लिथियम आयन बैटरी की संरचना
लिथियम-आयन बैटरी मुख्य रूप से चार प्रमुख घटकों से मिलकर बनती हैं: कैथोड, एनोड, गैर-जलीय इलेक्ट्रोलाइट और विभाजक। वर्तमान में, बाजार में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली लिथियम बैटरी लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी) बैटरी और टर्नरी लिथियम (एनसीएम/एनसीए) बैटरी हैं। ये दो प्रकार कैथोड सामग्री में काफी भिन्न होते हैं, और जबकि उनकी उत्पादन प्रक्रियाएं अपेक्षाकृत समान होती हैं, आवश्यक प्रक्रिया पैरामीटर बहुत भिन्न होते हैं। यदि एलएफपी से टर्नरी सामग्री के लिए एक पूर्ण संक्रमण किया जाता है, तो मौजूदा उत्पादन लाइनों को रेट्रोफिट करना अप्रभावी साबित हो सकता है, बैटरी निर्माताओं के लिए बड़े पैमाने पर उपकरण प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है।
लिथियम बैटरी संरचना टूटना:
एक पावर बैटरी पैक सिस्टम श्रृंखला या समानांतर में कई व्यक्तिगत कोशिकाओं को जोड़ता है, शक्ति और थर्मल प्रबंधन हार्डवेयर को एकीकृत करता है। पैक पावर बैटरी सिस्टम के उत्पादन, डिजाइन और अनुप्रयोग में एक महत्वपूर्ण लिंक है, जो अपस्ट्रीम सेल उत्पादन और डाउनस्ट्रीम वाहन एकीकरण को ब्रिजिंग करता है। डिजाइन आवश्यकताओं को आमतौर पर सेल निर्माताओं या वाहन निर्माताओं द्वारा प्रस्तावित किया जाता है, जिसमें बैटरी निर्माताओं, ऑटोमेकर या तृतीय-पक्ष पैक आपूर्तिकर्ताओं द्वारा उत्पादन किया जाता है। पैक उत्पादन लाइन अपेक्षाकृत सरल है, जिसमें सामग्री खिला, ब्रैकेट आसंजन, वेल्डिंग और परीक्षण सहित मुख्य प्रक्रियाएं हैं। प्रमुख उपकरणों में लेजर वेल्डिंग मशीन और विभिन्न आसंजन/निरीक्षण उपकरण शामिल हैं। उद्योग की अंतर्दृष्टि के अनुसार, प्रमुख लिथियम बैटरी उपकरण निर्माताओं का इस क्षेत्र में सीमित स्वचालन एकीकरण है, जबकि हान के लेजर और यूनाइटेड विजेता लेजर जैसे लेजर उपकरण विशेषज्ञ अपनी तकनीकी विशेषज्ञता के कारण पैक उपकरण बाजार पर हावी हैं।
एक लिथियम बैटरी पैक प्लांट की उत्पादन प्रक्रिया और वर्कफ़्लो बैटरी प्रदर्शन, सुरक्षा और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है। आमतौर पर, पैक पौधे इन चरणों का पालन करते हैं:
LFP बनाम टर्नरी: ऊर्जा घनत्व पर अपरिहार्य बहस
विभिन्न सामग्रियों को पूरी तरह से अलग -अलग उपकरण निवेश की आवश्यकता होती है।
वर्तमान में, चीन में पावर लिथियम बैटरी के लिए मुख्यधारा की कैथोड सामग्री दो श्रेणियों में आती है: एलएफपी और टर्नरी (एनसीएम/एनसीए)।
LFP बैटरी सबसे सुरक्षित लिथियम-आयन कैथोड सामग्री में से हैं, जो चक्र 2, 000 चार्ज से अधिक है। परिपक्व औद्योगिकीकरण ने लागत और तकनीकी बाधाओं को भी कम कर दिया है, जिससे वे कई निर्माताओं के लिए एक पसंदीदा विकल्प बन गए हैं।
हालांकि, LFP बैटरी कम ऊर्जा घनत्व से पीड़ित हैं। BYD, एक प्रमुख LFP बैटरी उत्पादक, वर्तमान में एकल-कोशिका ऊर्जा घनत्व में 150 WH/किग्रा प्राप्त करता है, जिसमें साल के अंत तक 160 WH/किग्रा तक पहुंचने की योजना है। सैद्धांतिक रूप से, एलएफपी ऊर्जा घनत्व 200 डब्ल्यूएच/किग्रा से अधिक होने की संभावना नहीं है।
टर्नरी लिथियम बैटरी विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए समायोज्य अनुपात के साथ निकेल-कोबाल्ट-मंगनीज़ (एनसीएम) कैथोड्स का उपयोग करती हैं।
टर्नरी बैटरी उच्च ऊर्जा घनत्व-टॉप-टीयर निर्माताओं की पेशकश करती हैं जैसे कि कैटल प्राप्त करें 200-220 WH/किग्रा, उद्योग के अनुमानों के साथ 2020 तक 300 Wh/किग्रा तक पहुंच गया। परिणामस्वरूप, यात्री वाहन बाजार टर्नरी बैटरी की ओर शिफ्ट हो रहा है, जबकि LFP बसों की तरह सुरक्षा-राजनीतिक अनुप्रयोगों में इष्ट रहता है। पूर्ण-इलेक्ट्रिक यात्री कारों के उदय के साथ, टर्नरी बैटरी प्रमुखता प्राप्त कर रही हैं।
दो सामग्री ऊर्जा घनत्व और लागत में भिन्न होती है, विभिन्न रणनीतियों को अपनाने के लिए अग्रणी वाहन निर्माता। जबकि उनकी उत्पादन प्रक्रियाएं मोटे तौर पर समान हैं, प्रमुख अंतर सामग्री संरचना और प्रक्रिया मापदंडों में निहित हैं, जिससे साझा उत्पादन लाइनों को अव्यवहारिक बनाया गया है। टर्नरी उत्पादन के लिए एलएफपी लाइनों को रेट्रोफिट करना महंगा है (टर्नरी सामग्री एलएफपी के विपरीत सख्त वैक्यूम डीह्यूमिडिफिकेशन की मांग)। इस प्रकार, कई सेल निर्माता प्रत्येक सामग्री के लिए अलग -अलग उत्पादन लाइनों में निवेश करते हैं।
सेल चयन और खरीद
चयन: ग्राहक आवश्यकताओं और अनुप्रयोग परिदृश्यों के आधार पर उपयुक्त सेल मॉडल और विनिर्देश चुनें।
खरीद: निरंतरता और प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए विश्वसनीय आपूर्तिकर्ताओं से उच्च गुणवत्ता वाली कोशिकाएं।
सेल परीक्षण और छँटाई
परीक्षण: क्षमता, आंतरिक प्रतिरोध और वोल्टेज सहित सेल प्रदर्शन का मूल्यांकन करें।
छंटाई: पैक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए एक समान प्रदर्शन के साथ कोशिकाओं का चयन करें।
बैटरी मॉड्यूल असेंबली
संबंध पद्धति: लक्ष्य क्षमता प्राप्त करने के लिए श्रृंखला या समानांतर में कोशिकाओं को कॉन्फ़िगर करें।
संरचना -अभिक्रिया: सुरक्षित कनेक्शन, थर्मल प्रबंधन और अंतरिक्ष दक्षता के लिए लेआउट का अनुकूलन करें।
बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) स्थापना
बीएमएस चयन: वास्तविक समय की निगरानी में सक्षम बीएमएस चुनें।
स्थापना और अंशांकन: उचित कार्यक्षमता के लिए बीएमएस को एकीकृत और परीक्षण करें।
संभोग करना
संलग्नक चयन: वाटरप्रूफ, डस्टप्रूफ और शॉक-प्रतिरोधी गुणों के साथ सामग्री (जैसे, एल्यूमीनियम, प्लास्टिक) का उपयोग करें।
सील: पर्यावरणीय जोखिम से आंतरिक घटकों की रक्षा करें।
सौंदर्यशास्त्र डिजाइन: आवश्यकतानुसार कोटिंग्स और ब्रांडिंग के साथ उपस्थिति को अनुकूलित करें।
पैक परीक्षण और सत्यापन
प्रभार-निर्वासन परीक्षण: क्षमता, वोल्टेज और अन्य प्रदर्शन मेट्रिक्स को सत्यापित करें।
चक्र जीवन परीक्षण: बार -बार चक्रों पर प्रदर्शन गिरावट का आकलन करें।
सुरक्षा परीक्षण: ओवरचार्ज, ओवर-डिस्चार्ज और शॉर्ट-सर्किट टेस्ट का संचालन करें।
पर्यावरणीय परीक्षण: चरम तापमान, कंपन और आर्द्रता के तहत प्रदर्शन का मूल्यांकन करें।
अंतिम निरीक्षण और शिपमेंट
गुणवत्ता नियंत्रण: दोषों को खत्म करने के लिए अंतिम चेक करें।
पैकेजिंग और लॉजिस्टिक्स: क्षति-प्रूफ परिवहन सुनिश्चित करें।
थर्मल प्रबंधन और सौंदर्यशास्त्र
थर्मल अभिकर्मक: ओवरहीटिंग को रोकने के लिए कूलिंग सिस्टम (जैसे, हीट सिंक) को शामिल करें।
सौंदर्य अनुकूलन: प्रति ग्राहक विनिर्देशों के अनुसार उपस्थिति को परिष्कृत करें।
प्रमाणीकरण और डिजाइन अनुकूलन
अनुपालन: वैश्विक बाजार पहुंच के लिए उद्योग प्रमाणपत्र (जैसे, संयुक्त राष्ट्र 38.3, CE, उल) प्राप्त करें।
अनुकूलन: परीक्षण के माध्यम से पैक डिजाइन (सेल व्यवस्था, कनेक्शन, बीएमएस) को परिष्कृत करें।
स्वचालित उत्पादन
स्वचालन उपस्कर: दक्षता के लिए रोबोट वेल्डिंग, असेंबली लाइनों और परीक्षण प्रणालियों को तैनात करें।
लाइन प्रबंधन: सहज उत्पादन के लिए वर्कफ़्लो का अनुकूलन करें।
