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提高電動車電池產量的五種方法

提高電動車電池產量的五種方法 ----用於電動車生產的流體分配解决方案


電池和電池管理系統是動車的核心。這些組件决定了目前在路上行駛的千萬輛電動汽車的性能、安全性和駕駛範圍。


隨著電動車和電池製造商不斷尋找提高生產過程效率和速度的方法,許多人轉向Nordson EFD,尋求精密流體點膠解決方案。EFD噴射閥、點膠閥和自動點膠系統通過在嚴格的點膠尺寸和位置公差範圍內應用精確的流體,幫助製造商以更快的生產速度生產高性能、無缺陷的電池。 


隨著運輸市場轉向電力驅動的運輸模式,製造商正專注於提高其電動車生產過程的品質和產量。掌握用於電池製造和電動汽車電池組裝的自動化流體點膠技術,是獲得製造效率和製造高品質電池組的有效途徑。

製造商透過這五個面向來影響電動車電池生產過程。


  1. 在電芯製造方面,精確對準關鍵部件以提高電池的整體性能和壽命。 

為了使電芯按預期運行,必須保持陰極、陽極和隔膜之間的精確對齊。 Nordson EFD的流體點膠技術可以精確、重複地點塗膠水,以促進電芯層在電池內的精確排列。精確的點膠步驟以有效地滿足安全目標(防止電池短路),同時能提高電芯品質並節省廢品。 

在電芯製造過程中,黏合劑的準確定位對電池的功能、質量和壽命有很大影響。


對於這項任務,PICO Pμlse XP 噴射系統為電芯製造提供了許多優勢,因為它使製造商能夠準確、反覆、精確地分配液體。該解決方案提供微米(μm)級的行程調整,可以在很長一段時間內重複噴射液體,而不受環境因素的影響。 此外,該系統能以高達1000Hz速度連續應用小至0.5 nL的微點膠。


EFD PICO Pμlse XP噴射系統為電動汽車電池製造商提供了許多優勢,包括提高流體點膠的準確性、可重複性和精確性。


2. 電池製造方面,為了電池的整體性能和穩定性,確保精確的電解質填充。


精確的電解液填充對電池製造說是很重要的,因為使用足夠的電解液來潤濕元件有助於實現最佳的電池性能。因電解質是一種腐蝕性液體,製造商特別注意在充填過程對閥門的選擇,因為閥門必須能夠經受住電解質的侵蝕性,而不需要經常更換閥門。


對於電解液充填的應用,Nordson建議使用702系列迷你隔膜閥。702隔膜閥特別適合用於填充電解質,因為可以提供無滴漏的分配。702隔膜閥具有獨特的設計,可以消除被困的氣泡,並提供快速、乾淨的切斷。702迷你隔膜閥提供了防篡改的沖程調節、穩定的注射性能以及更快的產量。此外,702系列閥門能夠在每個固定板上安裝更多的閥門,並在更狹小的空間內分配流體,從而實現更大的產量和生產率。 


702系列迷你隔膜閥是電解液灌裝的理想選擇,因為該閥可以經受住電解液的侵蝕性,而不需要頻繁更換閥門


3. 對於模組和電池組的組裝,使用受控和自動化的熱介面材料(TIM)分配方法,以防止熱失控,這對整個電池組的安全至關重要。


熱失控是電池單元內的連鎖反應,涉及電池溫度的快速上升。當電池內部的溫度達到一定程度,導致電池內部發生化學反應時,產生更多的熱量,推動溫度升高,並導致進一步的化學反應,產生更多的熱量。


熱失控對電池組的安全以及運行中的電動汽車是一個重大威脅。 防止熱失控的一個方法是使用熱介面材料(TIM),因為該材料吸收了過熱電池的熱量。


導致熱失控的原因包括:


  • 由於電池的物理損壞或電池維護不善造成的內部短路。

  • 對電池過度充電,超過其安全的最大電壓這可能會永久損壞電池並導致熱失控。

  • 快速充電,因為快速充電會導致電流過大。

  • 最後,無論是低端還是高端的溫度超出安全區域,都會降低電池的性能。 這將導致對電池的不可逆損害,並可能引發反應。


熱失控對電池組的安全以及運行中的電動汽車是一個重大威脅。防止熱失控的方法之一是使用熱介面材料(TIM),因為該材料吸收了來自過熱電池的熱量。 為了實現這一目標,設計工程師需要計算並在電池模組和電池組的確切位置精確地應用所選的TIM化學成分。這可使用體分配技術可以防止熱失控的操作。


使用797PCP-2K螺桿泵來實現TIM分配的自動化,使製造商獲得精確、可重複的過程。


Nordson EFD利用797PCP-2K螺桿泵的流體分配能力幫助實現TIM分配自動化。 這種製造技術帶來的品質保證是以可重複的方式精確分配適量的液體—這對TIM分配特別重要。


4.對於模組和電池組的組裝,減少週期時間,提高電池單元與電池底盤的粘合操作的可重複性和準確性,以提高生產產量,節省寶貴的生產時間。


使用高效的製造方法對於實現生產目標和提高產量非常重要。對於電池單元與底盤的粘合,製造商可以利用非接觸式點膠所帶來的速度和準確性,減少浪費、減少廢品和提高產量。

對於電池單元/底盤粘合,製造商可以利用非接觸式點膠所提供的速度和準確性,包括減少浪費、減少廢品和提高產量。


使用Nordson EFD的PICO Pulse解決方案的可交換、模組化噴射閥技術,可以在1000Hz的頻率下連續應用精確、可重複的微點膠,瞬間頻率最高可達1500Hz。 


用PICO Pulse重複點膠為電動車電池生產商提供了價值,因為可以使用恰到好處的液體與底盤粘合,而沒有任何溢出。精確的液體點膠使用了適量的膠水來完成任務,可以降低材料成本。


針對難以到達的點膠區域,如許多電池模組中發現的複雜的蜂窩狀結構,會給點膠帶來挑戰;噴射閥與正確的自動點膠系統相配,可以靈活地將黏合劑應用於幾乎任何電池底盤的幾何形狀。


5.在所有的製造階段,保持生產方法的靈活性,以適應新的電池化學和技術。


目前,鋰離子電池是電動汽車的主流動力技術。但是,市場力量和顛覆性技術的動態性質決定了精明的電池製造商正在密切關注新興的電池化學。 這些包括固態電池和燃料電池設計。


Nordson電動汽車電池製造的每個階段提供解決方案: NordsonEFD流體點膠技術可以幫助製造商在新的電池化學技術發展的過程中實現未來的發展。


使用Nordson EFD流體點膠技術的製造商在當前電池技術發展到上述任何一種配置時都處於有利地位,因為Nordson EFD的點膠解決方案可用於製造各種類型的電池幾何形狀。

 

雖然電池技術可能會不斷發展,但流體分配技術已經準備好隨著創新製造工藝的變化而變化,可以靈活地建立不同的電池化學成分、幾何形狀和技術。

 

總結

隨著世界接受電動汽車電池作為未來的動力源,製造商在快速變化的製造環境中,專注於這五項任務可提供強大的投資回報:


1.      在電池製造方面,精確對準關鍵部件以提高電池的整體性能和壽命。

2.      在電池製造方面,為了電池的整體性能和穩定性,確保精確的電解質填充。

3.      對於模組和電池組的組裝,使用受控和自動化的熱介面材料(TIM)分配方法,以防止熱失控 — 這對整個電池組的安全至關重要。 

4.      對於模組和電池組的組裝,減少週期時間,提高電池單元與電池底盤的粘合操作的可重複性和準確性,以提高生產產量,節省寶貴的生產時間。

5.      在所有的製造階段,保持生產方法的靈活性,以適應新的電池化學和技術。

 

透過專注於生產過程的這些領域,製造具有長生命週期的高性能電池,同時最大限度地提高產量。 此外,可將擁有靈活性和技術能力,隨著電力驅動革命的展開而掌握變化。

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