Što je plastično vruće brtvljenje litij-ionskih baterija?
Kvarovi pouch ćelija na terenu? Otprilike 60-70% vodi do problema s brtvljenjem. Ni katoda, ni separator, čak ni BMS - samo dva sloja filma koji se nisu dobro zalijepili. Vruće brtvljenje dobiva možda dvije stranice u većini udžbenika o baterijama, ali uzrokuje više zahtjeva za jamstvom nego što ljudi žele priznati.
Film koji radi sav posao
Aluminijska laminatna folija ima tri posla upakirana u jedan materijal. Vanjski najlon zadržava ogrebotine i blokira kisik. Srednji sloj aluminija zaustavlja vlagu-to je prava barijera, jer čak i male količine vodene pare reagiraju s LiPF6 stvarajući HF plin. Unutarnji CPP (lijevani polipropilen) topi se tijekom brtvljenja kako bi se stvorila stvarna veza.
Zvuči jednostavno. U praksi, natjerati sva tri sloja da surađuju tijekom ciklusa pečaćenja od 2-3 sekunde zahtijeva više kontrole procesa nego što većina operacija očekuje kada prvi put postave liniju vrećica.
DNP, Showa Denko i Youlchon još uvijek opskrbljuju većinu vrhunske laminatne folije na globalnoj razini. Kineski proizvođači-Zijiang, Daoming i nekoliko drugih-su zatvorili prazninu u aplikacijama srednjeg{3}}sloja, iako ćelije visokog-ciklusa-života još uvijek imaju tendenciju prema specifikacijama japanskog ili korejskog filma. Izbor materijala utječe na ponašanje brtvljenja više nego što to sugeriraju podatkovne tablice.
Kako brtvljenje zapravo funkcionira
Dvije grijane šipke, gornja i donja, sabijaju presavijenu laminatnu foliju. Temperatura se kreće od 185 stupnjeva do 225 stupnjeva na površini šipke. Ali evo što priručnici za opremu ne naglašavaju: temperatura CPP sloja je oko 10 stupnjeva niža od temperature trake jer toplina prvo prolazi kroz najlon i aluminij. Zadana vrijednost od 215 stupnjeva znači otprilike 205 stupnjeva na stvarnom sučelju spajanja.
Bočne brtve rade hladnije-185 stupnjeva je tipično jer je to samo spajanje filma-na film. Za brtvljenje na vrhu potrebno je 210-220 stupnjeva jer jezičci elektroda probijaju paket, a film za brtvljenje jezičaka dodaje toplinsku masu. To brtvilo (obično modificirani PP) mora se istovremeno vezati za metalnu površinu jezička i CPP sloj. Tri različita sučelja, jedan ciklus brtvljenja.
Mehanizam fuzije uključuje međudifuziju lanaca polimera. CPP doseže stanje viskoznog protoka, lanci migriraju preko sučelja pod pritiskom, zatim se zapetljaju dok se sve hladi. DSC krivulje za većinu komercijalnih laminatnih filmova pokazuju prozor taljenja između 160 stupnjeva i 215 stupnjeva -dva endotermna vrha koji označavaju granice. Cilj je djelovanje između tih vrhova.
Gdje se proizvodne linije bore
Kontaminacija brtve jezička
rangiran kao najčešći način kvara. Punjenje elektrolitom događa se prije završnog brtvljenja, a svaki ostatak na površini brtve ubija čvrstoću veze. Čak i para otapala može promijeniti CPP površinsku energiju dovoljno da izazove probleme. Neki objekti brišu područja brtvila IPA-om; bolje operacije kontroliraju vlažnost i koriste namjenske čiste zone za završni korak brtvljenja. Adobavljač paketa litijskih baterijas visokom pouzdanošću na terenu obično ima stroge protokole-o kojima se vrijedi raspitati tijekom kvalifikacije.
Ujednačenost temperature duž brtvene trake
uzrokuje više odbijanja nego što većina ljudi shvaća. Grijaći elementi se ne raspoređuju savršeno po duljini šipke. Hladne točke daju nepotpunu fuziju; vruće točke uzrokuju istiskivanje-na mjestima gdje se rastaljeni CPP gura iz zone brtve, ostavljajući tanka slaba područja koja pucaju pri hlađenju. Kontrola temperature s više-zona pomaže, ali mnoge linije još uvijek rade s jedno-zonskim šipkama i prihvaćaju veće stope otpada.
Isti-i mikro-pukotine
dogoditi kada su temperatura ili tlak previsoki. Rastaljeni polimer nema kamo otići osim izvan strane zone brtve. Tanki zaostali sloj razvija pukotine zbog naprezanja tijekom hlađenja-ponekad vidljive pod povećanjem, ponekad ne. Oni s vremenom postaju putevi curenja. Profilirane brtvene glave s grebenima i kanalima kontroliraju protok materijala bolje od ravnih šipki, iako koštaju više i zahtijevaju strože tolerancije postavljanja.
Odstranjivanje ljepila za jezičke
pojavljuje se mjesecima nakon otpremanja stanica. Film za brtvljenje na jezičcima elektrode mora spojiti metal-na-ljepilo, ljepilo-na-ljepilo (gdje se slojevi spajaju) i ljepilo-na-CPP. Nedostatak bilo kojeg sučelja znači da će elektrolit na kraju teći duž jezičca. Ćelije prolaze početno ispitivanje nepropusnosti, a zatim padaju na terenu kada se sporo puzanje konačno probije. Testovi ubrzanog starenja hvataju nešto od toga, ali ne sve.
Filmovi za suhu naspram toplinske laminacije
Način na koji je sama laminatna folija proizvedena utječe na ponašanje brtvljenja.
Toplinska laminacija povezuje CPP s aluminijem pomoću MPP ljepila pod toplinom i pritiskom. Proces funkcionira, ali izlaganje toplini može oštetiti ljepljivi sloj. Nekilitijeva baterija OEMprogrami su prešli na filmove za suhu laminaciju-ljepilo se stvrdnjava na nižim temperaturama, ostaje fleksibilnije, bolje se nosi s dubokim izvlačenjem.
Folije-postupkom suhog postupka općenito nude šire prozore za brtvljenje. Toplinski-procesni filmovi ponekad pokazuju pucanje rubova-kućišta tijekom operacija oblikovanja što se ne bi dogodilo sa suhim filmom. Ne znači da je toplina loša; puno ćelija velikog-volumena to uspješno koristi. Ali kada se pojave problemi s brtvljenjem i ništa ih drugo ne objašnjava, vrijedi istražiti proces proizvodnje filma.
Napomene o opremi
Gornja brtvena šipka obično radi kao glatka "svjetlosna šipka" omotana PTFE trakom. Teflon sprječava lijepljenje kada se polimer istisne, osigurava oslobađanje nakon svakog ciklusa i pomaže lagano ujednačiti raspodjelu topline. Traka se troši i potrebna joj je redovita zamjena-kontaminirani ili istrošeni PTFE pojavljuju se kao površinske oznake na zapečaćenom filmu.
Donja šipka obično ima profiliranu površinu sa središnjim kanalom obloženim silikonskom gumom. Silikon omogućuje podnošenje varijacija debljine u područjima jezičaka. Bez te usklađenosti, raspodjela pritiska je neravnomjerna, a čvrstoća spoja varira po širini brtve.
Asimetrični dizajn-glatki vrh, profilirano dno-daje kontroliranu kompresiju, a ne samo silu stezanja. Postavljanje je ovdje važno; nekoliko desetinki milimetra u promjenama poravnanja šipki rezultira primjetnim rezultatima.
Pitanja koja otkrivaju zrelost procesa
Tijekom kvalifikacije dobavljača, ova pitanja imaju tendenciju razdvajanja ozbiljnih operacija od onih koje će stvoriti glavobolje vezane uz jamstvo:
Bilo kojeprilagođeni dobavljač litijskih baterijaizvođenje stvarnog procesnog inženjeringa može konkretno odgovoriti na njih. Oni koji to ne mogu vjerojatno iznajmljuju više nego što priznaju.
Realnost lanca opskrbe
Za ćelije koje ulaze u industrijsku opremu-viljuškare, AGV-ove, dizalice, perače podova-kvaliteta materijala utječe na troškove životnog ciklusa više od nabavne cijene. Alitijska baterija na velikoizračun koji se temelji isključivo na $/kWh promašuje bit ako kvarovi brtvi dovedu do povećanja broja poziva servisu u trećoj godini.
Japanski i korejski laminatni filmovi koštaju više. Također manje propadaju. Kineski filmovi dobro funkcioniraju za aplikacije s kraćim-ciklusima ili gdje dominira pritisak na troškove. Uskladite specifikaciju materijala sa stvarnim slučajem upotrebe, umjesto da postavite najjeftiniji-dostupan.
Proizvođači litijskih baterijas-kućnom stručnošću u brtvljenju obično donose bolje odluke o izboru izvora. Oni koji kupuju linije po sistemu "ključ u ruke" i puštaju bilo koji film koji je dobavljač opreme predložio... rezultati su različiti.
Brtvljenje nije komplicirano u konceptu-topline, tlaka, hlađenja. Ispravan rad u proizvodnim količinama, s prodorima jezičaka, rizicima od kontaminacije elektrolitom i toplinskim gradijentima, zahtijeva više procesne discipline nego što sugerira jednostavnost. Pouzdanost na terenu prilično usko prati koliko pažnje proizvođač posvećuje ovom koraku.
