锂电池冷压 锂电池冷压工艺的作用,原理,冷压与热压的优缺点

小编 2024-11-25 锂离子电池 23 0

锂电池冷压工艺的作用、原理、冷压与热压的优缺点

一、引言

在锂电池的生产过程中,冷压工艺是一个关键环节,它对电池的性能和安全性具有重要影响。本文将详细介绍锂电池冷压工艺的作用、原理及注意事项。

二、锂电池冷压工艺的作用

1、冷压和热压都是锂电池生产中重要的工艺环节,其作用在于将锂电池正负极材料、电解液和隔膜进行紧密的压合,以确保电池内部不会出现松动,保障电池的安全和性能。

2. 提升电池性能

冷压工艺可以提高电极材料的密实度,减小内电阻和极化反应,从而提升锂电池的性能。通过冷压,电极材料的颗粒间隙减小,增加了活性物质与电解液的接触面积,有利于电化学反应的进行,提高了电池的能量密度和功率密度。

3. 增加电池能量密度

冷压工艺能够在保证电极材料强度的情况下,减小电极材料的厚度,提高电池的比能量和比功率。这使得锂电池在相同体积或重量下能够存储更多的能量,从而延长电池的续航里程或使用时间。

4. 提高电池安全性

冷压工艺可以增强电池的安全性,有效防止电池内部发生短路或化学反应。经过冷压处理后,电极材料的密实度增加,减少了内部空隙和缺陷,降低了短路风险。同时,冷压也有助于改善电极材料的稳定性,减少副反应的发生。

三、锂电池冷压工艺的原理

锂电池冷压工艺是通过机械力和温度对电极材料进行挤压,以提高电极材料密实度的过程。在冷压过程中,电极材料受到巨大的机械压力,导致材料中的微观孔隙被压缩,从而提高了电极材料的密实度。同时,冷压过程也会使电极材料中的微观颗粒发生挤压,减小颗粒间距,增加了活性物质与电解液的接触面积,促进了电化学反应的进行。此外,材料颗粒间的变形会改变电极材料内部的应力分布,减小了材料对电极商用铜箔的剪切力与蠕变形变的影响。

锂电池设备组成部分:1.输送机构;2.定位机构2.1.拨叉2.2.横推;3.测试模块;4.冷压机构

四、冷压工艺的实际应用

在现代锂电池生产中,冷压工艺已得到广泛应用。例如,蔚来汽车家用车辆的动力电池就采用了冷压工艺,实现了长达 1000 多公里的续航里程。国内一些大型电池生产厂家也在积极探索冷压工艺的应用,以提升电池的性能和安全性。

五、冷压工艺的注意事项

1. 压力控制

冷压过程中的压力大小直接影响电极材料的密实度和电池性能。过小的压力可能无法达到预期的效果,而过大的压力则可能导致电极材料变形或损坏。需要根据电极材料的特性和工艺要求,精确控制冷压的压力。

2. 温度控制

温度也是冷压工艺中的一个重要因素。温度过高可能会影响电极材料的性能,过低则可能导致材料变硬,不易压缩。在冷压过程中,需要合理控制温度,以确保最佳的冷压效果。

3. 质量检测

冷压后的电极材料需要进行严格的质量检测,包括密实度、厚度、电阻等参数的测量。只有确保电极材料的质量符合要求,才能保证锂电池的性能和安全性。

4. 设备维护

冷压设备的正常运行对冷压工艺的效果至关重要。定期对设备进行维护和保养,检查设备的压力、温度等参数是否准确,确保设备处于良好的工作状态。

5. 安全操作

在进行冷压工艺时,需要遵守相关的安全操作规程,避免发生事故。操作人员应穿戴好个人防护装备,确保操作环境的安全。

六、锂电池冷压与热压的区别

七、结论

锂电池冷压工艺在提升电池性能和安全性方面发挥着重要作用。通过冷压,不仅可以增加电池的能量密度,还可以提高电池的使用寿命和安全性。为了确保冷压工艺的有效性和稳定性,需要严格控制压力、温度等参数,并进行质量检测和设备维护。随着锂电池技术的不断发展,冷压工艺也将不断完善和改进,为锂电池的广泛应用提供更坚实的技术支持。

文章来源:锂电池技术知识平台

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15串磷酸铁锂电池专用,小牛电动150W锂电池专用充电器拆解

前言

充电头网采购了小牛电动的一款锂电池专用充电器,这款充电器型号为DZL482002,支持180-240Vac输入,输出规格为52V3A,最大输出电压为54.6V,为15串磷酸铁锂电池专用。充电器自带1米长输入线和85cm长输出线,并配有指示灯用于指示充电状态。

小牛锂电池专用充电器采用高效电源架构,相比传统电动车充电器,发热量显著降低,无需内置风扇,体积小巧便携,易于收纳,用户体验更好。下面就带来小牛电动这款锂电池专用充电器,一起看看内部的设计和用料。

小牛电动锂电池专用充电器外观

产品采用牛皮纸盒包装,正面印有产品中英文名称和规格参数。

充电器型号为DZL482002 150W 铁锂专用。

背面印有产品参数信息。

另一面印有注意事项和制造商信息。

包装内含充电器、保修卡和说明书。

充电器采用黑色塑料外壳,机身两侧设有输入输出线。

机身正面印有POWERLAND博兰得字样,并粘贴小牛48V锂电池充电器标签,并在右上角设有电源指示灯,直观反馈充电状态。

机身底部贴有充电器铭牌,印有产品参数以及认证等相关信息。

充电器型号为DZL482002,支持180~240V输入电压范围,额定输入电压为220V.额定输出电压为52V,额定输出电流为3A,最大输出电压为54.6V。

标签下半部分标注了注意事项,外壳上标注了铁锂专用字样。

此外机身底部四端还设有凸起,有效防止铭牌磨损。

输入和输出线都做了抗弯折处理。

接通电源,绿色指示灯亮起。

充电器输入线为国标两脚插头。

测得输入线长度约为105cm。

输出线为小牛专用端子。

输出线长度约为86cm。

实测充电器机身长度约为171mm。

机身宽度约为86mm。

机身厚度约为52mm。

充电器机身拿在手上的大小直观感受。

测得充电器重量约为665.6g。

小牛电动锂电池专用充电器拆解

看完了小牛电动这款锂电池专用充电器的外观展示,下面就进行拆解,一起看看内部的做工和用料。

首先沿机身接缝拆开充电器外壳,PCBA模块采用部分灌封处理。

盖子内部设有指示灯导光塑料柱。

电源输入线通过导线焊接连接。

输出线也通过导线焊接连接。

从壳体内部取出PCBA模块。

在PCBA模块背面粘贴泡棉,用于填充空间。

泡棉边缘被灌封胶填充密封。

清理掉灌封胶,电源输入和输出线均冷压端子焊接。

使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为159.5mm。

PCBA模块宽度约为77.1mm。

PCBA模块高度约为31.8mm。

PCBA模块正面一览,在左侧设有保险丝,NTC热敏电阻,整流桥,高压滤波电容和主控芯片供电滤波电容。左侧散热片为LLC开关管散热。在中间位置是谐振电容,谐振电感与变压器。变压器右侧散热片为整流二极管散热。右侧为输出滤波电容,上方设有热敏电阻检测内部温度,下方设有输出控制管,右侧散热片为防反接二极管散热。

在PCBA模块背面焊接LLC控制器,右侧焊接主控MCU,供电电路和检流电阻。

通过对PCBA模块的观察发现,小牛这款锂电池专用充电器采用LLC开关电源方案,肖特基二极管整流,输出采用合泰MCU进行充电恒压恒流控制,并控制MOS管停止充电输出,提升安全性。下面就从输入端开始了解各个器件的信息。

充电器输入端一览,焊接保险丝,NTC热敏电阻,整流桥和高压滤波电容。

输入端保险丝来自贝特电子,出料号932,规格为4A 250V。

NTC热敏电阻来自时恒,为MF72系列,型号为2.5D11。

侧面一览,依次焊接整流桥,高压滤波电容,LLC开关管,变压器,整流二极管和输出滤波电容等元件。

另一面对应变压器的位置焊接谐振电容和谐振电感。

整流桥来自扬杰科技,型号KBJ410,规格为4A1000V,采用KBJ封装。

高压滤波电容来自江苏法拉电子。

电容规格为400V150μF,为FPH系列通用耐高温标准品。

LLC控制器来自ST意法,型号L6599A,是一颗固定50%占空比的半桥控制器,芯片内置600V高压驱动器,内部集成同步DMOS,无需外置自举二极管。L6599A支持高达500KHz开关频率,支持PFC控制,采用SO16N封装。

一颗电解电容来自法拉,规格为450V3.3μF,为FZW系列高频低阻抗长寿命电容。

另一颗滤波电容来自艾华,规格为50V100μF。

共计12颗电阻串并联组成的启动电阻特写。

另一组电阻由6颗电阻串并联组成。

两颗LLC开关管固定在散热片上。

开关管来自东微半导体,型号OSG65R380FEF,NMOS,耐压650V,导阻380mΩ,采用TO220F封装。

谐振电容规格为0.027μF1000V。

谐振电感特写。

LLC变压器特写。

蓝色Y电容来自SEC成功工业。

光宝LTV-817光耦用于输出电压反馈调节。

整流二极管丝印型号为ESR30V150,采用TO220封装。

两颗输出滤波电容规格为63V330μF,为FTR系列130℃耐热。

另一颗滤波电容规格为35V560μF。

在输出侧焊接用于输出控制的MOS管和防止倒灌的肖特基二极管。

主控MCU来自合泰,型号HT45F5Q-3,是一颗专用于充电器应用的8位FLASH单片机,单片机内置多通道12位ADC,内部集成电池充电管理模块,用于CV和CC控制,并具备I2C,SPI和UART接口,采用24 SSOP-A封装。

两颗0.1Ω取样电阻并联,用于检测充电电流。

丝印BL的三极管用于为MCU稳压供电。

热敏电阻用于检测充电器内部温度。

双色LED用于充电状态指示。

用于输出控制的MOS管来自华润微,型号CS3710B8,NMOS,耐压100V,导阻14mΩ,采用TO-220AB封装。

兆龙CT357B光耦用于控制输出开关管。

用于输出防倒灌的二极管来自MHCHXM海矽美,型号EBR2EL60,采用TO-220AB封装。

全部拆解一览,来张全家福。

充电头网拆解总结

小牛电动锂电池专用充电器为15串磷酸铁锂电池专用,充电器最大输出电压为54.6V,标称输出电压为52V,输出电流3A。充电器支持220Vac输入,自带1米长输入线和85cm长输出线,满足日常使用。并设有双色指示灯,用于指示充电状态。

充电头网通过拆解了解到,小牛电动锂电池专用充电器采用LLC开关电源,初级开关管,整流管均固定在散热片上,变压器,高压滤波电容等元件采用胶水固定。充电器内部采用ST意法半导体L6599A LLC控制器,搭配合泰HT45F5Q-3 MCU进行充电控制。

充电器内部初级开关管来自东微半导体,内部滤波电容来自艾华和法拉,内部电容和开关管用料均为国产品牌。充电器PCBA模块采用灌封胶覆盖密封,并焊接NTC热敏电阻检测内部温度,设有MOS管进行输出控制,并设有防倒灌二极管,充电器保护功能全面,用料扎实。

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