Pourquoi les prix des batteries au lithium sont-ils si variés ?

« Votre batterie au lithium est trop chère ! J’ai un devis moins coûteux ici ! » Après avoir fait une offre au client, nous entendons souvent de telles remarques. De nombreux clients, en particulier les acheteurs individuels, ne maîtrisent pas bien les batteries. Ainsi, ce sur quoi ils se concentrent principalement, ce sont la puissance et le prix des batteries au lithium, ainsi que le nombre de cycles indiqué dans le tableau des caractéristiques techniques. Aujourd’hui, nous vous guiderons afin que vous compreniez l’ensemble du processus de fabrication d’une batterie au lithium, ce qui vous permettra de mieux juger et sélectionner les batteries.

Inspection des cellules de batterie

Après chaque batterie au lithium Lorsque les cellules arrivent à l’usine, la première étape consiste à effectuer une inspection complète. En plus de vérifier la présence de rayures ou de renflements à la surface, nous mesurons également la tension à vide et la résistance interne. Ces données sont automatiquement saisies dans le système. Seules les cellules présentant des paramètres très cohérents peuvent être intégrées dans le même module de batterie au lithium.

Cette étape est très importante. Dès qu'une erreur se produit, des problèmes surviennent dans le processus ultérieur. Par conséquent, l'inspection sur site est particulièrement stricte.

Nettoyage au laser – Plus efficace que le nettoyage à l'alcool

L'étape suivante est le nettoyage au laser. D'après les panneaux d'information sur site, on constate que nous avons désigné le nettoyage au laser comme un point clé de gestion du processus (numéro R-T-34-3), en contrôlant rigoureusement l'efficacité du nettoyage.

Vous pourriez vous demander : les plots électrodes des cellules de batterie lithium sont déjà très propres ; pourquoi devons-nous les nettoyer ?

Cela s’explique par le fait que la surface des plots présente une très fine couche d’oxyde et de minuscules taches d’huile. Si l’on utilise le nettoyage traditionnel à l’alcool, celui-ci est non seulement très inefficace, mais ne permet pas non plus un nettoyage approfondi. Seul le nettoyage au laser permet de vaporiser et d’évaporer instantanément les contaminants présents à la surface, révélant ainsi le substrat métallique frais. De cette manière, lors de l’étape de soudage suivante, les joints de soudure peuvent être solidement fixés et la résistance peut être réduite. L’usine contrôle quantitativement l’efficacité du nettoyage, plutôt que de se fier uniquement au nettoyage à l’alcool ou à une apparence propre aux yeux nus.

Soudage laser – Connexion des cellules

Après le nettoyage, l’étape cruciale suivante consiste à souder au laser et à fixer les barres collectrices (bandes de cuivre ou d’aluminium) sur les électrodes positive et négative des cellules, reliant ainsi des dizaines, voire des centaines de cellules en série ou en parallèle.

Sur le site de production, nous avons remarqué un tableau de gestion placé à côté de ce processus, indiquant clairement :

Profondeur de pénétration du soudage : 0,8 – 1,5 mm

Largeur du cordon de soudure : 1,5 – 3,0 mm

Ces deux paramètres déterminent directement la résistance et la conductivité du soudage. Si la profondeur de pénétration est trop faible, cela peut facilement provoquer un défaut de soudure ; si elle est trop importante, elle risque d’endommager les composants internes des cellules de batterie lithium ; si la largeur est insuffisante, la capacité de conduction du courant sera insuffisante.

En outre, l’usine effectue régulièrement des inspections du profil de soudure afin de garantir que chaque cordon de soudure reste dans la plage spécifiée. Sur le site de soudage, des étincelles jaillissent de partout, mais l’inspection visuelle CCD à proximité prend des photos en temps réel. En cas de pores ou de soufflures, une alarme est immédiatement déclenchée afin d’assurer un contrôle rigoureux de ce procédé.

Essai EOL du module – Déterminer en un seul test si le soudage est correct ou non

Une fois le module soudé, il n’est pas immédiatement emballé, mais d’abord placé dans un banc d’essai pour des tests de fin de ligne (EOL, hors ligne) : résistance d’isolement, tenue en tension, tension totale du module, capacité, etc. Toutes les données sont automatiquement transférées, garantissant la traçabilité de chaque module.

Cette étape permet efficacement d’éliminer les modules de batteries lithium présentant une mauvaise qualité de soudure ou une incohérence anormale entre les cellules, et garantit qu’aucun produit non conforme ne passe à l’étape suivante.

Assemblage du pack de batteries lithium – Système de gestion de batterie (BMS) et système de gestion thermique

Après avoir suivi le processus décrit ci-dessus, les modules de batteries conformes sont placés dans le boîtier du pack de batteries, puis le système de gestion de batterie (BMS) et le système de gestion thermique sont installés.

La batterie au lithium Le système de gestion de batterie, également appelé BMS, a principalement pour fonction de surveiller en temps réel la tension, le courant et la température des cellules, ainsi que de gérer les phases de charge et de décharge.

Le système de gestion thermique est généralement une plaque de refroidissement liquide ou un ventilateur pour le refroidissement par air. Sa fonction principale est d’assurer le chauffage de la batterie en hiver et d’empêcher son surchauffage en été, garantissant ainsi une utilisation à long terme. À ce stade, on peut observer de nombreux faisceaux de câblage d’échantillonnage et des canalisations de refroidissement.

Test avant scellage – Résistance diélectrique et étanchéité à l’air

Avant de fermer le couvercle supérieur du bloc-batterie, deux « tests décisifs » doivent être effectués :

Test de résistance diélectrique : appliquer plusieurs fois la tension de fonctionnement entre le boîtier du bloc-batterie et le circuit haute tension interne afin de vérifier s’il y a fuite.

Test d’étanchéité à l’air : ce test consiste à remplir le bloc-batterie au lithium scellé d’air comprimé afin d’en mesurer la baisse de pression. Pour satisfaire la norme IP67, cela signifie qu’il doit pouvoir rester immergé dans l’eau pendant une demi-heure sans laisser pénétrer l’eau.

Si ces deux tests échouent, les produits seront directement renvoyés pour réparation ou mis au rebut, sans possibilité de négociation.

Traçabilité hors ligne et numérique

Enfin, chaque batterie au lithium colis doit subir un test EOL complet couvrant la charge et la décharge, la fonction de communication (BMS et communication CAN externe), l’isolation et la tenue diélectrique, ainsi que d’autres essais de performance globale. Tous ces tests doivent être réussis avant que les produits ne puissent être libérés pour la vente.

Ici, il convient de mentionner ce point : j’ai vu de nombreux écrans d’ordinateur dans l’atelier (ces photos où l’écran de démarrage de l’ordinateur apparaît à plusieurs reprises). Au départ, j’étais perplexe, mais j’ai ensuite compris qu’il s’agissait en réalité des postes de travail du système de test automatisé, du système de traçabilité des données MES et du système de surveillance des paramètres de soudage. Chaque étape, chaque paramètre et chaque résultat de test sont transférés en temps réel vers le cloud.

En fin de compte, chaque bloc-batterie au lithium générera un code QR unique, véritable « certificat de naissance », et en le scannant, vous pourrez consulter l’ensemble des données clés le concernant sur la chaîne de production.

Résumé

Grâce à cet article, chacun devrait désormais avoir acquis une compréhension certaine du processus de fabrication des batteries au lithium avant expédition. Du choix des cellules jusqu’aux étapes de test durant l’assemblage, chaque phase fait l’objet d’un suivi et d’une surveillance des données. Cela procure un grand sentiment de sécurité à nos clients.