リチウムイオン電池パックの製造プロセスと設計

バッテリー業界の中核を成すのは、バッテリーパック製造と呼ばれるリチウムイオン電池の組立工程です。この記事では、エンジニアがカスタムソリューションを評価・設計する方法、段階的な製造プロセス、重要な品質管理と安全対策、そしてバッテリーの出荷における複雑なプロセスなど、バッテリーパックの世界を探ります。

エンジニアはリチウムイオン電池パックの設計をどのように評価するのでしょうか?

バッテリー開発の種類と関連する技術は、特定の用途に応じて異なります。バッテリー設計エンジニアは、次の XNUMX つの一般的なシナリオに基づいて設計を判断します。

1. 基本的なリチウム電池パックの設計これらのカスタムバッテリーパックは、バッテリーを保護する既存のハードエンクロージャに収まるように製作されます。この場合、お客様は特定のバッテリーサイズをリクエストし、サプライヤーがそのバッテリーを製造します。お客様が詳細を確認した後、通常7～10営業日でリチウムイオンバッテリーパックの設計に基づき、カスタムバッテリーパックを開発いたします。
2. 高度なリチウム電池パック設計: これらのカスタム バッテリーは、お客様が温度機能、寸法、放電電流、および/またはバッテリー サイクルについて特別なリクエストを持った場合に製造されます。この場合、当社の化学、エンクロージャー、およびバッテリー管理システム (BMS) の専門家は、各プロジェクトを注意深く監視する必要があります。これらのバッテリーは製造に時間がかかる場合があり、通常、このタイプのバッテリー開発とプロトタイプ作成の特定の要件に合わせてカスタム タイムラインが作成されます。

バッテリーの化学特性を評価する:

バッテリーの化学組成とは、各バッテリーの材料の組成を指し、一般的にはアルカリ、ニッケル水素 (NiMH)、リチウムイオンが含まれます。バッテリーの化学組成によって利点が異なり、パフォーマンス特性は動作電圧プラットフォーム、寸法、動作時間、コストパフォーマンス比などの要素に基づいて決定されることがよくあります。 CMBのバッテリーパック設計者は、バッテリーパックの設計に、INR（三元リチウム）、 LFP (リン酸鉄リチウム化学) および LiPo(リチウムポリマー).

バッテリーケースの設計を評価する:

筐体の設計 カスタムリチウムイオン電池パック 作業環境やバッテリーの機能など、いくつかの要因を考慮します。エンクロージャーの目的は、天候などの外部条件やバッテリーの故障などの内部問題からバッテリーを保護することです。エンクロージャには、電子回路、相互接続、コネクタを含むバッテリ全体が収容されるため、次の機能に対応できるように構築する必要があります。

• 海の腐食性
• 寒い環境での熱膨張
• 負荷のかかる環境での耐久性

現在、カスタムバッテリーの筐体のほとんどは、耐衝撃性とアルカリ溶液への耐性を備えたABS樹脂で作られています。より高い品質と耐久性を求める場合は、代替素材を選択することもできます。

バッテリー管理システムを評価する:

BMS はカスタム バッテリーの心臓部です。 プロのパックエンジニア バッテリーに最適な BMS 設計を提供できます。

• 標準的な1-7S BMSは市場で最も一般的です。 CMB1-7S BMS に対して追加の BMS 開発料金を支払う必要はありません。
• 7-16S BMS、またはスマートBMSには、CANBUS、UART 485、およびRS232通信が装備されており、長期的なバッテリーの健全性と最適な機能を保証します。スマートBMSには追加の開発費が必要になる場合があります。ただし、 CMB一定の注文規模に応じて、開発費の割引または免除を実施しております。

XNUMXμmの波長を持つ CMB リチウムイオン電池の製造工程

バッテリーパックは、直列または並列に接続された複数のセルで構成されます。 リチウムイオン電池はどうやって作るの？ それはいつも興味深い話題でした。 リチウムイオン電池の製造は、合計 XNUMX つのステップからなる複雑なプロセスです。

ステップ XNUMX: セルの並べ替え

セルの選別段階は、リチウムイオン電池の一貫した性能を確保するための重要なステップです。 リチウムイオン電池メーカーは、電圧ギャップ 5mv 未満、内部抵抗 15mΩ 未満、容量ギャップ 5mAh 未満という厳しいギャップ基準を設けている必要があります。

リチウムイオン電池の寿命が長く、性能が信頼できることを確保するには、セルの選別プロセスを非常に厳格に行う必要があります。しかし、このリチウムイオン電池の製造プロセスの前に、カスタム リチウムイオン電池工場はリチウムイオン セル サプライ チェーンの利点を備えている必要があります。当社は、セルの供給元が元のセル工場からであることを保証するために、ブランド セル工場または大手卸売業者とのみ直接取引を行っています。バッテリー パック製造業者の 18650 つとして、カスタム バッテリー パック ソリューションの要求を満たすために、セル ギャップ標準として元の 21700 セルまたは XNUMX セル工場を要求できるのは誰でしょうか。

ステップ XNUMX: リチウム電池パックの組み立て

XNUMXμmの波長を持つ バッテリーパックの組み立ては、正極、負極、隔膜を組み立てて完全なバッテリーを完成させるプロセスです。 これには、電極をセルのケーシングに配置し、電解質を追加し、セルを密封することが含まれます。

リチウムイオン電池は通常、手動組み立てと自動組み立ての 2 つのリチウムイオン電池組み立てプロセス方法を使用して製造されます。

手作業による組み立ては、バッテリー組み立ての最も一般的な技術であり、比較的低コストで柔軟性があり、さまざまな種類のバッテリーに適応できます。唯一の欠点は、手作業による組み立てであるため、精度の高い仕上がりが得られない可能性があることです。これは、リチウムイオン電池工場の組み立てにおけるISO9001生産標準管理の重要性も反映しています。もうXNUMXつの種類の自動組み立ては、バッテリー組み立てにおける新興技術です。機械操作であるため、人為的ミスを減らし、生産効率を向上させながら完成精度を向上させることができますが、コストが比較的高く、柔軟性に欠けるため、小ロット生産には適していません。

バッテリーの組み立てでは、次の点に注意する必要があります。

• 正極と負極の厚さと面積は均一でなければなりません。
• 振動板の厚さと口径は要件を満たす必要があります。
• 電解質の濃度と種類は正しい必要があります。
• バッテリーの密閉はしっかりしていて信頼できるものでなければなりません。
• バッテリーパックアセンブリの信頼性を向上させるためのツールコンセプトを導入します。 

バッテリーアセンブリの品質は、バッテリーの性能と安全性に大きな影響を与えます。 バッテリーが正しく組み立てられていないと、容量の低下、放電率の低下、サイクル寿命の短縮、安全性の低下などの問題が発生します。

ステップ XNUMX: バッテリーパックの絶縁

バッテリーパックの絶縁は非常に重要です。 バッテリーパックの極の放電電流が高くなると、温度が高くなります。 リチウムイオン電池パックの発火やショートを避けるために、電池パックを絶縁する必要があります。

バッテリーパックの絶縁プロセスの主な役割は次のとおりです。

• バッテリーの性能を向上させる: バッテリーパックの絶縁プロセスにより、バッテリーの導電性、耐腐食性、耐熱性、耐酸化性が向上し、バッテリーの容量、放電率、サイクル寿命、安全性が向上します。
• ショートを防止: ショートは火災や爆発を引き起こす可能性があるため、それを防ぐことが重要です。バッテリー パックの絶縁は、バッテリー セルを互いに電気的に絶縁することにより、ショートを防ぐのに役立ちます。
• バッテリー寿命を延ばす: バッテリーパックの絶縁プロセスにより、水、ほこり、酸、アルカリなどの外部要因による損傷からバッテリーを保護し、バッテリーの耐用年数を延ばすことができます。
• バッテリーを美しくする: バッテリーパックの絶縁処理により、バッテリーの外観がより美しくなり、バッテリーの付加価値が向上します。

バッテリー製造品質管理

厳格な品質管理プロトコルは、リチウムイオン電池の製造プロセス全体にわたって重要です。電池セルの調達から、 バッテリーPCB、BMS、その他の付属品から組み立てやテストまで、私たちはすべてのステップに細心の注意を払っています。

これを達成するために、メーカーは生産の各段階で重要な品質チェックポイント、テスト、検査を実施します。

ステージ	チェックリスト	マシン
原材料	オリジナルブランドセルファクトリーとセル仕様	バッテリー内部抵抗試験機/エージングマシン
セルソーティング	BOM規格ガイダンスマニュアル	細胞選別機
バッテリーアセンブリ	溶接・絶縁工程	溶接機・エージング機
バッテリーテスト	容量、放電率、サイクル寿命、安全性	エージング機及び総合試験機

これらは、リチウムイオン バッテリー パックの製造中に実行される最も一般的なチェックポイント、テスト、検査のほんの一部です。 使用される特定のテストと機械は、特定のバッテリーの設計と用途によって異なります。

リチウムイオン電池の製造プロセス全体を通じて品質管理が不可欠であることに留意することが重要です。 厳格な品質管理対策を実施することで、メーカーはバッテリーの安全性と信頼性を確保することができます。

リチウムイオン電池の生産出荷

カスタマイズされたバッテリーパックを顧客に届けるプロセスの最終段階は出荷です。 CMBでは、お客様それぞれのニーズを満たすために、幅広い国際配送オプションをご用意しております。当社の配送プロセスには以下が含まれます。

危険物認定: 危険物証明書をご希望のお客様には、追加料金なしで弊社がお客様に代わって申請いたします。これにより、リチウムイオン電池の国際輸送規制に準拠します。

丁寧な梱包: 当社のバッテリーは、安全で確実な輸送を確保するためにパレットに慎重に梱包されています。当社のパッケージは税関当局によって検査され、国際基準を満たしていることが確認されています。これにより、輸送中の損傷のリスクが最小限に抑えられます。

追跡と更新: 注文品が発送されると、追跡情報をお客様に提供します。 発送の進捗状況を定期的にお知らせし、配送プロセス全体の透明性を確保します。

カスタマーサービス: 当社のチームは、お客様に安心していただけるよう、配送プロセスに関するご質問やご懸念事項に対応できるよう常に待機しております。

包括的な配送サービスを提供することで、当社の高品質のカスタム バッテリー パックが安全かつ効率的にお客様に届き、生産および配送プロセスが完了することを保証します。

結論として、バッテリー パックの製造は、細部への細心の注意、厳格な品質管理、安全性への取り組みを必要とする複雑で多面的なプロセスです。厳格な品質管理基準とリチウム バッテリー技術の進歩に準拠することで、バッテリー パック製造業者は、現代の社会を支える高品質で安全かつ信頼性の高いバッテリー パックを製造できます。 他にご質問がございましたらお知らせください。