Waarom zijn de prijzen van lithiumbatterijen zo divers?

"Uw lithiumbatterij is te duur! Ik heb hier een goedkoper offerte!" Nadat we een offerte aan de klant hebben gedaan, horen we vaak dergelijke opmerkingen. Veel klanten, met name particuliere kopers, hebben geen goed inzicht in batterijen. Daarom richten ze zich voornamelijk op het vermogen en de prijs van de lithiumbatterij, evenals op het aantal cycli dat in de parameters tabel wordt vermeld. Vandaag begeleiden we u bij een uitgebreid begrip van het gehele productieproces van lithiumbatterijen, zodat u beter kunt oordelen en batterijen kunt selecteren.

Inspectie van batterijcellen

Na elke lithiumbatterij zodra de cel de fabriek bereikt, is de eerste stap een uitgebreide inspectie. Naast het controleren op krassen of bulten op het oppervlak, meten we ook de open-klemspanning en de inwendige weerstand. Deze gegevens worden automatisch in het systeem ingevoerd. Alleen cellen met zeer consistente parameters mogen worden opgenomen in dezelfde lithiumbatterijmodule.

Deze stap is zeer belangrijk. Zodra er een fout optreedt, ontstaan er problemen in het vervolgproces. Daarom is de inspectie ter plaatse bijzonder streng.

Laserreiniging – effectiever dan reinigen met alcohol

De volgende stap is laserreiniging. Uit de borden ter plaatse blijkt dat we de laserreiniging hebben aangewezen als een belangrijk punt voor procesbeheer (genummerd R-T-34-3) en dat het reinigingseffect strikt wordt gecontroleerd.

U vraagt zich wellicht af: de elektrodepunten van de lithiumbatterijcellen zijn al zeer schoon, waarom moeten we ze dan nog reinigen?

Dit komt doordat het oppervlak van de pennen een zeer dunne oxide-laag en minuscule olievlekken heeft. Als er traditioneel met alcohol wordt gewreven, is dat niet alleen zeer ondoeltreffend, maar ook onvoldoende om het oppervlak grondig schoon te maken. Alleen via laserreiniging kunnen de oppervlakteverontreinigingen direct worden verdampt en verwaasd, waardoor de frisse metalen ondergrond zichtbaar wordt. Op deze manier kunnen de soldeerverbindingen tijdens het daaropvolgende lasproces stevig worden verbonden en is de weerstand lager. De fabriek controleert het reinigingseffect kwantitatief, in plaats van eenvoudig te vertrouwen op alcoholreiniging of op wat ‘schoon’ lijkt voor het blote oog.

Laserlassen – Verbinding van de cellen

Na de reiniging volgt de volgende cruciale stap: het gebruik van een laser om de busbars (koperen of aluminium stroken) vast te lassen op de positieve en negatieve elektroden van de cellen, waardoor tientallen of zelfs honderden cellen in serie of parallel worden verbonden.

Op de productielocatie zagen we een managementbord naast dit proces, waarop duidelijk stond:

Lassdiepte: 0,8 – 1,5 mm

Lasbreedte: 1,5 – 3,0 mm

Deze twee parameters bepalen direct de lassterkte en de geleidingscapaciteit. Indien de lassdiepte te gering is, kan dit gemakkelijk leiden tot een mislukte lasverbinding; indien deze te groot is, kan dit de interne onderdelen van de lithiumbatterijcellen beschadigen; indien de breedte onvoldoende is, is de stroomvoerende capaciteit ontoereikend.

Daarnaast voert de fabriek regelmatig inspecties van het lasprofiel uit om ervoor te zorgen dat elke lasnaad binnen de gespecificeerde toleranties valt. Op de laslocatie vliegen overal vonken, maar de nabijgelegen CCD-visuele inspectie maakt real-time foto’s. Bij aanwezigheid van poriën of blowholes wordt onmiddellijk een alarm gegeven om een strikte controle op dit proces te garanderen.

Module EOL-test – In één test vaststellen of de lasverbinding goed is of niet

Nadat de module is gelast, wordt deze niet onmiddellijk verpakt, maar eerst in de testkast geplaatst voor EOL-testen (offline): isolatieweerstand, spanningsvastheid, totale modulespanning, capaciteit… Alle gegevens worden automatisch geüpload, waardoor elke module volgbaar is.

Deze stap kan effectief lithiumbatterijmodules met slechte las- of celconsistentiekwaliteit uitsluiten en garanderen dat geen substandaardproducten naar de volgende processtap worden doorgestuurd.

Assemblage van lithiumbatterijpakket – BMS en thermomanagementsysteem

Na het doorlopen van het bovenstaande proces worden gekwalificeerde batterijmodules in het behuizing van het batterijpakket geplaatst, waarna het batterijbeheersysteem en het thermomanagementsysteem worden geïnstalleerd.

De lithiumbatterij het beheersysteem, ook wel BMS genoemd, heeft voornamelijk als functie om de spanning, stroom en temperatuur van de cellen in real time te bewaken en het laden en ontladen te beheren.

Het thermomanagementsysteem is meestal een vloeistofkoelplaat of een ventilator voor luchtverkoeling. De belangrijkste functie ervan is om te waarborgen dat de accu in de winter kan worden verwarmd en in de zomer niet oververhit raakt, waardoor langdurig gebruik wordt gegarandeerd. Op dit moment zien we talloze steekproefkabelbomen en koelleidingen.

Test vóór verzegelen – isolatie-isolatieweerstand en luchtdichtheid

Vóór het sluiten van het bovenste deksel van de accupack moeten twee 'leven-of-dood-tests' worden uitgevoerd:

Isolatietest bij hoge spanning: er wordt een meervoud van de werkingsspanning aangelegd op de isolatie tussen de behuizing van de accupack en de interne hoogspanningskring om te controleren of er lekstromen optreden.

Luchtdichtheidstest: bij deze test wordt de afgesloten lithiumaccupack gevuld met perslucht om de drukdaling te meten. Om aan de IP67-norm te voldoen, moet het apparaat gedurende een half uur onder water kunnen worden gehouden zonder nat te worden.

Als deze twee tests mislukken, worden ze direct teruggestuurd voor reparatie of vernietigd, zonder ruimte voor onderhandeling.

Offline en digitale traceerbaarheid

Ten slotte moet elke lithiumbatterij verpakking een volledige EOL-test van het gehele pakket doorlopen, inclusief opladen en ontladen, communicatiefunctie (BMS en externe CAN-communicatie), isolatie- en spanningsweerstandstests en andere uitgebreide prestatietests. Alle deze tests moeten met succes zijn afgerond voordat de producten in verkoop mogen worden gebracht.

Hier is het vermeldenswaard: ik zag veel computerschermen in de werkplaats (die foto's met het 'opstartscherm van de computer' die herhaaldelijk verschijnen). In eerste instantie was ik verbaasd, maar later begreep ik het – dat waren eigenlijk de bedieningsterminals van het geautomatiseerde testssysteem, het MES-data-traceerbaarheidssysteem en het lasparameterbewakingssysteem. Elk proces, elke parameter en elk testresultaat wordt in realtime naar de cloud geüpload.

Uiteindelijk genereert elk lithiumbatterijpak een unieke QR-code 'gebourtecertificaat', en door deze te scannen kunt u alle belangrijke gegevens van het pak op de productielijn bekijken.

Samenvatting

Via dit artikel heeft iedereen waarschijnlijk een bepaald inzicht verkregen in het productieproces van lithiumbatterijen vóór verzending. Van de selectie van batterijcellen tot de testfases tijdens het assemblageproces wordt elke stap gevolgd en bewaakt via gegevensregistratie. Dit biedt onze klanten een groot gevoel van zekerheid.