Processus de fabrication et conception des batteries au lithium-ion

La batterie lithium-ion est l'une des batteries rechargeables les plus couramment utilisées, qui présente les avantages d'une densité énergétique élevée, d'une longue durée de vie, d'un rendement élevé, etc. Elle est largement utilisée dans les domaines de l'énergie verte, des appareils électroniques portables, des véhicules électriques, de la mobilité. appareils et appareils extérieurs. Au cœur de l’industrie des batteries se trouve un processus essentiel d’assemblage de batteries lithium-ion appelé production de blocs-batteries. Dans cet article, nous explorerons le monde des batteries, le contrôle de la qualité et les mesures de sécurité des batteries, ainsi que le développement technologique et l'innovation dans la production de batteries.

Comment les ingénieurs évaluent-ils la conception des batteries au lithium-ion ?

Le type de développement de batteries et les technologies impliquées varient en fonction de l'application spécifique. L’ingénieur concepteur de batteries jugera la conception en fonction de deux scénarios courants :

  1. Conception de base de la batterie au lithium: Ces blocs-batteries personnalisés sont conçus pour s'adapter aux boîtiers rigides existants qui protègent la batterie. Dans ce cas, le client demanderait une taille de batterie spécifique et le fournisseur fabriquerait cette batterie. Une fois que le client a confirmé les détails, une fois que le client a confirmé les détails, il faut généralement 7 à 10 jours ouvrables pour suivre la conception de la batterie Li-ion et développer une personnalisation.
  2. Conception avancée de batterie au lithium: Ces batteries personnalisées sont fabriquées lorsque le client a des demandes spéciales concernant les capacités de température, les dimensions, le courant de décharge et/ou les cycles de batterie. Dans ce cas, nos experts en chimie, en boîtier et en système de gestion de batterie (BMS) doivent suivre de près chaque projet. La production de ces batteries peut prendre plus de temps et un calendrier personnalisé est généralement créé pour répondre aux exigences spécifiques de ce type de développement de batteries et de création de prototypes.
Évaluer la chimie des batteries:

La composition chimique des batteries fait référence à la composition des matériaux de chaque batterie, notamment les piles alcalines, le nickel-hydrure métallique (NiMH) et le lithium-ion. Différentes compositions chimiques de batterie offrent divers avantages, et les caractéristiques de performances sont souvent décidées en fonction de facteurs tels que la plate-forme de tension de fonctionnement, les dimensions, le temps de travail et le rapport coût-performance. Le concepteur de batteries de CMB donne la priorité aux trois cellules de batterie les plus courantes suivantes pour la conception de batteries : INR (Lithium Ternaire), LFP (Chimie du Lithium Fer Phosphate) et LiPo (Lithium Polymère).

Évaluer la conception du boîtier de batterie :

Concevoir un boîtier pour un client personnalisé lithium-batterie ionique prend en compte plusieurs facteurs, notamment l’environnement de travail et le fonctionnement de la batterie. Le but du boîtier est de protéger la batterie des conditions externes telles que les conditions météorologiques et des problèmes internes tels que les dysfonctionnements de la batterie. Le boîtier contient l'intégralité de la batterie, y compris les circuits électroniques, les interconnexions et les connecteurs, il doit donc être construit pour s'adapter à ces caractéristiques :

  • La corrosivité de la mer
  • Dilatation thermique dans des environnements plus froids
  • Durabilité dans des environnements porteurs
Ensemble batterie lithium-ion

Actuellement, la plupart des boîtiers pour batteries personnalisées sont fabriqués en plastique ABS résistant aux chocs et aux solutions alcalines. Si vous recherchez une qualité et une durabilité supérieures, vous pouvez également opter pour des matériaux alternatifs.

Évaluer le système de gestion de batterie:

Le BMS est le cœur d'une batterie personnalisée. Un ingénieur pack professionnel peut fournir la meilleure conception BMS pour votre batterie.

  • Un BMS standard 1-7S est le plus courant sur le marché. Chez CMB, vous n'avez pas besoin de payer de frais de développement BMS supplémentaires pour le BMS 1-7S.
  • Un BMS 7-16S, ou Smart BMS, est équipé d'une communication CANBUS, UART 485 et RS232 pour garantir la santé de la batterie à long terme et son fonctionnement optimal. Smart BMS peut nécessiter des frais de développement supplémentaires. Cependant, chez CMB, nous proposons des frais de développement réduits ou supprimés pour certaines tailles de commande.

Le processus de fabrication des batteries lithium-ion CMB

Une batterie est composée de plusieurs cellules connectées en série ou en parallèle. Comment fabriquer des batteries lithium-ion ? Cela a toujours été un sujet intéressant. La production de batteries lithium-ion est un processus complexe comprenant trois étapes.

Première étape : le tri des cellules

L’étape de tri des cellules est une étape cruciale pour garantir les performances constantes des batteries lithium-ion. Le fabricant de batterie lithium-ion doit avoir une norme d'écart stricte de moins de 5 mv d'écart de tension, moins de 15 mΩ de résistance interne et moins de 5 mAh d'écart de capacité.

Pour garantir à la batterie Li-ion un cycle de longue durée et des performances fiables, le processus de tri des cellules doit être très strict. Mais avant ce processus de fabrication de la batterie lithium-ion, l'usine de batteries Li-ion personnalisée devrait avoir l'avantage de li- chaîne d'approvisionnement des cellules ioniques. Nous ne faisons affaire qu'avec l'usine de cellules de marque ou directement avec de grands grossistes pour garantir que les sources de cellules proviennent de l'usine de cellules d'origine. En tant que fabricant de batteries, qui peut demander à l’usine d’origine de 18650 cellules ou de 21700 cellules nos normes d’écartement des cellules pour répondre à la demande de solutions de batteries personnalisées.

Deuxième étape : assemblage de la batterie au lithium

Le plus L'assemblage de la batterie est le processus d'assemblage de l'électrode positive, de l'électrode négative et du diaphragme en une batterie complète. Cela implique de placer les électrodes dans un boîtier de cellule, d'ajouter l'électrolyte et de sceller la cellule.

Batteries lithium-ion sont généralement produits à l'aide de deux méthodes de processus d'assemblage de batteries lithium-ion : l'assemblage manuel et l'assemblage automatisé.

L'assemblage manuel est la technologie la plus courante pour l'assemblage de batteries. Elle est relativement peu coûteuse et flexible et peut être adaptée à différents types de batteries. Le seul point négatif est que puisqu'il s'agit d'un assemblage manuel, la précision de finition peut ne pas être élevée, ce qui reflète également l'importance de la gestion des normes de production ISO9001 dans l'assemblage des usines de batteries lithium-ion. L’autre type d’assemblage automatisé est une technologie émergente dans l’assemblage de batteries. Comme il fonctionne sur machine, il peut réduire les erreurs humaines et améliorer l'efficacité de la production tout en améliorant la précision de l'achèvement, mais le coût est relativement élevé et la flexibilité est faible, ce qui ne convient pas à la production en petits lots.

L'assemblage de la batterie nécessite une attention particulière aux points suivants :

  • L'épaisseur et la surface des électrodes positives et négatives doivent être uniformes.
  • L'épaisseur et l'ouverture du diaphragme doivent répondre aux exigences.
  • La concentration et le type d'électrolyte doivent être corrects.
  • L'étanchéité de la batterie doit être ferme et fiable.
  • Introduire le concept d'outils pour améliorer la fiabilité de l'assemblage du bloc de batterie. 

La qualité de l’assemblage de la batterie a un impact significatif sur les performances et la sécurité de la batterie. Si la batterie n'est pas correctement assemblée, cela entraînera une diminution de la capacité, un taux de décharge plus faible, une durée de vie plus courte, une sécurité réduite et d'autres problèmes.

Troisième étape : isolation de la batterie

L'isolation de la batterie est très importante. Lorsque les pôles de la batterie ont un courant de décharge plus élevé, cela provoque une température élevée. Nous devons isoler la batterie pour éviter un incendie ou un court-circuit.

Le rôle principal du processus d’isolation des batteries comprend :

  • Améliorer les performances de la batterie : le processus d'isolation de la batterie peut améliorer la conductivité, la résistance à la corrosion, la résistance à la chaleur et la résistance à l'oxydation de la batterie, améliorant ainsi la capacité, le taux de décharge, la durée de vie et la sécurité de la batterie.
  • Prévient les courts-circuits : Les courts-circuits peuvent provoquer des incendies et des explosions, il est donc important de les éviter. L'isolation du bloc de batterie peut aider à prévenir les courts-circuits en gardant les cellules de la batterie isolées électriquement les unes des autres.
  • Prolonge la durée de vie de la batterie : le processus d'isolation de la batterie peut protéger la batterie des dommages causés par des facteurs externes, tels que l'eau, la poussière, l'acide et l'alcali, afin de prolonger la durée de vie de la batterie.
  • Embellissez la batterie : le processus d'isolation de la batterie peut rendre l'apparence de la batterie plus belle et augmenter la valeur ajoutée de la batterie.
Processus de production de batteries lithium-ion

Contrôle de qualité et mesures de sécurité des batteries

Des protocoles de contrôle de qualité stricts sont cruciaux tout au long du processus de fabrication des batteries lithium-ion. De l’approvisionnement en matières premières au produit final, chaque étape nécessite une attention méticuleuse aux détails pour garantir que les batteries répondent aux normes les plus élevées. Grâce à des pratiques de contrôle qualité efficaces, les fabricants peuvent identifier très tôt tout défaut ou problème potentiel, empêchant ainsi que des batteries défectueuses ou dangereuses n’arrivent sur le marché. Cela protège non seulement les utilisateurs finaux, mais renforce également la réputation et la crédibilité des fabricants.

Pour y parvenir, les fabricants mettent en œuvre des points de contrôle de qualité, des tests et des inspections critiques à chaque étape de la production.

ÉtapeListe de vérificationLes machines
Matières premièresL'usine de cellules de marque d'origine et les spécifications des cellulesTesteur de résistance interne de batterie/machine de vieillissement
Tri des cellulesManuel d'orientation sur la norme de nomenclatureMachine de tri de cellules
Assemblage de la batterieProcessus de soudage et d’isolationMachine à souder et machine de vieillissement
Test de batterieCapacité, taux de décharge, durée de vie, sécuritéMachine vieillissante et machine de test complète

Ce ne sont là que quelques-uns des points de contrôle, tests et inspections les plus courants effectués lors de la production de batteries lithium-ion. Les tests et machines spécifiques utilisés varient en fonction de la conception et de l'application spécifiques de la batterie.

Il est important de noter que le contrôle qualité est essentiel tout au long du processus de production des batteries lithium-ion. En mettant en œuvre des mesures strictes de contrôle de qualité, les fabricants peuvent contribuer à garantir que leurs batteries sont sûres et fiables.

Test de la batterie

Développement technologique et innovation dans la production de batteries lithium-ion

Le développement de nouveaux matériaux tels que le graphène, le silicium et les nanomatériaux a contribué aux progrès dans la production de batteries lithium-ion. Ces matériaux ont amélioré la densité énergétique et la durée de vie, favorisant ainsi le développement de la technologie des batteries. Les processus de fabrication améliorés des batteries lithium-ion, tels que la diffusion thermique et la galvanoplastie, ont encore amélioré les performances et la sécurité des batteries. De plus, les méthodes de production automatisées garantissent la cohérence et maintiennent des normes de production élevées. De plus, des méthodes de recyclage sont développées pour récupérer les matériaux précieux des batteries usagées, réduisant ainsi les déchets et favorisant la durabilité.

Le marché des batteries lithium-ion connaît une croissance rapide, stimulé par le besoin croissant de solutions énergétiques propres. Les principaux fabricants améliorent constamment leur efficacité, réduisent les déchets et répondent aux demandes du marché grâce aux meilleures pratiques. Et bien sûr, CMB le pratique à travers ses actions. Les progrès des nouvelles technologies telles que batteries à semi-conducteurs et les options de recyclage des batteries lithium-ion bouleverseront le modèle de production de batteries lithium-ion et façonneront l’avenir de la production de batteries lithium-ion.

En conclusion, la production de batteries est un processus complexe et multiforme qui nécessite une attention méticuleuse aux détails, un contrôle qualité strict et un engagement en matière de sécurité. Ce guide complet a fourni un aperçu du processus de fabrication des batteries au lithium-ion, a mis en évidence le contrôle de qualité et les mesures de sécurité, et a discuté de l'impact des progrès technologiques sur la production de batteries au lithium. En se conformant à des normes strictes de contrôle de qualité et aux progrès de la technologie des batteries au lithium, les fabricants de batteries peuvent produire des batteries de haute qualité, sûres et fiables qui alimentent notre monde moderne. Faites-moi savoir si vous avez d'autres questions.

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