储能电源生产厂家解析锂电池PACK时需要注意的相关事项

2020-09-02 15:44 ryder

电池成组的生产过程叫做电池PACK,电池PACK时可以是单只电池二次加工,也可以是多只电池串联并联的电池模组,简单的PACK将电池和附件组合的一个过程,这种一般绝大多数具备一定知识的都可以操作,专业的PACK厂家还要具备保护板开发(软件工程师/硬件工程师),电池结构的合理化设计(结构工程师),不同状态,以及不同环境下的产品模拟可靠性测试(测试实验室),拥有体系认证的电池PACK生产线,因现有的电池PACK技术绝大多数是通过焊接将电芯链接在一起,这也导致电池问题的检修变得复杂化,另外电池在批量PACK时可能会面临很多棘手的问题,为保证批量产品的可靠性,优良的电池PACK工艺,以及成品测试是必不可少的。
 

电池PACK所包含的物料

PACK包括电池组、汇流排、软连接、保护板、外包装、输出(包括连接器),青稞纸、塑胶支架等辅助材料这几项共同组成PACK。

锂电池PACK的特点

①要求原材料电池具有高度的一致性(容量、内阻、电压、放电曲线、寿命)。

②通常情况下PACK电池组的寿命会低于单体电池。

③因适用产品不同,所以需在限定的条件下使用。

④锂电池组PACK成型后必须加以保护,对其进行充电均衡、温度、电压及过流监测。

⑤必须达到设计需要的电压、容量要求。

PACK的方法

①串并组成:

通过电池的首尾相连,A电池的正极链接B电池的负极,由A电池的负极和B电池的正极负责输出叫做电池组串联,此时电压为单体电池的N倍(N的值等于有多少单体电池相串),例如:当带单体电池电压为3.6V,当A电池和B电池串联时,此时为 2 块电池串联使用,电压即等于 3.6V x 2 =7.2V ,如果有 10 块电池相互串联,电压即等于 3.6V x 10 = 36V,以此类推。

当A电池和B电池正极和正极相连,负极与负极相链时,由 2 块电池同时输出的形态 叫做并联,并联时电池电压不变,但是容量递增,算法同电压的计算方式一样,为了达到设计的电压和容量,可能需要多个电池的串联加并联的方式PACK电池组。

②电芯要求:

根据电池组设计的要求选定合适的电芯(根据电池组设计的放电和容量要求),一个批次的A品电池是最佳的选择,这类电池的一致性较高,容量和内阻通常误差都是1‰左右,再通过设备的二次筛选,将数值接近的电芯一起准备,可以降低PACK时电池组的异常问题。

 

③PACK的工艺:

通过激光焊接或超声波焊接或脉冲焊接,这是常用的焊接方法,优点是可靠性较好,但不易更换。二是通过弹性金属片接触,优点是不需焊接,电池更换容易,缺点是可能导致接触不良。

 

汇流排软连接的组装

PACK过程中会用到诸如镍片、铜铝复合汇流排、铜汇流排、总正总负汇流排、铝汇流排,也用到铜软连接、铝软连接、铜箔软连接。汇流排和软连接的加工质量需要从这几方面去评估.

①材料材质是否复合要求,汇流排材质不达标将会增加电阻率,尤其需要确认是否复合ROHS相关要求。

②关键尺寸加工是否到位。关键尺寸的超差有可能会在装配过程中导致高压器件之间的安全距离不够,并造成严重的安全隐患。

③软连接的硬区的结合力以及软区的应力吸收状况。

④实际加工的软连接及汇流排的过流能力是否达到设计标准,绝缘的热塑套管部位是否存在破损的情况。

现在的工业技术已达到一定的高度,锂电池PACK工艺并不复杂,如何能快速生产,并且保证成品的品质一直都有锂电池PACK厂家在不断探索,未来,锂电池能否满足人们对便携式设备的要求,不单是锂电池本身的技术进步,也取决于电池PACK工艺的提高。根据行业趋势观察,锂电池也会向着大单体,或者更高放电平台发展。


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