Porovnávacia analýza procesov stohovania verzus vinutia vo výrobe lítiových batérií: technické výhody a kompromisy výkonu
1. Zásady procesu
Proces stohovania:
Listy anódy a katód sú rezané na špecifikované rozmery, potom laminované separátormi za vzniku jednotkových buniek. Tieto jednotkové bunky sú naskladané paralelne, aby sa vytvorili moduly batérie.
Proces vinutia:
Vopred vystrihnuté anódové listy, oddeľovače a katódové listy sú zranené v definovanej sekvencii okolo pevného tŕňa, stlačené do valcových, eliptických alebo prizmatických tvarov. Vinuté elektródy sa potom umiestnia vo valcových alebo prizmatických kovových krytoch. Rozmery elektród a zákruty vinutia sú určené konštrukčnou kapacitou batérie.
2. Elektrochemické porovnanie výkonu
Vnútorný odpor:
Stohovacie bunky vykazujú nižšiu vnútornú rezistenciu v dôsledku paralelného zvárania viacerých kariet, ktoré skracujú migračné dráhy lítium-iónov. Tým sa znižuje tvorba tepla počas prevádzky a spomaľuje počiatočnú degradáciu hustoty energie. Naopak, vinuté bunky sa spoliehajú na výstup prúdového prúdu s jedným tabom, čo vedie k vyššej vnútornej rezistencii.
Životnosť cyklu:
Stohovacie bunky demonštrujú vynikajúce tepelné riadenie, ktoré umožňujú rovnomerné rozloženie tepla. Vinuté bunky vykazujú gradientové štrukturálne a mechanické vlastnosti, čo vedie k nerovnomernému rozptylu tepla a lokalizovaným teplotným gradientom. To zrýchľuje vyblednutie kapacity a znižuje životnosť cyklu v bunkách rany.
Mechanické napätie elektród:
Stohovacie elektródy zažívajú rovnomerné mechanické napätie bez lokalizovanej koncentrácie, pričom minimalizujú poškodenie vrstvy materiálu počas cyklov náboja/výpisu. V kľukatých bunkách sa vyvíjajú koncentrácie stresu v ohybových bodoch, zvyšujú riziká štrukturálneho zlyhania, skratov a pokovovania lítium pri elektrickom zaťažení.
Schopnosť sadzby:
Stohovacie bunky dosahujú zvýšený výkon rýchlosti v dôsledku paralelizovaných prúdových dráh z viacerých vrstiev elektród, čo umožňuje rýchlejšie vysokohorský výtok. Vinutie buniek čelia obmedzeniam z architektúry s jedným tabom.
Dizajn hustoty energie:
Stohovanie optimalizuje využitie priestoru obalu, čo maximalizuje zaťaženie aktívneho materiálu pre vyššiu hustotu energie. Vinutie bunky trpia neefektívnosťou priestoru v dôsledku zakrivenej geometrie elektród a konfigurácií od separátora s dvoma vrstvami.
3. Procesné výhody
Proces stohovania:
Vysoká objemová kapacita: Vynikajúce využitie priestoru umožňuje vyššiu kapacitu v rámci ekvivalentných objemov.
Zvýšená hustota energie: vyššia plošina napätia výboja a objemová kapacita.
Flexibilita dizajnu: Prispôsobiteľné rozmery elektród podporujú neštandardné geometrie buniek.
Proces vinutia:
Zjednodušené bodové zváranie: Vyžaduje iba dva zváracie body na bunku.
Škálovateľnosť výroby: Zjednodušená dvojelektródová konfigurácia Zameriava riadenie procesu.
Efektívne rezanie: Operácia s jednou anódou/katódou znižuje rýchlosť defektov.
4. Obmedzenia procesu
Proces stohovania:
Riziká zvárania za studena: Laminácia viacerých tabov zvyšuje náchylnosť na neúplné zvary.
Nízka účinnosť zariadenia: domáce stohovacie stroje pracujú na {{0}}.
Proces vinutia:
Vysoké straty polarizácie: Návrh s jedným tabom zhoršuje vnútornú polarizáciu, výkonnosť rýchlosti.
Výzvy s tepelným riadením: Ťažkosti s implementáciou medzi bunkovou tepelnou izoláciou zvyšuje riziká tepelného utečenia.
Variabilita hrúbky: Štrukturálna nehomogenita spôsobuje nerovnomernú hrúbku na taboch, okrajoch separátora a strany buniek.
5. Záver
Procesy stohovania a vinutia predstavujú odlišné kompromisy vo výrobe lítiových batérií. Stohovanie vyniká v hustote energie, tepelnom výkone a flexibilite dizajnu, vďaka čomu je ideálny pre nové energetické vozidlá a systémy na skladovanie energie. Vinutie ponúka výhody nákladov a škálovateľnosti pre veľkoobjemové aplikácie, ako je spotrebná elektronika. Nepretržitý technologický pokrok ďalej optimalizuje obe metodiky a bude riadiť inováciu v priemysle lítium batérií.
Tob nová energiaposkytuje celú saduriešenia výroby batérií, Môžeme prispôsobiť rôzne procesy (proces stohovania, proces vinutia) Laboratórna linka v učení, pilotná linka, výrobná linka podľa požiadaviek klientov.
