Wielkoformatowe ogniwa litowe są szeroko stosowane w pojazdach elektrycznych (EV), systemach magazynowania energii (ESS), robotach AGV, sprzęcie przemysłowym i innych zastosowaniach wymagających dużej mocy ze względu na ich wysoką gęstość energii, lekką konstrukcję i elastyczną konstrukcję.

Jednakże łączenie dużych ogniw kieszeniowych wymaga dokładnego rozważenia konstrukcji zaczepów, konstrukcji szyn zbiorczych, technologii spawania i rezystancji styków. Niezawodne połączenie elektryczne ma bezpośredni wpływ na wydajność akumulatora, zarządzanie temperaturą i długoterminowe bezpieczeństwo.

Jako dostawca ogniw litowo-jonowych, MISEN POWER dostarcza ogniwa litowo-jonowe o dużej pojemności do niestandardowych zastosowań akumulatorowych. Zrozumienie sposobu łączenia zakładek ogniw w etui pomaga inżynierom projektować bardziej niezawodne moduły i zestawy akumulatorów.

1. Dlaczego projekt połączenia komórkowego w torebce wielkoformatowej jest ważny?

W przeciwieństwie do ogniw cylindrycznych, w ogniwach litowych zastosowano laminowane opakowanie aluminiowe z zewnętrznymi metalowymi zakładkami do podłączenia elektrycznego.

Wypustki stanowią mostek łączący elektrody wewnętrzne z obwodami zewnętrznymi. Podczas pracy przy wysokim prądzie połączenie zaczepu i szyny zbiorczej musi wytrzymać znaczny prąd przy jednoczesnym zachowaniu niskiego oporu elektrycznego.

Zła konstrukcja połączenia może powodować:

• Wyższa rezystancja styku

• Dodatkowe wytwarzanie ciepła

• Strata mocy

• Zmniejszona wydajność baterii

• Potencjalne problemy z niezawodnością podczas długotrwałej pracy

W przypadku ogniw kieszeniowych o dużej pojemności, takich jak akumulatory klasy 50Ah, 70Ah lub 100Ah, jakość połączenia staje się szczególnie ważna, ponieważ szczytowe prądy rozładowania mogą sięgać setek amperów.

2. Typowe metody łączenia zakładek ogniw litowych

Metoda 1: Mechaniczne połączenie szyn zbiorczych

Połączenie mechaniczne wykorzystuje śruby, zaciski lub specjalnie zaprojektowane uchwyty do łączenia zakładek ogniw kieszeniowych z szynami zbiorczymi.

Metoda ta jest często stosowana podczas opracowywania prototypów, testów laboratoryjnych lub projektów akumulatorów o małej objętości.

Zalety:

• Łatwa instalacja i konserwacja

• Nie wymaga sprzętu spawalniczego

• Nadaje się do prototypowych modułów akumulatorowych

Ograniczenia:

• Rezystancja styku może być wyższa niż w przypadku połączeń spawanych

• Wymaga dokładnej mechanicznej kontroli ciśnienia

• Długotrwałe wibracje mogą mieć wpływ na stabilność połączenia

Metoda 2: Zgrzewanie ultradźwiękowe

Zgrzewanie ultradźwiękowe jest jedną z najczęściej stosowanych metod łączenia zakładek ogniw litowych.

Tworzy połączenie półprzewodnikowe poprzez zastosowanie ciśnienia wibracyjnego o wysokiej częstotliwości, dzięki czemu nadaje się do łączenia wypustek aluminiowych i miedzianych bez topienia materiałów podstawowych.

Zalety:

• Niski opór elektryczny

• Silne wiązanie mechaniczne

• Wysoka spójność produkcji

• Nadaje się do zautomatyzowanej produkcji akumulatorów

Metoda 3: Spawanie laserowe

Spawanie laserowe zapewnia wysoką precyzję i jest powszechnie stosowane w produkcji zaawansowanych modułów akumulatorowych.

Ponieważ parametry spawania laserowego bezpośrednio wpływają na jakość spoiny, producenci potrzebują dokładnej kontroli wydatku energii, pozycjonowania i spójności procesu.

3. Rezystancja stykowa w połączeniach ogniw kieszeniowych

Rezystancja stykowa jest jednym z najważniejszych czynników przy projektowaniu wielkoformatowych akumulatorów kieszeniowych.

Kiedy prąd przepływa przez punkt połączenia, opór elektryczny wytwarza ciepło:

P = I⊃2;R

Oznacza to, że nawet niewielki wzrost rezystancji może wytworzyć dodatkowe ciepło, gdy akumulator pracuje pod wysokim prądem.

Do głównych czynników wpływających na rezystancję zestyku zaliczają się:

• Metoda połączenia

• Materiał zakładki

• Materiał szyny zbiorczej

• Utlenianie powierzchniowe

• Jakość spawania

• Nacisk mechaniczny

4. Wybór odpowiedniego materiału szyn zbiorczych dla ogniw kieszeniowych

Materiał szyn zbiorczych	Główne zalety	Typowe zastosowania
Miedź	Doskonała przewodność elektryczna	Wysokoprądowe systemy akumulatorowe
Aluminium	Lekki i ekonomiczny	Aplikacje wrażliwe na wagę
Miedź niklowana	Dobra przewodność i odporność na korozję	Moduły akumulatorowe o długiej żywotności

5. Ważne uwagi projektowe dotyczące dużych modułów akumulatorowych

1. Unikaj nadmiernego stresu na zakładkach

Zakładki na ogniwa woreczkowe są stosunkowo cienkie w porównaniu z cylindrycznymi końcówkami ogniw. Nadmierne zginanie, ciągnięcie lub nacisk mechaniczny może spowodować uszkodzenie powierzchni uszczelniającej.

2. Weź pod uwagę ekspansję komórek podczas jazdy na rowerze

Wielkoformatowe ogniwa woreczkowe w naturalny sposób ulegają zmianom grubości podczas ładowania i rozładowywania.

Konstrukcje modułów baterii powinny umożliwiać kontrolowaną ekspansję w celu zmniejszenia naprężeń mechanicznych i utrzymania stabilnych połączeń elektrycznych.

3. Zoptymalizuj zarządzanie ciepłem

Dobry projekt połączenia powinien minimalizować opór, uwzględniając jednocześnie rozpraszanie ciepła.

W przypadku zastosowań o dużej mocy projekt termiczny i projekt połączenia elektrycznego należy oceniać łącznie.

6. Wielkoformatowe rozwiązania ogniw litowych firmy MISEN POWER

MISEN POWER dostarcza ogniwa litowe do zastosowań w pojazdach elektrycznych, ESS, robotyce i akumulatorach przemysłowych.

Nasze rozwiązania w zakresie ogniw woreczkowych obejmują wysokoenergetyczne ogniwa woreczkowe NMC, ogniwa woreczkowe LFP i niestandardowe rozwiązania akumulatorowe zgodnie z wymaganiami projektu.

• Wielkoformatowe produkty z ogniwami litowymi

• Wysokowydajne rozwiązanie z ogniwami woreczkowymi NCM

• Rozwiązanie z ogniwami woreczkowymi LFP do zastosowań związanych z magazynowaniem energii

Nasz zespół inżynierów może wspierać klientów w wyborze ogniw, ocenie technicznej i niestandardowych rozwiązaniach akumulatorowych do różnych zastosowań.

7. Jak wybrać odpowiednią metodę połączenia komórkowego w etui?

Prawidłowa metoda podłączenia zależy od zastosowania akumulatora, wymagań prądowych, wielkości produkcji i konstrukcji mechanicznej.

Zastosowanie	Zalecana metoda połączenia
Prototypowy zestaw akumulatorów	Mechaniczne połączenie szyn zbiorczych
Produkcja akumulatorów EV na dużą skalę	Zgrzewanie ultradźwiękowe lub spawanie laserowe
Wysokoprądowy system ESS	Połączenie spawane o niskiej rezystancji
Przemysłowa bateria dostosowana do indywidualnych potrzeb	Indywidualny projekt połączenia

Często zadawane pytania

Czy zaczepy ogniw etui można łączyć poprzez lutowanie?

Tradycyjne lutowanie nie jest generalnie zalecane w przypadku dużych ogniw litowych, ponieważ nadmierne ciepło może uszkodzić strukturę uszczelniającą i wpłynąć na niezawodność ogniwa.

Dlaczego rezystancja styku jest ważna w modułach akumulatorowych?

Wyższa rezystancja styku powoduje dodatkowe ciepło podczas przepływu prądu. W przypadku systemów akumulatorowych dużej mocy zmniejszenie rezystancji poprawia wydajność i wydajność cieplną.

Która metoda spawania jest lepsza w przypadku ogniw kieszeniowych?

W przemysłowej produkcji akumulatorów powszechnie stosuje się spawanie ultradźwiękowe i spawanie laserowe. Najlepsza metoda zależy od struktury ogniwa, wymagań produkcyjnych i projektu modułu.

Wniosek

Połączenie między wielkoformatowymi ogniwami litowymi a szynami zbiorczymi ma bezpośredni wpływ na wydajność, bezpieczeństwo i żywotność baterii.

W przypadku zastosowań wymagających dużej mocy rozwiązania spawania o niskiej rezystancji w połączeniu z odpowiednią konstrukcją termiczną i mechaniczną zapewniają większą niezawodność.

Wybór odpowiedniego dostawcy ogniw kieszeniowych i technologii połączeń ma kluczowe znaczenie dla budowania wydajnych i trwałych systemów akumulatorów litowych.

Skontaktuj się z firmą MISEN POWER, aby uzyskać rozwiązania w zakresie wielkoformatowych ogniw kieszonkowych

Szukasz ogniw litowych o dużej pojemności do zastosowań EV, ESS lub przemysłowych?

MISEN POWER może zapewnić wsparcie techniczne w zakresie doboru ogniw w torebkach, projektowania modułów baterii i niestandardowych rozwiązań w zakresie baterii litowych.

Skontaktuj się z naszym zespołem inżynierskim