مصطلحات وشرح صناعة بطاريات الليثيوم: الجزء الثالث

Dec 10, 2024 ترك رسالة

644

 

 

جهد الحقيبة:جهد الحافة لبطارية الليثيوم ذات الحزمة الناعمة، يشير على وجه التحديد إلى جهد طبقة الألومنيوم بين العروة الكهربائية الإيجابية لبطارية الليثيوم ذات الحزمة الناعمة وفيلم الألومنيوم والبلاستيك. من الناحية النظرية، يجب عزل هذه الطبقات بجهد 0. ومع ذلك، أثناء المعالجة، قد تتلف طبقة PP الداخلية، مما يؤدي إلى التوصيل المحلي وتكوين البطاريات الصغيرة، مما يؤدي إلى اختلافات محتملة. يختلف معيار جهد الحافة من شركة مصنعة إلى أخرى، ولكن معظمها يقتصر على أقل من 1.0V استنادًا إلى إمكانية ذوبان سبائك الليثيوم والألمنيوم. جهد الحافة في حزمة البطارية: في حزمة بطارية ليثيوم أيون، يشير جهد الحافة عادةً إلى جهد خلية بطارية واحدة أثناء عملية الشحن والتفريغ، أي فرق الجهد بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة للبطارية. يمكن أن يعكس هذا الجهد حالة الشحن وصحة البطارية، وهو أحد المعايير المهمة لقياس حالة البطارية وأدائها.

 

 

مقاومة العاصمة:يشير عادةً إلى إجمالي المقاومة الداخلية للبطارية في ظل الظروف الحالية للتيار المستمر، بما في ذلك المقاومة الأومية ومقاومة الاستقطاب. تتكون المقاومة الداخلية الأومية بشكل أساسي من مقاومة مواد البطارية والإلكتروليتات والأقطاب الكهربائية، بينما ترتبط المقاومة الداخلية للاستقطاب بعملية التفاعل الكهروكيميائي داخل البطارية.

 

 

مقاومة التيار المتردد:فهو يقيس استجابة نظام البطارية لإشارة الاضطراب المحتملة (أو الحالية) للموجة الجيبية ذات السعة الصغيرة المطبقة على البطارية، ثم يقوم بتحليل المعلمات الداخلية مثل المقاومة والسعة والتحريض، بالإضافة إلى المعلومات الديناميكية للبطارية الداخلية البنية والتفاعلات الكيميائية.

 

 

الجهد الزائد:يشير إلى الجهد عند طرفي البطارية الذي يتجاوز الحد الأقصى لقيمة الجهد للتشغيل العادي أو لوائح السلامة. يمكن أن يكون هذا النوع من الجهد الزائد لحظيًا أو مستمرًا، وله تأثير كبير على أداء البطارية وعمرها الافتراضي وسلامتها.

 

 

الاحتفاظ بالشحن:يشير إلى قدرة البطارية على الاحتفاظ بكمية الكهرباء المخزنة في ظل ظروف محددة، والمعروفة باسم القدرة على التفريغ الذاتي. ويشير إلى قدرة البطارية على الحفاظ على الطاقة المخزنة في ظل ظروف بيئية معينة في حالة الدائرة المفتوحة. ببساطة، يشير ذلك إلى المدة التي يمكن للبطارية أن تحافظ فيها على الطاقة الكهربائية المخزنة داخليًا دون انخفاض كبير في حالة عدم استخدامها.

 

 

الاحتفاظ بالسعة:باختصار، يشير إلى الدرجة التي تحافظ بها البطارية على سعتها مقارنة بسعتها الأولية أثناء الاستخدام على المدى الطويل. إنه يعكس تدهور أداء البطارية بعد دورات الشحن والتفريغ المتعددة.

 

 

الاتصال الموازي:يشير إلى توصيل القطبين الموجب والسالب لبطاريتين أو أكثر لتشكيل دائرة متوازية. في طريقة التوصيل هذه، يظل الجهد الإجمالي لحزمة البطارية ثابتًا، في حين أن إجمالي التيار والسعة الإجمالية يساوي مجموع التيار والسعة لكل بطارية.

 

 

اتصال سلسلة موازية:إنها طريقة لتوصيل بطاريات متعددة بشكل تسلسلي بطريقة إيجابية إلى سلبية لتشكيل دائرة مستمرة. الغرض الرئيسي من طريقة الاتصال هذه هو زيادة الجهد الإجمالي لحزمة البطارية، بينما تعتمد التغييرات في التيار والسعة على ظروف التحميل المحددة.

 

متانة البطارية:يشير إلى قدرة البطارية على مقاومة الأضرار طويلة المدى الناجمة عن العوامل البيئية الخاصة بها والخارجية، والتي تتجلى في طول الفترة الزمنية التي يمكن أن تستمر فيها البطارية في العمل أو طول مدة خدمتها.

 

 

اختبار التخزين:إنها وسيلة مهمة لتقييم عمر تخزين البطاريات واستقرارها. والغرض الرئيسي منه هو تقييم التغيرات في أداء البطاريات أثناء التخزين طويل الأمد، بما في ذلك فقدان السعة، وتغيرات الجهد، وتغيرات المقاومة الداخلية، وما إلى ذلك، من أجل التنبؤ بعمر تخزين البطاريات واستقرارها وتوفير مراجع مهمة لتصميم البطارية و اختيار.

 

 

خدمة الحياة:يشير إلى الوقت أو عدد الدورات التي يمكن للبطارية توفير الطاقة في ظل ظروف الاستخدام العادية. يعتمد ذلك على عوامل مختلفة، بما في ذلك التركيب الكيميائي والتصميم وجودة التصنيع والاستخدام وطريقة شحن البطارية. تتمتع الأنواع المختلفة من البطاريات (مثل بطاريات أيون الليثيوم وبطاريات الرصاص الحمضية وما إلى ذلك) بعمر خدمة مختلف.

 

 

بطارية الرصاص الحمضية:إنها نوع من البطاريات التي تتكون أقطابها الكهربائية بشكل أساسي من الرصاص وأكاسيده، ويكون إلكتروليتها عبارة عن محلول حمض الكبريتيك. مادة القطب الموجب هي ثاني أكسيد الرصاص (PbO ₂)، مادة القطب السالب هي الرصاص (Pb)، والإلكتروليت هو محلول مائي من حمض الكبريتيك (H ₂ SO ₄). يقوم هذا النوع من البطاريات بتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية من خلال التفاعلات الكيميائية وتخزينها أثناء عملية الشحن.

 

 

تهمة تعزيز:إنها طريقة شحن يمكنها تقصير وقت الشحن بشكل كبير عن طريق زيادة تيار الشحن والجهد، بالإضافة إلى استخدام شرائح وبروتوكولات الشحن الفعالة.

 

 

الشحن الحالي المستمر:إنها طريقة شحن مستخدمة على نطاق واسع وتشير إلى طريقة شحن يظل فيها التيار ثابتًا أثناء عملية الشحن. يعتمد المبدأ على خصائص البطارية وآلية التحكم في الشاحن. يكتشف الشاحن أولاً حالة البطارية، بما في ذلك نوع البطارية، وسعتها، وجهد البطارية، وما إلى ذلك، ثم يقوم بتعيين قيمة تيار الإخراج الثابتة بناءً على هذه المعلومات. أثناء عملية الشحن، يقوم الشاحن بضبط جهد الخرج ديناميكيًا بناءً على حالة شحن البطارية وتغييرات المقاومة الداخلية للحفاظ على تيار شحن ثابت. عندما تصل البطارية إلى حالة الشحن المطلوبة أو يتجاوز وقت الشحن عتبة معينة، سينهي الشاحن الشحن الحالي المستمر ويدخل مرحلة الشحن التالية (مثل شحن الجهد المستمر أو الشحن العائم) أو يتوقف عن الشحن.

 

 

تهمة الجهد المستمر:طريقة شحن يتم فيها الحفاظ على الجهد بين قطبي البطارية عند قيمة ثابتة أثناء عملية الشحن. أثناء الشحن بجهد ثابت، يظل جهد مصدر طاقة الشحن ثابتًا طوال فترة الشحن بأكملها. مع زيادة الجهد الكهربائي عند طرف البطارية تدريجيًا، سينخفض ​​تيار الشحن تدريجيًا. وذلك لأن السعة الحالية المقبولة للبطارية تقل تدريجياً مع تقدم عملية الشحن. عندما يصل جهد البطارية إلى جهد الشحن المحدد، سيقوم الشاحن تلقائيًا بضبط تيار الإخراج ليقل تدريجيًا حتى يصل جهد البطارية إلى حالة مستقرة.

 

 

تهمة هزيلة:يُعرف أيضًا باسم شحن الصيانة أو الشحن المتقطع، ويستخدم بشكل أساسي للتعويض عن فقدان السعة الناتج عن التفريغ الذاتي للبطارية بعد شحنها بالكامل. تعمل طريقة الشحن هذه على تجديد الطاقة للبطارية من خلال تيارات نبضية صغيرة، مما يضمن احتفاظ البطارية بمستوى شحن عالٍ لفترة طويلة، استعدادًا لتفريغها.

 

 

حالة الشحن (SOC):إنها معلمة أساسية تصف حالة الشحن المتبقية لأجهزة تخزين الطاقة مثل البطاريات أو بطاريات الليثيوم بعد فترة من الاستخدام أو الإهمال على المدى الطويل. وهو يمثل نسبة السعة المتبقية للبطارية إلى سعتها عند شحنها بالكامل، ويتم التعبير عنها عادة كنسبة مئوية (%)، مع نطاق 0100% (أو 01 عند التعبير عنها كعلامة عشرية). عندما SOC=0، يشير ذلك إلى أن البطارية فارغة تمامًا؛ عندما تكون SOC=100% (أو SOC=1)، فهذا يشير إلى أن البطارية مشحونة بالكامل.

 

 

نهاية جهد الشحن:الحد الأقصى للجهد المسموح به للبطارية أثناء مرحلة الشحن النهائية. بمجرد وصول جهد البطارية إلى هذه القيمة أو تجاوزها، يجب إيقاف الشحن على الفور لمنع الشحن الزائد للبطارية. الأهمية: يمكن لإعداد الجهد الكهربي لإنهاء الشحن بشكل معقول أن يمنع بشكل فعال تلف البطارية بسبب الشحن الزائد، مع ضمان إمكانية شحن البطارية بالكامل وإطالة عمر الخدمة.

 

645

 

تغذية:إنها عملية حاسمة في تصنيع بطاريات الليثيوم أيون. ويشير بشكل خاص إلى عملية إدخال المواد الخام ذات القطب الموجب أو السالب (بما في ذلك المواد النشطة، والعوامل الموصلة، والمواد الرابطة، وما إلى ذلك) في معدات الخلط من خلال نظام القياس وفقًا لنسبة محددة. تعتبر هذه العملية ضرورية لأداء واتساق البطاريات اللاحقة.

 

 

خلط:إنها عملية خلط مسحوق المادة الفعالة، والموثق، والعامل الموصل، والمذيب بشكل موحد بترتيب معين وتحت ظروف معينة لتشكيل تعليق مستقر. في إنتاج بطاريات الليثيوم أيون، يلعب التحريك، كعملية أولى، دورًا حاسمًا في الإكمال عالي الجودة لعمليات الطلاء اللاحقة والدرفلة وغيرها من العمليات. والغرض من ذلك هو ضمان خلط المواد الخام المختلفة بشكل متساوٍ تمامًا، وتشكيل ملاط ​​بأداء مستقر، وبالتالي ضمان أداء واتساق البطارية.

 

 

طلاء:يشير إلى عملية طلاء عجينة مثل البوليمر أو البوليمر المنصهر أو محلول البوليمر بشكل موحد على الركيزة (مثل رقائق النحاس أو رقائق الألومنيوم) لإنتاج فيلم مركب. بالنسبة لبطاريات الليثيوم أيون، تكون الركيزة المطلية عادة عبارة عن رقائق النحاس أو رقائق الألومنيوم، وهي مغلفة بمعجون القطب الكهربائي.

 

 

المتداول:يشير إلى عملية ضغط أقطاب بطارية الليثيوم التي تم طلاؤها وتجفيفها إلى درجة معينة من خلال بكرتين من الفولاذ مع وجود فجوة وضغط معينين. تشمل الأغراض الرئيسية للضغط بالأسطوانة ما يلي: زيادة كثافة ضغط صفائح الأقطاب الكهربائية، وتحسين قوة التقشير، وزيادة كثافة طاقة البطارية، وتحسين عمر الدورة وأداء السلامة.

 

 

الحزيشير إلى عملية قطع صفائح الأقطاب الكهربائية (الموجبة أو السالبة) التي خضعت للطلاء والتجفيف واللف وغيرها من العمليات وفقًا لمواصفات ومتطلبات التصميم، وذلك للحصول على صفائح إلكترود تتوافق مع الحجم والشكل المطلوب لتجميع الخلايا. تعتبر هذه الخطوة ضرورية لضمان أداء البطارية وسلامتها وكفاءة إنتاجها.

 

 

لف:يشير إلى عملية لف القطب الموجب المقسم والفاصل والقطب السالب إلى أشكال أسطوانية أو غيرها من الأشكال المحددة لخلايا البطارية وفقًا لترتيب معين ومتطلبات التوتر من خلال معدات وعمليات ميكانيكية محددة. هذه الخطوة لها تأثير كبير على الاستقرار الهيكلي، وكثافة الطاقة، والمقاومة الداخلية، والأداء الكهروكيميائي اللاحق لخلية البطارية.

 

 

التراص:يشير إلى عملية تكديس صفائح القطب الكهربائي الفردية (لوحة القطب الموجب، ولوحة القطب السالب) والفواصل التي يتم إنتاجها في عملية القطع بالقالب بترتيب وطريقة معينة لتشكيل هيكل خلية البطارية. الخطوات الرئيسية: إعداد القطب الكهربائي، المعالجة المسبقة للغشاء، التجميع الرقائقي، طلاء الإلكتروليت، التغليف بالضغط الساخن، القطع والتشكيل.

 

 

الضغط الساخن:يشير إلى عملية الضغط الساخن وتشكيل الخلايا العارية من خلال تحديد معلمات معقولة مثل الوقت ودرجة الحرارة والضغط. والغرض الرئيسي منه هو التحكم في سمك الخلية العارية، بحيث يتم تثبيت الشكل الفضفاض للخلية العارية بعد اللف، وبالتالي منع الإزاحة النسبية للأقطاب الكهربائية الإيجابية والسلبية أثناء الاستخدام اللاحق، مما يضمن أداء البطارية وسلامتها.

 

الضغط المسطح:يشير عادةً إلى معالجة الضغط للبطاريات أو مكوناتها (مثل الخلايا والأقطاب الكهربائية وما إلى ذلك) لتحسين شكلها المادي أو تعزيز الأداء أو تلبية متطلبات التصنيع المحددة. قد تتضمن هذه المعالجة تسوية الأسطح غير المستوية، وضبط توزيع الضغط داخل البطارية، وتعزيز ثبات هيكل البطارية.

 

 

الخبز الفراغي:بسبب الرقابة الصارمة على محتوى الرطوبة داخل بطاريات الليثيوم، فإن الرطوبة لها تأثير كبير على أداء بطاريات الليثيوم، بما في ذلك الجهد والمقاومة الداخلية والتفريغ الذاتي وغيرها من المؤشرات. يمكن أن يؤدي محتوى الرطوبة المفرط إلى خردة المنتج، وانخفاض الجودة، وحتى انفجار المنتج. لذلك، في عمليات الإنتاج المتعددة لبطاريات الليثيوم، يلزم الخبز الفراغي المتعدد لألواح القطب الموجب والسالب وخلايا البطارية والبطاريات لإزالة أكبر قدر ممكن من الرطوبة.

 

 

اللحام بالليزر:وهي تقنية لحام عالية الدقة والكفاءة تستخدم على نطاق واسع في مجال تصنيع البطاريات، وخاصة في إنتاج بطاريات الليثيوم.

 

 

تشكيل الحقيبة:تُعرف أيضًا بعملية الختم أو التثقيب، وهي تستخدم بشكل أساسي لإحداث ثقب في فيلم الألومنيوم والبلاستيك الذي يمكن أن يستوعب قلب ملف البطارية. تهدف هذه الخطوة إلى التأكد من إمكانية وضع خلايا البطارية بشكل آمن داخل طبقة الألومنيوم والبلاستيك، مما يوفر ضمانًا للتغليف اللاحق وأداء البطارية.

 

 

اختبار التسرب:إنها خطوة حاسمة في تصنيع واستخدام البطاريات، وتستخدم بشكل أساسي لضمان عدم تلوث الجزء الداخلي للبطارية أو غزوها بالشوائب مثل الغبار وبخار الماء من البيئة الخارجية، وبالتالي منع حوادث السلامة مثل الدوائر القصيرة و انفجارات.

 

 

تشكيل:يشير إلى عملية الشحن الأولي لخلية البطارية، والمعروفة أيضًا بالشحن الأولي أو القولبة. خلال هذه العملية، يتم شحن مواد القطب الموجب والسالب داخل البطارية وتخضع لتفاعلات كهروكيميائية، مما يؤدي إلى استقرار نظام التفاعل الكيميائي داخل البطارية وتشكيل فيلم SEI (واجهة إلكتروليتية صلبة)، وبالتالي ضمان الأداء الجيد للبطارية في الاستخدام المستقبلي. .

 

 

الدرجات:يشير إلى عملية اختبار السعة والمقاومة الداخلية والمعلمات الأخرى للبطارية من خلال اختبارات الشحن والتفريغ لتحديد مستوى أدائها وجودتها. تعتبر هذه العملية ضرورية لمراقبة جودة البطاريات الجديدة قبل مغادرتها المصنع وتقييم أداء البطاريات القديمة قبل إعادة استخدامها.

 

 

لدغ:يشير إلى الحطام المعدني الحاد الناتج أثناء عملية تصنيع البطارية، خاصة عند حافة القطب الكهربائي أو فتحة الحقن. قد يكون سبب هذه النتوءات أسباب مختلفة، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر، تآكل الأدوات، وفشل المعدات، والتشغيل غير السليم، ومشكلات المواد. إن وجود نتوءات البطارية له تأثير كبير على أداء البطاريات وسلامتها وتكلفة إنتاجها.

 

 

حجم الجسيمات:يشير إلى حجم الجسيمات وتوزيع مواد القطب الموجب والسالب في البطارية. يؤثر حجم وتوزيع حجم الجسيمات بشكل مباشر على بنية مسام البطارية، ومحتوى المواد النشطة، ومسار الانتشار ومقاومة أيونات الليثيوم، وبالتالي يؤثر على الأداء الكهروكيميائي، وكثافة الطاقة، وعمر دورة البطارية.

 

 

المحتوى الصلب:يشير إلى نسبة المواد الصلبة الموجودة في كل مكون من مكونات ملاط ​​البطارية في الكتلة الإجمالية للملاط، بما في ذلك المواد المضافة مثل المواد الرابطة المذابة في المذيبات. قد يختلف النطاق والمتطلبات المحددة للمحتوى الصلب باختلاف أنواع البطاريات وتركيبات الملاط المختلفة.

 

 

كثافة السطح:يشير إلى الكتلة لكل وحدة مساحة من طبقة معينة (مثل الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة) في البطارية، ويتم التعبير عنها عادةً بالجرام لكل متر مربع (جم / م ²). حجم كثافة السطح له تأثير كبير على سعة البطارية وكثافة الطاقة والمقاومة الداخلية ودورة الحياة وسلامة البطارية.

 

 

غرفة لتنظيف جسم الإنسان:يُعرف أيضًا باسم دش الهواء، ودش الهواء النظيف، ودش الهواء النقي، وما إلى ذلك، وهو ممر ضروري لدخول الغرف النظيفة (بما في ذلك بيئات إنتاج البطاريات). يقوم برش الهواء النظيف بسرعة عالية على سطح الموظفين أو البضائع لإزالة جزيئات الغبار العالقة بهم، مما يمنع أو يقلل بشكل فعال دخول مصادر الغبار إلى المنطقة النظيفة ويضمن نظافة بيئة الإنتاج.

 

 

شجيرات الليثيوم:هي الليثيوم المعدني المتغصن الذي يتشكل أثناء اختزال أيونات الليثيوم أثناء عملية شحن بطاريات الليثيوم. عندما يظهر الليثيوم على جانب القطب السالب، قد لا يكون شكله بالضرورة تشعبات الليثيوم، ولكن يشار إليه بشكل جماعي باسم ترسيب الليثيوم. يعد تكوين تشعبات الليثيوم مشكلة شائعة في بطاريات الليثيوم أيون، والتي يمكن أن يكون لها تأثير خطير على أداء البطارية وسلامتها.

 

 

الهروب الحراري :يشير إلى مشكلة خطيرة تتعلق بالسلامة حيث ترتفع درجة الحرارة الداخلية للبطارية بشكل حاد لأسباب مختلفة أثناء الاستخدام أو الشحن، مما يجعل من الصعب التحكم فيها أو تبريدها بشكل فعال، ويؤدي في النهاية إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية واحتراقها وحتى انفجارها.

إرسال التحقيق