Крупноформатные литиевые аккумуляторы широко используются в электромобилях (EV), системах накопления энергии (ESS), роботах AGV, промышленном оборудовании и других устройствах с высокой мощностью благодаря их высокой плотности энергии, легкой конструкции и гибкой конструкции.

Однако соединение больших пакетных ячеек требует тщательного рассмотрения конструкции выводов, конструкции шин, технологии сварки и контактного сопротивления. Надежное электрическое соединение напрямую влияет на производительность аккумулятора, управление температурным режимом и долгосрочную безопасность.

Как поставщик литиевых аккумуляторных батарей, MISEN POWER предлагает литий-ионные аккумуляторные батареи высокой емкости для индивидуальных аккумуляторов. Понимание того, как соединяются вкладыши аккумуляторных батарей, помогает инженерам разрабатывать более надежные аккумуляторные модули и блоки.

1. Почему важна конструкция соединения крупноформатных ячеек

В отличие от цилиндрических элементов, в литиевых аккумуляторах используется ламинированная алюминиевая упаковка с внешними металлическими выводами для электрического соединения.

Вкладки являются связующим звеном между внутренними электродами и внешними цепями. Во время работы при сильном токе соединение выводов и шин должно выдерживать значительный ток, сохраняя при этом низкое электрическое сопротивление.

Неправильная конструкция соединения может привести к:

• Более высокое контактное сопротивление

• Дополнительное тепловыделение

• Потеря мощности

• Снижение эффективности батареи

• Потенциальные проблемы с надежностью при длительной эксплуатации.

Для аккумуляторов большой емкости, таких как батареи класса 50 Ач, 70 Ач или 100 Ач, качество соединения становится особенно важным, поскольку пиковые токи разряда могут достигать сотен ампер.

2. Общие методы подключения вкладок литиевого чехла

Метод 1: механическое соединение шин.

Для механического соединения используются болты, зажимы или специально разработанные приспособления для соединения вкладок ячеек с шинами.

Этот метод часто используется при разработке прототипов, лабораторных испытаниях или проектах по производству аккумуляторов небольшого объема.

Преимущества:

• Простота установки и обслуживания

• Не требуется сварочное оборудование

• Подходит для прототипов аккумуляторных модулей.

Ограничения:

• Контактное сопротивление может быть выше, чем у сварных соединений.

• Требуется точный механический контроль давления.

• Длительная вибрация может повлиять на стабильность соединения.

Метод 2: Ультразвуковая сварка

Ультразвуковая сварка является одним из наиболее часто используемых методов соединения вкладок литиевого аккумулятора.

Он создает твердотельное соединение путем применения высокочастотного вибрационного давления, что делает его пригодным для соединения алюминиевых и медных вкладок без плавления основных материалов.

Преимущества:

• Низкое электрическое сопротивление

• Прочное механическое соединение

• Высокая стабильность производства

• Подходит для автоматизированного производства аккумуляторов.

Метод 3: лазерная сварка

Лазерная сварка обеспечивает высокую точность и обычно используется при производстве современных аккумуляторных модулей.

Поскольку параметры лазерной сварки напрямую влияют на качество сварки, производителям необходим точный контроль выходной энергии, позиционирования и постоянства процесса.

3. Контактное сопротивление в соединениях ячеек чехла.

Контактное сопротивление является одним из наиболее важных факторов при проектировании аккумуляторов большого формата.

Когда ток протекает через точку соединения, электрическое сопротивление выделяет тепло:

Р = I²R

Это означает, что даже небольшое увеличение сопротивления может привести к дополнительному нагреву, когда батарея работает под высоким током.

К основным факторам, влияющим на контактное сопротивление, относятся:

• Способ подключения

• Материал вкладки

• Материал шинопровода

• Окисление поверхности

• Качество сварки

• Механическое давление

4. Выбор подходящего материала шин для пакетных ячеек.

Материал шинопровода.	Основные преимущества.	Типичные области применения.
Медь	Отличная электропроводность	Сильноточные аккумуляторные системы
Алюминий	Легкий и экономичный	Приложения, чувствительные к весу
Никелированная медь	Хорошая проводимость и коррозионная стойкость	Батарейные модули с длительным сроком службы

5. Важные аспекты проектирования аккумуляторных модулей большого размера

1. Избегайте чрезмерного напряжения на вкладках

Язычки ячеек пакета относительно тонкие по сравнению с цилиндрическими наконечниками ячеек. Чрезмерный изгиб, вытягивание или механическое давление могут повредить область уплотнения.

2. Рассмотрите возможность расширения клеток во время езды на велосипеде.

Пакетные элементы большого формата естественным образом претерпевают изменения толщины во время зарядки и разгрузки.

Конструкции аккумуляторных модулей должны обеспечивать возможность контролируемого расширения для снижения механических напряжений и поддержания стабильных электрических соединений.

3. Оптимизация терморегулирования

Хорошая конструкция соединения должна минимизировать сопротивление, а также учитывать рассеивание тепла.

Для применений с высокой мощностью тепловая схема и конструкция электрических соединений должны оцениваться вместе.

6. Решения для крупноформатных литиевых аккумуляторов от MISEN POWER

MISEN POWER поставляет литиевые аккумуляторные батареи для электромобилей, ESS, робототехники и промышленных аккумуляторов.

Наши решения для пакетных элементов включают в себя высокоэнергетические пакетные элементы NMC, пакетные элементы LFP и индивидуальные аккумуляторные решения в соответствии с требованиями проекта.

• Крупноформатные литиевые аккумуляторы

• Высокопроизводительное решение для пакетных ячеек NCM

• Пакетное решение LFP для хранения энергии

Наша команда инженеров может помочь клиентам с выбором элементов, технической оценкой и индивидуальными аккумуляторными решениями для различных применений.

7. Как выбрать правильный метод подключения ячейки?

Правильный метод подключения зависит от применения батареи, требований к току, объема производства и механической конструкции.

приложения	Рекомендуемый метод подключения
Прототип аккумуляторной батареи	Механическое шинное соединение
Крупносерийное производство аккумуляторов для электромобилей	Ультразвуковая сварка или лазерная сварка
Сильноточная система ESS	Сварное соединение низкого сопротивления
Промышленный аккумулятор по индивидуальному заказу	Индивидуальная конструкция соединения

Часто задаваемые вопросы

Можно ли соединить выступы ячеек пайкой?

Традиционная пайка обычно не рекомендуется для больших литиевых аккумуляторов, поскольку чрезмерное нагревание может повредить структуру уплотнения и повлиять на надежность аккумулятора.

Почему контактное сопротивление важно в аккумуляторных модулях?

Более высокое контактное сопротивление создает дополнительное тепло во время прохождения тока. Для мощных аккумуляторных систем снижение сопротивления повышает эффективность и тепловые характеристики.

Какой метод сварки лучше для аккумуляторных батарей?

Ультразвуковая сварка и лазерная сварка обычно используются при производстве промышленных аккумуляторов. Лучший метод зависит от структуры ячейки, производственных требований и конструкции модуля.

Заключение

Соединение между литиевыми аккумуляторами большого формата и шинами напрямую влияет на производительность, безопасность и срок службы батареи.

Для применений с высокой мощностью решения для сварки с низким сопротивлением в сочетании с надлежащей тепловой и механической конструкцией обеспечивают большую надежность.

Выбор правильного поставщика пакетных элементов и технологии подключения имеет важное значение для создания эффективных и долговечных систем литиевых батарей.

Свяжитесь с MISEN POWER для получения решений для крупноформатных пакетных ячеек

Ищете литиевые аккумуляторы большой емкости для электромобилей, ESS или промышленного применения?

MISEN POWER может предоставить техническую поддержку при выборе аккумуляторных батарей, разработке аккумуляторных модулей и индивидуальных решениях для литиевых батарей.

Свяжитесь с нашей инженерной командой