¿Por qué son tan diversas las precios de las baterías de litio?

«¡Su batería de litio es demasiado cara! ¡Tengo una cotización más económica aquí!». Después de presentar una oferta al cliente, con frecuencia escuchamos comentarios como este. Muchos clientes, especialmente los compradores particulares, no tienen un buen conocimiento sobre las baterías. Por lo tanto, lo que principalmente les interesa son la potencia y el precio de la batería de litio, así como el número de ciclos indicados en la tabla de parámetros. Hoy le guiaremos para que adquiera una comprensión integral de todo el proceso de fabricación de baterías de litio, con el fin de poder realizar juicios y selecciones más acertados.

Inspección de la celda de la batería

Después de cada batería de litio Cuando la celda llega a la fábrica, el primer paso consiste en realizar una inspección exhaustiva. Además de verificar la presencia de arañazos o abultamientos en la superficie, también medimos el voltaje en circuito abierto y la resistencia interna. Estos datos se introducen automáticamente en el sistema. Solo las celdas cuyos parámetros presentan una alta consistencia pueden incluirse en el mismo módulo de batería de litio.

Este paso es muy importante. Una vez que se produce un error, surgirán problemas en el proceso posterior. Por lo tanto, la inspección in situ es particularmente rigurosa.

Limpieza con láser: más eficaz que la limpieza con alcohol

El siguiente paso es la limpieza con láser. A partir de los letreros colocados en el lugar, se observa que hemos designado la limpieza con láser como un punto clave de gestión del proceso (numerado R-T-34-3), controlando estrictamente el efecto de limpieza.

Quizá se pregunten: ¿los bornes de los electrodos de las celdas de batería de litio ya están muy limpios? ¿Por qué necesitamos limpiarlos?

Esto se debe a que la superficie de los terminales presenta una capa muy fina de óxido y pequeñas manchas de aceite. Si se utiliza el método tradicional de limpieza con alcohol, no solo es muy ineficaz, sino que además dicha limpieza no elimina completamente los contaminantes. Únicamente mediante la limpieza láser pueden vaporizarse y evaporarse instantáneamente los contaminantes superficiales, revelando así la base metálica fresca. De este modo, durante el proceso de soldadura posterior, las uniones soldadas quedan firmemente fijadas y la resistencia resulta menor. La fábrica controla cuantitativamente el efecto de limpieza, en lugar de depender simplemente de la limpieza con alcohol o de considerarla «limpia» únicamente a simple vista.

Soldadura láser: conexión de las celdas

Tras la limpieza, el siguiente paso crucial consiste en utilizar un láser para soldar y fijar las barras colectoras (bandas de cobre o aluminio) sobre los electrodos positivo y negativo de las celdas, conectando así decenas o incluso centenares de celdas en serie o en paralelo.

En el lugar de producción, observamos un tablero de gestión junto a este proceso, que indicaba claramente:

Profundidad de penetración de la soldadura: 0,8 – 1,5 mm

Anchura de la soldadura: 1,5 – 3,0 mm

Estos dos parámetros determinan directamente la resistencia y la conductividad de la soldadura. Si la profundidad de penetración es demasiado reducida, puede provocar fácilmente un fallo en la soldadura; si es excesiva, podría dañar los componentes internos de las celdas de batería de litio; si la anchura es insuficiente, la capacidad de conducción de corriente será insuficiente.

Además, la fábrica realiza también inspecciones periódicas del perfil de la soldadura para garantizar que cada cordón de soldadura se encuentre dentro del rango especificado. En el lugar de soldadura, las chispas vuelan por todas partes, pero la inspección visual mediante CCD cercana toma fotografías en tiempo real. Cuando se detectan poros o soplos, emite inmediatamente una alarma para asegurar un control riguroso de este proceso.

Prueba EOL del módulo: saber si la soldadura es correcta o no con una sola prueba

Después de que el módulo se suelda, no se empaqueta inmediatamente, sino que primero se coloca en el gabinete de pruebas para la prueba EOL (fuera de línea): resistencia de aislamiento, tensión de ruptura, voltaje total del módulo, capacidad, etc. Todos los datos se cargan automáticamente, garantizando que cada módulo sea totalmente trazable.

Este paso permite seleccionar eficazmente los módulos de batería de litio con mala calidad de soldadura o con inconsistencia anómala entre las celdas, y asegura que ningún producto no conforme pase al siguiente proceso.

Ensamblaje del paquete de baterías de litio: sistema de gestión de baterías (BMS) y sistema de gestión térmica

Tras superar el proceso anterior, los módulos de batería calificados se colocan en la carcasa del paquete de baterías y, a continuación, se instalan el sistema de gestión de baterías y el sistema de gestión térmica.

La batería de litio El sistema de gestión, también conocido como BMS, tiene principalmente la función de supervisar en tiempo real el voltaje, la corriente y la temperatura de las celdas, así como gestionar los procesos de carga y descarga.

El sistema de gestión térmica suele ser una placa de refrigeración líquida o un ventilador para refrigeración por aire. Su función principal es garantizar que la batería se pueda calentar en invierno y no se sobrecaliente en verano, asegurando así su uso a largo plazo. En esta fase, podemos observar numerosos arneses de cableado de muestreo y tuberías de refrigeración.

Prueba antes del sellado: ensayo de rigidez dieléctrica y estanqueidad al aire

Antes de cerrar la tapa superior del paquete de baterías, deben realizarse dos «pruebas críticas»:

Ensayo de rigidez dieléctrica: se aplica un voltaje varias veces superior al voltaje de funcionamiento entre la carcasa del paquete de baterías y el circuito de alta tensión interno para comprobar si se produce alguna fuga.

Ensayo de estanqueidad al aire: este ensayo consiste en llenar el paquete de baterías de litio sellado con aire comprimido para medir la disminución de presión. Para cumplir la norma IP67, significa que debe sumergirse en agua durante media hora sin que penetre humedad.

Si estas dos pruebas fallan, los productos serán devueltos directamente para su reparación o descarte, sin margen para negociación.

Trazabilidad fuera de línea y digital

Finalmente, cada batería de litio paquete debe completar una prueba EOL completa del paquete, que incluya carga y descarga, función de comunicación (BMS y comunicación CAN externa), aislamiento y resistencia dieléctrica, así como otras pruebas integrales de rendimiento. Todos estos ensayos deben superarse antes de que los productos puedan liberarse para su venta.

Aquí cabe mencionar lo siguiente: observé muchas pantallas de ordenador en el taller (esas fotos en las que aparece repetidamente la «pantalla de inicio del ordenador»). Al principio me resultó desconcertante, pero posteriormente comprendí que, en realidad, se trataba de terminales de operación del sistema automatizado de pruebas, del sistema MES de trazabilidad de datos y del sistema de monitoreo de parámetros de soldadura. Cada proceso, cada parámetro y cada resultado de prueba se cargan en la nube en tiempo real.

En última instancia, cada paquete de baterías de litio generará un código QR único como su «certificado de nacimiento», y al escanearlo, se podrá visualizar en la línea de producción todos los datos clave del mismo.

RESUMEN

Gracias a este artículo, todos deberían haber adquirido cierta comprensión del proceso de fabricación de las baterías de litio antes de su envío. Desde la selección de las celdas de batería hasta las etapas de prueba durante el proceso de ensamblaje, cada paso cuenta con seguimiento y monitoreo de datos. Esto brinda una gran sensación de seguridad a nuestros clientes.