كيف تُصنع بطاريات الليثيوم؟ رحلة التصنيع الكاملة من الخلية إلى العبوة

بينما نتأمل منتج بطارية الليثيوم النهائي - سواءً كانت خلية أسطوانية صغيرة أو حزمة كبيرة - غالبًا ما تبقى رحلة تصنيعها من المواد الخام خفية. إن صناعة بطارية عالية الأداء وآمنة أشبه بسيمفونية، تتألف من تناغم علم المواد، والتصنيع الدقيق، والتحكم الذكي. دعونا نستكشف ونتعمق في طبقات هذه العملية، متتبعين المسار الكامل من خلية واحدة إلى حزمة كاملة.

تصنيع الخلايا - ميلاد "قلب" البطارية

تحوّل هذه المرحلة المواد الخام إلى مكونات أساسية لتخزين الطاقة من خلال عدة خطوات دقيقة:

خلط المواد السائلةيتم دمج المواد الفعالة للكاثود والأنود مع عوامل موصلة ومواد رابطة، لتشكيل معلق متجانس.

طلاء دقيقيتم طلاء المادة المعلقة بالتساوي على رقائق معدنية رقيقة للغاية - الألومنيوم للكاثود والنحاس للأنود - بدقة تصل إلى مستوى الميكرون للحصول على سعة خلية متسقة.

التشكيل والتقطيعبعد التجفيف، يتم ضغط الرقائق المطلية إلى سمك وكثافة دقيقين، ثم يتم تقطيعها إلى شرائح ضيقة ذات حواف نظيفة وخالية من النتوءات، لتكون جاهزة لتجميع الخلايا.

مجموعة الخلايا – تحتوي على قلب الطاقة

بعد تجهيز الأقطاب الكهربائية، تتمثل الخطوة التالية في بناء النواة الوظيفية للبطارية وتوفير غلاف واقٍ لها.

تختلف العملية هنا بناءً على شكل الخلية النهائي. ففي تصميمات الخلايا الكيسية والمنشورية عالية الكثافة والموفرة للمساحة، تُكدس الأقطاب الكهربائية كطبقات دقيقة من شطيرة، مما يُحسّن استخدام المساحة ويضمن توزيعًا متساويًا للضغط الداخلي.

بالنسبة للخلايا الأسطوانية الكلاسيكية والمتينة (مثل 18650 أو 21700)، تُستخدم عملية لف عالية السرعة. في هذه العملية، يتم لف المصعد والفاصل والمهبط معًا في لفة محكمة تشبه "لفة الجيلي"، وهي طريقة ناضجة وفعالة للغاية.

بعد ذلك، تأتي مرحلة إحكام غلق القلب. تُلحم أطراف الأقطاب الكهربائية بدقة باستخدام الليزر مع الأطراف، وهي وصلة بالغة الأهمية تُختبر بدقة متناهية باستخدام كاشف تسرب الهيليوم عالي الحساسية. وأخيرًا، يُغلّف القلب إما بوضعه داخل علبة فولاذية متينة (أسطوانية/منشورية) أو بتغليفه داخل كيس مرن وخفيف الوزن مُغلف بطبقة من الألومنيوم.

التجفيف والتعبئة: تُخبز الخلايا عند درجة حرارة تتراوح بين 85 و105 درجة مئوية تحت فراغ لمدة تتراوح بين 12 و24 ساعة لتقليل محتوى الرطوبة إلى مستويات جزء في المليون. ثم يُقاس الإلكتروليت بدقة ويُحقن في بيئة مفرغة من الهواء.

الختم: يعمل الختم المحكم الفوري (عن طريق اللحام بالليزر أو التجعيد الميكانيكي) على عزل الخلية عن الرطوبة والأكسجين.

التكوين والتصنيف

التكوين: تُشكّل دورة الشحن الأولى طبقة كثيفة من طبقة SEI (طبقة التفاعل بين الإلكتروليت الصلب) على سطح المصعد. تُحدّد هذه الطبقة، التي تُعدّ بمثابة "شهادة ميلاد" الخلية، عمرها الافتراضي وسلامتها وأدائها العام.

التقييم: تخضع الخلايا لاختبارات الشحن والتفريغ الكاملة لقياس السعة الفعلية والمقاومة الداخلية والتفريغ الذاتي. يتم فرز الخلايا في مجموعات متطابقة بنسبة تباين أقل من 2%.

دمج حزمة البطارية (PACK) - من "فردي" إلى "فريق"

فحص الخلايا ومطابقتهايتم تجميع الخلايا حسب السعة والجهد والمقاومة الداخلية المتطابقة تقريبًا لمنع تأثير الحلقة الأضعف.

 التجميع والربط البينيتستخدم التوصيلات المتسلسلة/المتوازية قضبان التوصيل أو الدوائر المطبوعة المرنة (FPC). ويحقق اللحام بالليزر أو التثبيت بالمسامير مقاومة تلامس منخفضة للغاية.<0.1 ملي أوم) وقوة ميكانيكية عالية.

الاستشعار والإدارة الحرارية: تعمل أجهزة استشعار درجة الحرارة المدمجة (عادةً واحد لكل 2-4 خلايا) جنبًا إلى جنب مع ألواح التبريد السائل أو قنوات الهواء على الحفاظ على اختلافات درجة الحرارة بين الخلايا في حدود 5 درجات مئوية.

تجميع العبوة النهائية

التكامل الهيكلي: يتم تركيب الوحدات النمطية، ونظام إدارة المباني، ومكونات إدارة الحرارة (السباكة، والمضخات، والمراوح)، وصناديق التوصيل عالية الجهد (المرحلات، والصمامات) داخل غلاف متين يفي بالمعايير الميكانيكية الصارمة للاهتزاز والصدمات ومقاومة السحق.

نظام إدارة المباني وتسخيرها: يقوم نظام إدارة البطارية - الذي يطلق عليه غالبًا "عقل" البطارية - بمراقبة كل خلية باستمرار، وتنفيذ الموازنة النشطة، وإدارة الضوابط الحرارية، وإجراء تشخيص الأعطال، وتمكين الحماية متعددة الطبقات.

الاختبار والتحققتخضع العبوات المكتملة لاختبارات التسرب IP67/IP68 ودورات التقادم في العالم الحقيقي لضمان أداء مستقر وموثوق ودائم في ظل ظروف التشغيل الفعلية.

التزامنا: التركيز على التكامل، والالتزام بالجودة

فحص دقيق عند الاستلامتخضع كل خلية لإعادة اختبار بنسبة 100% للتأكد من سعتها ومقاومتها الداخلية ومظهرها، مع السماح بتفاوت لا يتجاوز 1.5%. وهذا يضمن استبعاد نقاط الضعف من المصدر.

التصنيع الدقيقبدءًا من مطابقة الخلايا وحتى وصلات قضبان التوصيل الملحومة بالليزر، تراقب عمليتنا الآلية المعايير الرئيسية في الوقت الفعلي، مما يضمن إمكانية التتبع والاتساق الكاملين.

نظام إدارة البطارية المُعدّل حسب الطلبتم تصميم منصة إدارة البطاريات الخاصة بنا باستراتيجيات موازنة نشطة وإدارة حرارية ذكية لتحقيق أقصى أداء للخلايا. يخضع كل نظام لاختبارات سلامة وظيفية شاملة قبل الشحن.

التحقق من صحة الحالة الكاملة: كل حزمة البطارية يخضع لاختبارات منع التسرب IP68، واختبارات مقاومة الاهتزاز والصدمات، ودورات درجات الحرارة العالية/المنخفضة لضمان التشغيل الموثوق به في بيئات العالم الحقيقي.

نحن شريكك الذي يفهم الخلايا، ويتفوق في التكامل، ويعطي الأولوية لمراقبة الجودة - مما يوفر حلول طاقة موثوقة ومعتمدة بشكل كامل.

التعليمات:

س: هل بطارية دوراسيل هي بطارية ليثيوم؟

ج: لا. بطاريات دوراسيل الاستهلاكية إما قلوية أو من نوع NiMH. أما أنظمة بطاريات الليثيوم المثبتة على الرفوف لدينا فتستخدم خلايا LiFePO4 الصناعية المصممة لتطبيقات تخزين الطاقة.

س: كيف أعرف ما إذا كانت بطاريتي من نوع الليثيوم؟

ج: تحقق من وجود "LiFePO4" أو "Li-ion" على الملصق والجهد الاسمي (3.2 فولت/خلية). تعرض أنظمتنا بوضوح التركيب الكيميائي والسعة وعلامات الاعتماد لتسهيل عملية التعرف.