一批21700电池的试生产批次通过了成型和直流绝缘电阻测试,在放大镜下观察,盖焊缝看起来也很干净:焊缝光滑,无变色,无裂纹。然后氦气泄漏检测站检测到四个电池存在泄漏,并且一个撕裂的……
在最后一个箱子拆箱当天签署验收证书感觉效率很高。三个月后,当第一批电极批次仍然无法承受整个卷材的涂层重量时,同样的情况再次发生。
一批21700电池出厂时状态良好。分级时,同一机架位置的三块电池的额定容量比该批次平均容量低3-4%,且其直流内阻比(DCIR)略高于平均水平。
我们采访的一首页材料实验室在第三次尝试时成功制备出了高密度LLZO颗粒,但之后一个月都无法重复。同样的粉末批次,同样的炉子,同样的压制力。区别在于……
一批18650电池通过了成型、分级和直流绝缘电阻(DCIR)检测。三周后,在老化储存期间,部分电池出现重量减轻和外壳轻微膨胀。电解液批次未发生变化。
一首页正极材料供应商向客户发送了一份纽扣电池数据表:首圈效率98%,容量保持率高。客户的回复总是千篇一律——给我们看完整的电池数据。
我们合作的一条软包电池试验生产线持续生产首圈效率尚可接受的批次,但直流放电率(DCIR)差异却不断扩大。电池容量正常,自放电也正常。团队花了两个星期的时间进行测试。
我们认识的一首页材料实验室在订购硫化物固体电解质设备时,首先订购了炉子。他们的理由很合理:合成温度决定了化学反应的温度,而化学反应的温度才是难点所在。
硅碳阳极项目很少会在涂覆机环节停滞。它通常会在三周前停滞,原因可能是预算中没有包含的喷雾干燥机,或是温度曲线未预先设定的化学气相沉积(CVD)炉。
即使焊片焊点在台架上通过了所有拉力测试,也可能在三百次循环后导致电池失效。失效体现在循环测试数据中,而不是焊机本身。而当失效显现时,导引线也已经损坏了。
去年,一位客户向王生提出了一项看似简单的需求:一条棱柱形铝壳装配线,产能为每分钟4个零件,一次合格率高于99%。设备清单如下:
材料团队在两周内测试了 300 个纽扣电池,每一种新配方看起来都很有希望,但第一个中试规模的软包电池却出现了润湿失败、拉片短路或容量只有预期的一半等问题。
软包电池在老化测试中经常会通过成型测试,但随后失效。电压曲线看起来很平滑,容量也处于正常范围内,但一周后,电池就会变软、膨胀或容量读数为零。
试验小组通常会以相同的方式注意到涂料重量的偏差:上午的辊涂重量正常,下午的辊涂重量却轻了2%到3%,这时有人会去操作泵。他们会稍微提高流量。
上个月,一位客户问我们一条0.5 GWh软包电池生产线需要多少台机器。他们在白板上画了个草图:一台涂布机、一台堆叠机、一条焊接线、一台灌装机、一台封口机。
上个季度,一个试点团队向我们发送了新型NMC软包电池设计的成型结果。六十个电池,相同的配方、相同的涂覆工艺、相同的成型箱。首圈效率看起来正常。但容量……
一位客户的试点团队曾购买过一台半自动机器,该机器宣传称其在一个机架上即可完成堆叠和卷绕两种模式。这听起来似乎合情合理——一台设备,两条装配路线,更少的损耗。
我们采访的一个试点团队的绕线机运行了三周才发现问题所在。同一班次生产的电池单元持续未能通过成型直流绝缘电阻(DCIR)检查,而且这些故障集中出现。
大多数试验团队首先确定涂布头的具体规格。他们会比较不同尺寸的狭缝式涂布头,讨论间隙设置,并提前数周订购涂布机,而干燥箱则被视为一个碰巧存在的长盒子。
大多数试验团队将老化阶段视为电池生产线的等待区。编队阶段负责协议调优和关键数据;而老化阶段则是电池在机架上静静放置数日,而编队计划则悄然进行。
大多数电池研发团队都了解两种极端情况:一端是装有纽扣电池的手套箱,另一端是GWh级工厂。介于两者之间的空间——中试规模——才是将优秀的实验室成果转化为实际应用的关键所在。
中国某大学储能实验室去年订购了一条棱柱形中试生产线,目标只有一个:为电网储能合作伙伴验证一款72Ah磷酸铁锂电池的性能。六个月后,他们就获得了可用的软包电池。
即使中试生产线拥有性能优良的涂布机、精确的堆叠装置和稳定的成型配方,仍然可能产生噪声较大的单元格数据,因为干燥室被当作一个建设项目而不是一个工艺流程来对待。
上个月,一位客户给我们打来电话。他们已经进行了两年的软包电池实验,但下一轮融资需要圆柱形电池数据。他们的问题很直接:“我们能否转换我们的数据?”
电池电极涂层缺陷是中试生产线开发过程中最容易造成时间、材料和信心损失的原因之一。本指南解释了最常见的涂层缺陷,以及如何追溯缺陷原因,例如浆料、狭缝模头、卷材处理、干燥或设备设置等,并为研发团队提供可重复的故障排除流程。
一首页中型电池研发中心的实验室经理最近对一种新型NMC811浆料进行了一整天的涂覆试验。平均涂覆量看起来不错——18.5 mg/cm²,完全符合规格。但当……