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電池成組的生產過程叫做電池PACK,電池PACK時可以是單只電池二次加工,也可以是多只電池串聯并聯的電池模組,簡單的PACK將電池和附件組合的一個過程,這種一般絕大多數具備一定知識的都可以操作,專業的PACK廠家還要具備保護板開發(軟件工程師/硬件工程師),電池結構的合理化設計(結構工程師),不同狀態,以及不同環境下的產品模擬可靠性測試(測試實驗室),擁有體系認證的電池PACK生產線,因現有的電池PACK技術絕大多數是通過焊接將電芯鏈接在一起,這也導致電池問題的檢修變得復雜化,另外電池在批量PACK時可能會面臨很多棘手的問題,為保證批量產品的可靠性,優良的電池PACK工藝,以及成品測試是必不可少的。
電池PACK所包含的物料
PACK包括電池組、匯流排、軟連接、保護板、外包裝、輸出(包括連接器),青稞紙、塑膠支架等輔助材料這幾項共同組成PACK。
鋰電池PACK的特點
①要求原材料電池具有高度的一致性(容量、內阻、電壓、放電曲線、壽命)。
②通常情況下PACK電池組的壽命會低于單體電池。
③因適用產品不同,所以需在限定的條件下使用。
④鋰電池組PACK成型后必須加以保護,對其進行充電均衡、溫度、電壓及過流監測。
⑤必須達到設計需要的電壓、容量要求。
PACK的方法
①串并組成:
通過電池的首尾相連,A電池的正極鏈接B電池的負極,由A電池的負極和B電池的正極負責輸出叫做電池組串聯,此時電壓為單體電池的N倍(N的值等于有多少單體電池相串),例如:當帶單體電池電壓為3.6V,當A電池和B電池串聯時,此時為 2 塊電池串聯使用,電壓即等于 3.6V x 2 =7.2V ,如果有 10 塊電池相互串聯,電壓即等于 3.6V x 10 = 36V,以此類推。
當A電池和B電池正極和正極相連,負極與負極相鏈時,由 2 塊電池同時輸出的形態 叫做并聯,并聯時電池電壓不變,但是容量遞增,算法同電壓的計算方式一樣,為了達到設計的電壓和容量,可能需要多個電池的串聯加并聯的方式PACK電池組。
②電芯要求:
根據電池組設計的要求選定合適的電芯(根據電池組設計的放電和容量要求),一個批次的A品電池是最佳的選擇,這類電池的一致性較高,容量和內阻通常誤差都是1‰左右,再通過設備的二次篩選,將數值接近的電芯一起準備,可以降低PACK時電池組的異常問題。
③PACK的工藝:
通過激光焊接或超聲波焊接或脈沖焊接,這是常用的焊接方法,優點是可靠性較好,但不易更換。二是通過彈性金屬片接觸,優點是不需焊接,電池更換容易,缺點是可能導致接觸不良。
匯流排軟連接的組裝
PACK過程中會用到諸如鎳片、銅鋁復合匯流排、銅匯流排、總正總負匯流排、鋁匯流排,也用到銅軟連接、鋁軟連接、銅箔軟連接。匯流排和軟連接的加工質量需要從這幾方面去評估.
①材料材質是否復合要求,匯流排材質不達標將會增加電阻率,尤其需要確認是否復合ROHS相關要求。
②關鍵尺寸加工是否到位。關鍵尺寸的超差有可能會在裝配過程中導致高壓器件之間的安全距離不夠,并造成嚴重的安全隱患。
③軟連接的硬區的結合力以及軟區的應力吸收狀況。
④實際加工的軟連接及匯流排的過流能力是否達到設計標準,絕緣的熱塑套管部位是否存在破損的情況。
現在的工業技術已達到一定的高度,鋰電池PACK工藝并不復雜,如何能快速生產,并且保證成品的品質一直都有鋰電池PACK廠家在不斷探索,未來,鋰電池能否滿足人們對便攜式設備的要求,不單是鋰電池本身的技術進步,也取決于電池PACK工藝的提高。根據行業趨勢觀察,鋰電池也會向著大單體,或者更高放電平臺發展。
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