Por Dentro da Fabricação de Baterias de Carro: De Células a Pacotes de Potência

Comum como a bateria pode parecer, seu processo de fabricação pode ser bastante complicado. Neste post, mostraremos como uma bateria é produzida desde o início com o exemplo da bateria de veículo finalizada. Esperamos que você possa saber mais sobre a fonte de energia após lê-lo.

1. Como uma célula de bateria nasceu?

A célula é a menor unidade de um sistema de bateria. Uma coleção de baterias forma um módulo, e então a coleção desses módulos forma um pacote de bateria. Esta é a estrutura básica da bateria de potência do veículo.

1.1 Polpa de materiais ativos – mistura

O processo de mistura é agitar o material ativo em uma pasta por um misturador a vácuo. Este é o primeiro processo de produção de bateria. O controle de qualidade deste processo afetará diretamente a qualidade da bateria e a taxa de qualificação do produto final.

1.2 Aplicação da pasta agitada na folha de cobre – revestimento

O processo é aplicar a pasta que foi agitada após a operação anterior a uma folha de cobre de 4000 metros de comprimento a uma velocidade de 24 pés por minuto. A folha de cobre antes do revestimento tem apenas 6 mícrons de espessura.

1.3 Prensagem e divisão do material do cátodo na folha de cobre – prensagem a frio e pré-corte

Na oficina de laminação, o rolo é usado para prensar a peça de polo onde os eletrodos positivo e negativo são anexados, e as peças de polo prensadas a frio são cortadas conforme o tamanho da bateria a ser produzida.

1.4 Corte dos eletrodos positivo e negativo na bateria – corte por matriz e corte longitudinal

O processo de corte por matriz é formar uma aba condutora para uma célula de bateria por uma máquina de corte por matriz. A aba polar é o condutor metálico derivado dos polos positivo e negativo na célula. O processo de corte longitudinal é cortar a peça de polo da bateria por um cortador.

1.5 Finalizando o protótipo da célula de bateria – bobinagem

Combinando a folha do eletrodo positivo, a folha do eletrodo negativo e o separador da bateria em uma célula nua de maneira enrolada.

1.6 Remoção de umidade e injeção de eletrólito – secagem e injeção

A umidade é inimiga do sistema de bateria. O processo de secagem da bateria é fazer a água dentro da bateria atingir o padrão e garantir que a bateria tenha bom desempenho durante todo o ciclo de vida. A injeção é injetar eletrólito na célula.

1.7 O processo de ativação da célula – formação

A formação é um processo de ativação da célula após a injeção, e reações químicas dentro da célula, por carga e descarga, formam um filme SEI (o eletrólito e o material do ânodo reagem na fase sólido-líquido, então um filme de passivação é formado). O processo também inclui a segunda injeção de eletrólito, pesagem, soldagem da porta de injeção e teste de estanqueidade ao gás após a célula ser ativada.

2. Processo de produção do pacote de bateria

Uma única célula de bateria não pode ser usada diretamente. Apenas quando muitas células são combinadas, junto com circuitos de proteção e invólucros, elas podem ser usadas diretamente. Isso é o chamado módulo de bateria.

2.1 Alimentação

A célula de bateria é transmitida para a posição de ajuste, e o robô a agarra automaticamente e a envia para a linha de montagem do molde.

2.2 Processo de limpeza a plasma

Limpeza da superfície de cada célula. Limpeza iônica é usada aqui para garantir que contaminantes no processo não sejam anexados ao fundo da célula.

2.3 Colagem para a célula

Antes de a célula ser montada, a superfície precisa ser colada. É assim que a bateria é fixada, isolada e dissipa o calor.

2.4 Soldagem da placa final e da placa lateral

Os módulos de bateria são feitos principalmente de placas finais e laterais de alumínio, que são posteriormente laminadas e soldadas por robôs.

2.5 Montagem da placa de isolamento do chicote de fios

Após o sistema de monitoramento de soldagem localizar com precisão a posição de soldagem, o código de barras do material da placa de isolamento do chicote é vinculado ao Sistema de Execução de Fabricação, e uma codificação separada é gerada para rastreabilidade. Após a codificação, a placa de isolamento do chicote é carregada automaticamente no módulo pelos robôs.

2.6 Completando a conexão série-paralelo da bateria – soldagem a laser

Através de soldagem a laser automática, a conexão entre o polo e a peça de conexão é completada, e assim a série-paralelo da bateria é possível.

2.7 Um teste importante antes do envio – teste offline

Verificar o desempenho completo do módulo antes que ele saia da linha de produção, incluindo tensão/resistência do módulo, tensão da célula de bateria, testes de resistência à tensão e teste de resistência de isolamento.

3. Teste final de segurança do pacote de bateria

Na verdade, desde a fase inicial de design, veículos elétricos têm que adotar vários métodos para garantir a máxima segurança. No entanto, o design perfeito tem que ser testado pela prática.

3.1 Teste de incêndio

Em termos de desempenho de segurança, o padrão na China é combustão externa por 130 segundos, e a bateria não pode pegar fogo ou explodir.

3.2 Teste de vibração

Teste de vibração é usado para simular condições de estrada acidentadas de pacotes de bateria em uso real. É usado para testar se a vibração dos pacotes de bateria pode causar o afrouxamento de peças de produtos de bateria com má qualidade ou até causar a quebra do invólucro.

3.3 Teste de impacto

Similar ao teste de vibração, o teste de impacto é usado para testar a estabilidade mecânica do pacote de bateria. Simula o impacto de solavanco instantâneo na estrutura do pacote de bateria quando um veículo passa por uma barreira na estrada.

3.4 Teste de compressão

Quanto ao padrão de aprovação do teste de extrusão, a bateria não pode pegar fogo ou explodir.

Se você tem interesse em aprender mais sobre baterias, sinta-se à vontade para nos contatar ou deixar um comentário. Ficaríamos muito felizes em ouvir você.