligini ta'minlaydigan bosimni chiqaradi. Alyuminiy varaqasi qopqoq plastinkasining pastki qismida joylashgan va Lazer payvandlash bo'yicha portlash alyuminiy varag'iga ulangan. Xavfli vaziyat yuzaga kelganda, portlash alyuminiy varaqasidan uziladi. Izolyatsiya uzuk - alyuminiy varaqasi va portlash-portlash varaqasi o'rtasidagi bog'liqlik va izolyatsiya va izolyatsiyani ta'minlaydigan bog'liqligida joylashgan.

Qopqoq plitaning ishlab chiqarish jarayoni qobiqning o'rniga yanada murakkabroq va asosan saqlash, komponentlarni yig'ish, payvandlash, komponentlarni yig'ish, payvandlash, oxirgi yig'ish va tekshirish. Sinov bosqichlarida portlash bosimining sinovi, geliy oqish testi, ichki qarshilik ko'rishi va qarshilik testida. Ishlab chiqarish jarayonida qiyin bosqichlar shtamplash va payvandlash qismlari, shu jumladan po'lat qalpoq shtamplash, shuningdek, halol ring muhrlash joyi, timsolli ring muhrixing, izolyatsiya ruchkasi va yig'ish paytida payvandlash.

(c) batareya moduli ulanish plitasi

Batareya moduli ulanish batareyalari tarkibiy qismlarini ulashda ulanish plitasi muhim rol o'ynaydi. Asosan ko'p qavatli kompozit materiallardan foydalanib, ulagich va yaxshi payvandlashning ishlashini ta'minlaydigan terminal o'rtasida ulagich va terminal kabi qatlamli qatlam bilan ishlaydi. Ko'p qavatli moddiy moddalar ulanishning elektr o'tkazuvchanligini ta'minlaydi. Bir nechta folga bo'lgan asosiy plitani qayta ishlashdan so'ng u elektr energiyasini kengaytirishdan kelib chiqadigan egiluvchan maydonni hosil qiladi, bu kam quvvatli interfeyslarga ta'sirini kamaytiradi. Kuchli batareya modullari uchun ulagichlar odatda to'rtburchaklar, trapezoid, uchburchak yoki qadam bosilgan shakllarda. Ulanish yuzasi 0 bilan qoplangan. Nikel bilan qoplangan mis folga, u payvandlash paytida oksidlanish va rang-barang mis folga, sirli va tozalash uchun sirtni qoplamaga zarar etkazishsiz.

3. Dizayn ishini tahlil qilish

(a) Yangi portlashning dizayni

Prizmatik hujayralar tuzilishining yangi turida portlash va salbiy va salbiy elektrodlarning qarama-qarshi tomonlarida, erga qaragan holda. Ushbu dizayn bir nechta afzalliklarni taklif etadi. Birinchidan, ushbu tartibda hujayraning yuqori bo'shlig'i portlashning zararli valfi uchun bo'shliqni zaxiradagi kosmik bo'shliqni tejashga hojat yo'q. Tegishli tadqiqot ma'lumotlariga ko'ra, ushbu dizayn hajmli energiyani zichligini taxminan x]% ga oshirishi mumkin. Ikkinchidan, amaliy dasturlarda, agar mahsulot termal harorat tufayli termal suvdan qochish bo'lsa, portlash valfi Xavfsizlik xavfini samarali ravishda bartaraf etmasdan, portlash va kabinetli valf.

Masalan, yangi energiya transport vositalarida amaliy dasturlarda ushbu yangi prizmatik hujayralar yo'lovchilarga xavfsizlik ta'minotini ta'minlaydi.

(b) Integratsiyalashgan dizayn
Prizmatik hujayra tuzilmasi, suyuq sovutgich, plastinka va tanlab olish jabduqlari birlashtirilgan tartibda ishlab chiqilgan. Ushbu dizayn katta afzalliklarga ega. Bir tomondan, suyuq sovutish plitasi hujayra haroratini tezda kamaytiradi, hujayraning optimal harorat doirasida ishlayotganini ta'minlaydi, shu bilan hujayralarning ishlashi va umrini yaxshilash. Masalan, amaliy testlar, integratsiyalashgan suyuqlik sovutish plitalari haroratni an'anaviy dizayn bilan solishtirganda doimiy yuqori yuk ko'tarish darajasida (x] darajasini pasaytirdi. Boshqa tomondan, integratsiyalashgan dizayn birlashmalarning sonini kamaytiradi, majlis jarayonini soddalashtiradi va ishlab chiqarish samaradorligini oshiradi. Shu bilan birga, integratsiyalashgan dizayn umumiy xarajatlarni kamaytirishga va mahsulotning bozor raqobatbardoshligini oshirishga yordam beradi.

(c) to'liq tabni yig'ish tarkibi
To'liq prizmatik hujayra tuzilmasida bahor klipining dizayni noyobdir. Bahor klipi birinchi tekis plastinka va ikkinchi tekis plastinkadan iborat bo'lib, v shaklidagi tuzilishni hosil qiladi. Ushbu dizayn yorliqlarni va qopqoq plastinkalarini ulashda katta afzalliklarga ega. Birinchidan, elastik v shaklidagi bahor klipi elektr aloqasiga qo'shilib, qopqoqli plastinka va yorliqlar ustiga bosish uchun o'z tarqalish kuchidan foydalanadi. Elastik kuch shuningdek aloqa o'tkazuvchanligini yaxshilaydi. Elastik kuch mavjud bo'lganda, o'tkazuvchanlik payvandlanadigan ulanishlarga bo'lgan ehtiyojni bartaraf etish va yig'ishni qiyinlashtirishni kamaytirishga olib keladi. Ikkinchidan, bahorgi klipning harakatchan xujumlari maydoni birinchi va ikkinchi tekis plitalar orasidagi birikmaning o'zaro bog'liq bo'lgan joyiga bog'liq bo'lib, u an'anaviy kollyatsion va payvandlashlar bilan bog'liq. Masalan, bahor qisqichlari bilan bog'liq prizmatik hujayralar an'anaviy payvandlash usullaridan foydalangan holda, an'anaviy payvandlash usullaridan foydalanganlarga qaraganda yuqori tezyurar bo'lsa, yuqori barobar bo'linadi.

(d) sobit tuzilma dizayni
Prizmatik hujayralar va batareya moduli ishlab chiqarish usuli uchun belgilangan tuzilish va ishlab chiqarish usuli yuqori amaliy ahamiyatga ega. Dizayn batareya shassi, yuqori soyali qalpoq va qadoqlash kamarlari kombinatsiyasini o'z ichiga oladi. Batareya shassi prisment hujayrasining pastki qismiga mos keladigan birinchi batareya moslamali uyasi bor, u hujayraning pastki qismini ishonchli siqib chiqaradi. Yuqori soyali qalpoq hujayralarning yuqori qismiga mos keladigan ikkinchi batareyani o'rnatadigan uyaning ikkinchi batareyasi. Va nihoyat, qadoqlash tasmasi batareya shassi va yuqori sekundli qalpoqchaga bitta batareya paketini mahkamlashni shakllantirish uchun o'rnatiladi. Bundan tashqari, batareya moduli qopqoqli qismlar bilan jihozlangan va plastinka bilan jihozlangan. Anti-Srip tarkibiy qismlarida shkafning pastki qismida joylashgan Batareyaning pastki qismidagi ichki qobiqning ichki qobig'ining ichki qobig'i va qopqoqning pastki qobig'ining qo'llanilishi va tebranishning oldini olishga yordam beradigan qopqoqning ikkala tomonidagi hidli relslar kiradi. Batareya modulining yuqori qismiga mahkamlash plitalari batareya modulining tashqi qobig'i bilan bir nechta batareya paketlarining yuqori qismini bosish va mahkamlash mumkin. Ushbu dizayn prizmatik hujayralarning mahkamlash xavfsizligini yaxshilaydi va energiyani saqlash Batareya qutisidagi ilovalarni ishonchli himoya qiladi.

4. Dizayn asosiy ballari haqida qisqacha ma'lumot

Prizmatik hujayralarning tarkibiy qismlarining dizayni juda ko'p sonli va bu fikrlar Litium batareyalarining xavfsizligini va ishlashini yaxshilashda hal qiluvchi rol o'ynaydi.

(a) Suyuq in'ektsiya port muhrlash dizayni
Suyuq in'ektsiya portining muhrlash dizayni batareya xavfsizligi va umrbodligi bilan bevosita bog'liqdir. Suyuq in'ektsiya portlari Metall qismi va kauchuk qismdan iborat vilkalar metall qismi va kauchuk qismidan iborat bo'lib, in'ektsiya teshikka tegishi bilan aralashish bilan. Inyeksiya tuynuklari ham tanaffusga ega va muhrlash vilkasining kauchuk qismi tanaffus bilan shug'ullanishi mumkin bo'lgan chiqishga mo'ljallangan. Ushbu dizayn past haroratlarda yig'ish uchun metal burmalar va zarralarning shakllanishi, suyuq in'ektsiya portini ishonchli muhrlashini ta'minlaydi. Shu bilan birga, kauchuk bo'limi batareya xavfsizligini ta'minlash uchun batareya qobig'iga tushib, zarrachalar va zarrachalar batareya qobig'iga tushadi. Mexanik muhrlash strukti lazer payvandlashni talab qilmaydi, jarayonni soddalashtiradi va xarajatlarni sezilarli darajada kamaytiradi.

(b) ijobiy va salbiy terminal dizayni

Ijobiy terminal odatda alyuminiydan yasalgan, salbiy terminal mis alyuminiy kompozitdan qilingan. Ularning asosiy vazifasi hozirgi vaqtni o'tkazishdir. Batareyada yuqori qopqoq terminali, Busbar va uyali yorliqlarni zaryadlash va zaryadsizlash uchun hujayra orqali o'tishini ta'minlash uchun birga payvandlanadi. Modulda eng yuqori qopqoq terminali lazerli payvandlangan va Busbarga ulanish, seriyali / parallel ulanishlarni shakllantirish. Bundan tashqari, alyuminiy qobig'ini to'g'ridan-to'g'ri bog'lash va musbat terminali ikkalasi o'rtasidagi potentsial farqni, alyuminiy qobig'ining korroziyasining oldini oladi.

(c) Ijobiy terminalga chidamlilikni oshirish
Ijobiy terminal va alyuminiy qobig'i o'rtasidagi qarshilik juda oz, Millixm darajasida juda kichik. Qisqa aylanish yuzaga kelganda, pastadirli oqim katta, va bu batareya zaryadiga olib kelishi mumkin, bu batareya zaryadini sezilarli darajada xavfsizlikka olib kelishi mumkin. Ayni paytda, konditsioner plastmassa yoki kremniy karbinlari ko'pincha alyuminiy qobig'i va musbat terminali orasidagi harakatchan qarshilikni oshirish uchun alyuminiy qobig'ining yuqori qopqog'i va musbat terminali o'rtasida ko'pincha qo'shiladi. CATL shuningdek, musbat terminali va yuqori qopqoq plitasi o'rtasida PTC termistorini yaratdi. Termistorning harorati bilan o'zgarishni o'zgartirishning xususiyatini ishlatish orqali, PTC termistori tezda rezervatorning haddan tashqari issiqligini oldini olish uchun ichki kuchni tezda iste'mol qilishi mumkin, ammo rezerga haddan tashqari qizdirilgan. Bu eriydi, shuningdek, batareya olovi kabi muammolardan qochish yoki ortiqcha harorat tufayli erishilayotgan muammolarni oldini oladi.

(d) portlashning isboti va tartibsiz plitalar dizayni
Umuman olganda, Lityum temir fosfat batareyalarining yuqori qopqog'i 0} ning ochilishi bilan bitta portlash varaqidan foydalaniladi. 4 0. 8 MPa. Ichki bosim kuchayganida, portlashning aniq klapanining ochilish bosimi oshganda, valfi kerevni yoritadi va bosimni chiqaradi. Tervria batareya tizimlari uchun portlashning aniqlangan valfiga qo'shimcha ravishda, SSD-ning konferentsiyasining kombinatsiyasi ham qo'llaniladi. Portlash vositasining ochilishi valfining ochilishi odatda {{1 {0} {0} {0} {0} {0} {0}} {0}}. 751.05 MPA va mos ravishda 0,45 ~ 0.5 MPA. Batareyaning ichki bosimining ichki bosimi o'zgarib turganda, teskari plitasi yuqoriga ko'tariladi, tezda chiqib ketadi. Shu bilan birga, alyuminiy ulanish plastinkasini sug'urtalash plastinka zarbalari yuqori qopqoqning ijobiy va salbiy terminallari o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri qisqa tutqichni tezda kesib oling.

Prizmatik hujayralarning tarkibiy qismlarining dizayni asosiy nuqtalari bir nechta jihatlar, jumladan, suyuq in'ektsion portni muhrlash, ijobiy va salbiy terminalni muhrlash, ijobiy terminalga chidamliligini oshirish va portlashning asl chidamliligini oshirish va portlash-teskari plitalar dizayni ko'paymoqda. Ushbu dizayn elementlari Litium batareyalarining xavfsizligini va bajarilishini kuchaytirish, yangi energiya transport vositasi va energiya saqlash bozorlarini rivojlantirish uchun qattiq texnik yordam ko'rsatadigan Lityum batareyasini ishlab chiqish uchun birgalikda ishlaydi.