Kev Xaiv Cov Qauv Roj Teeb Rau Cov Xwm Txheej Them Nqi Siab Thiab Kev Tawm Tawm: Stacking lossis Winding?

Tau tsim muaj xyoo 2002, tshwj xeeb hauv kev tsim khoom siv sib txuas lus thiab kev sib koom ua ke khaws cia hluav taws xob, thiab yog tus khub koom tes ntseeg siab ntawm plaub lub tuam txhab loj hauv Suav teb.

Thaum lub kaw lus khaws cia lub zog yuav tsum xa cov zis hluav taws xob siab, teb rau theem millisecond, thiab ua haujlwm ruaj khov mus sij hawm ntev, kev tsim qauv roj teeb tsis yog qhov teeb meem ntawm cov txheej txheem tsim khoom xwb. Hloov chaw, nws dhau los ua qhov tseem ceeb ntawm lub kaw lus uas txiav txim siab kev tswj hwm sab hauv, kev tswj hwm thermal zoo, thiab lub neej voj voog. Tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv cov xwm txheej them / tso tawm ntawm 3C–10C thiab siab dua, cov qauv sab hauv ntawm lub cell cuam tshuam ncaj qha rau kev faib tawm ntawm kev tiv thaiv, electrochemical polarization, txoj kev sib kis cua sov, thiab kev tswj kev ntxhov siab ntawm lub tshuab.

Rau cov engineers koom nrog kev xaiv lub zog cia khoom, nkag siab txog qhov sib txawv tseem ceeb ntawm stacked lithium roj teeb thiab cov hlwb raug mob nyob rau hauv cov xwm txheej ua haujlwm siab yog qhov tseem ceeb rau kev ua tiav kev tsim qauv txhim khu kev qha.

Tsab xov xwm no tshuaj xyuas qhov kev ua tau zoo ntawm ntau yam sib txawv cov qauv roj teeb nyob rau hauv cov ntawv thov siab los ntawm ntau qhov kev xav, suav nrog txoj kev tam sim no, electrochemical impedance, thermodynamic tus cwj pwm, kev ntxhov siab ntawm cov qauv, thiab kev sib koom ua ke ntawm lub kaw lus. Nws kuj tshawb nrhiav lawv cov txiaj ntsig engineering hauv kev tsim khoom khaws cia lub zog hauv ntiaj teb tiag.

1. Cov Txheej Txheem Sib Txuas Hluav Taws Xob-Cov Qauv Hauv Qab Cov Xwm Txheej Siab

Nyob rau hauv cov xwm txheej qis (≤1C), qhov poob hluav taws xob ntawm lub roj teeb feem ntau yog los ntawm qhov tsis kam ntawm cov ntaub ntawv thiab qhov tsis kam thauj ionic ntawm cov electrolyte, thaum qhov cuam tshuam ntawm qhov sib txawv ntawm cov qauv yog tsawg.
Txawm li cas los xij, thaum tus nqi tshaj qhov tau teev tseg 3C, ohmic tsis kam (Rₒ), kev tiv thaiv kev them-hloov pauv (Rct), thiab qhov concentration polarization nce sai sai, thiab qhov teeb meem ntawm kev faib tawm tam sim no tsis sib xws hauv lub cell pib tshwm sim.

Qhov hluav taws xob kawg ntawm lub roj teeb tuaj yeem qhia tau tias:

qhov twg Rₒ muaj feem cuam tshuam nrog qhov ntev ntawm txoj kev tam sim no hauv lub electrode current collector.

Hauv cov qauv uas muaj qhov txhab, cov hluav taws xob raug xa mus raws li qhov ntev ntawm daim ntawv electrode, ua rau muaj txoj kev thauj mus los ntawm cov hluav taws xob ntev. Qhov sib txawv, cov qauv uas muaj ntau daim ntawv txuas ua ke siv ntau daim ntawv txuas ua ke los faib cov hluav taws xob, cia nws hla dhau cov electrodes hauv qhov kev taw qhia tuab, ua rau qhov kev thauj mus los ntawm cov hluav taws xob luv dua. Hauv qab kev tso tawm ntawm lub zog siab, qhov sib txawv ntawm txoj kev tam sim no yog qhov cuam tshuam ncaj qha rau hauv qhov poob hluav taws xob thiab qhov kub ntawm lub zog.

Kev ntsuam xyuas engineering feem ntau qhia tau tias thaum tus nqi tso tawm nce ntxiv los ntawm 1C rau 5C,
qhov kub nce siab ntawm cov hlwb qhov txhab muaj qhov nqes hav ntxhab dua li ntawm cov hlwb sib dhos, qhia txog a
qhov concentration ntawm qhov ceev tam sim no sab hauv ntau dua. Qhov kev cuam tshuam ntawm qhov concentration no tsis yog tsuas yog cuam tshuam rau tam sim ntawd xwb
kev ua haujlwm zoo, tab sis kuj ua rau SEI zaj duab xis puas tsuaj sai dua, yog li ntawd txo lub neej voj voog.

2. Cov Yam Ntxim Saib Xyuas thiab Cov Kev Txwv Siab ntawm Cov Qauv Qhov Mob

Cov txheej txheem winding yog txoj kev siv tshuab laus tshaj plaws hauv kev lag luam roj teeb lithium thiab nws tshwj xeeb tshaj yog rau cov hlwb cylindrical thiab qee cov hlwb prismatic. Nws cov yam ntxwv tseem ceeb yog tias cathode, separator, thiab anode raug txuas ntxiv mus rau hauv qhov sib lawv liag ntawm cathode-separator-anode-separator los tsim ib qho qauv jelly-yob.

Tus qauv tsim no muaj ntau yam zoo, suav nrog kev tsim khoom zoo, cov khoom siv laus, tus nqi tswj tau, thiab kev sib xws zoo.

Txawm li cas los xij, nyob rau hauv kev siv ceev ceev, cov qauv qhov txhab ntsib ntau qhov kev txwv ntawm lub cev uas nyuaj rau zam.

Ua ntej, cov qauv tsim ib daim tab lossis cov qauv tsim txwv tuaj yeem ua rau muaj qhov hluav taws xob ntau dhau. Thaum qhov hluav taws xob siab dhau los ntawm lub cell, qhov hluav taws xob feem ntau ntws los ntawm thaj chaw ze ntawm cov tabs, tsim cov chaw kub hauv zos.

Qhov thib ob, qhov muaj ib tug central hollow core txo qhov kev siv volumetric, txwv qhov chaw rau kev txhim kho ntxiv hauv lub zog ceev.

Qhov thib peb, qhov khoov ntawm cov ntawv electrode thaum lub sijhawm winding qhia txog kev ntxhov siab ntawm cov khoom siv seem, uas ua rau cov khoom siv nquag poob ntau dua thaum lub sijhawm voj voog siab heev.

Txawm hais tias ntau lub tab winding thiab pre-bending technologies tuaj yeem txo qee qhov teeb meem no, cov qauv tseem ceeb tseem ua rau muaj kev thauj mus los ntawm hluav taws xob ntev thiab ua rau nws nyuaj rau txo qhov tsis kam sab hauv. Yog li ntawd, hauv cov ntawv thov uas kev ua tau zoo yog lub hom phiaj tseem ceeb, cov qauv qhov txhab maj mam muab txoj hauv kev rau cov qauv sib dhos.

3. Cov Kev Zoo ntawm Cov Qauv thiab Lub Hauv Paus ntawm Cov Roj Teeb Lithium Uas Muab Sib Sau Ua Ke

Stacked lithium roj teeb raug tsim los ntawm kev txheej cathodes, separators, thiab anodes ib qho los ntawm ib qho. Lawv cov txiaj ntsig tseem ceeb nyob rau hauv txoj kev tam sim no zoo tshaj plaws thiab kev faib tawm ntawm kev ntxhov siab ntau dua.

Ua ntej, los ntawm qhov kev xav ntawm kev faib tawm tam sim no, cov qauv sib dhos feem ntau siv ntau lub tabs sib txuas ua ke, ua kom muaj kev faib hluav taws xob sib npaug ntau dua thoob plaws lub dav hlau electrode. Hluav taws xob hla dhau cov txheej electrode hauv qhov kev taw qhia tuab, ua rau txoj kev luv dua thiab yog li txo qhov tsis kam ohmic. Hauv cov xwm txheej tso tawm saum toj no 5C, qhov kev txhim kho ntawm qhov poob hluav taws xob tau pom tseeb tshwj xeeb.

Qhov thib ob, hais txog kev tswj hwm thermal, qhov kev teeb tsa ntawm cov qauv sib dhos ua rau muaj cua sov kom sib npaug ntau dua, thaum tseem tshem tawm thaj chaw kub uas tshwm sim los ntawm lub hauv paus hollow hauv cov hlwb qhov txhab. Qhov kev faib tawm thermal sib npaug ntau dua no txo ​​qhov kev pheej hmoo ntawm kev kub dhau hauv zos thiab muab lub hauv paus thermal zoo dua rau kev tsim cov kua txias lossis cua txias.

Qhov thib peb, hais txog kev ruaj khov ntawm cov khoom siv, cov qauv sib dhos ua ke tiv thaiv kev khoov ntawm electrode thiab muab kev faib tawm ntawm kev ntxhov siab ntau dua.
Thaum lub sijhawm ua haujlwm siab, qhov zaus ntawm kev nthuav dav thiab kev sib cog lus ntawm electrode nce ntxiv. Tus qauv tsim uas tau teeb tsa tuaj yeem txo qhov kev pheej hmoo ntawm kev sib cais deformation thiab micro-luv circuits los ntawm kev ntxhov siab concentration. Cov ntaub ntawv sim qhia tau tias, nyob rau hauv tib lub kaw lus khoom siv, cov hlwb sib dhos feem ntau qhia txog a tus nqi khaws cia muaj peev xwm ntau dua 10% siab dua dua li cov hlwb qhov txhab hauv kev sim voj voog siab.

4. Qhov Tseem Ceeb ntawm Lub Zog Ceev thiab Kev Siv Qhov Chaw hauv Qib System

Hauv kev tsim lub tshuab cia hluav taws xob, qhov ceev ntawm lub zog tsis yog tsuas yog cuam tshuam rau cov yam ntxwv ntawm ib lub cell xwb, tab sis kuj tseem cuam tshuam rau tag nrho kev tsim lub txee thiab kev lag luam ntawm qhov project. Lub hauv paus hollow ntawm cov hlwb qhov txhab yuav txo qhov kev siv volumetric, thaum cov qauv stacked txhim kho qhov chaw-filling efficiency los ntawm kev tiaj tus-txheej stacking.

Ob qho kev xav thiab kev siv ua haujlwm qhia tau hais tias cov qauv sib dhos ua ke tuaj yeem ua tiav kwv yees li 5% –10% siab dua volumetric zog ceev.

Rau cov tshuab khaws cia hluav taws xob rau kev lag luam thiab kev lag luam, qhov kev txhim kho no txhais tau tias:

• Siab dua kWh/m³
• Tsim cov txee cia khoom me me dua
• Cov kev xav tau tsawg dua ntawm chav siv khoom
• Cov qauv kev thauj mus los thiab kev teeb tsa zoo dua

Thaum lub kaw lus ntsuas mus txog qhov loj ntawm lub kaw lus Qib MWh, qhov kev txhim kho hauv kev siv qhov chaw los ntawm qhov sib txawv ntawm cov qauv tuaj yeem hloov pauv mus rau hauv cov txiaj ntsig zoo ntawm kev siv nyiaj engineering.

5. Cov Kev Sib Tw Txuj Ci ntawm Cov Txheej Txheem Stacking thiab Cov Qauv Kev Lag Luam

Cov txheej txheem stacking xav tau cov khoom siv precision siab, muaj lub sijhawm tsim khoom qeeb dua li winding, thiab cuam tshuam nrog kev nqis peev khoom siv pib siab dua. Txawm li cas los xij, nrog rau kev loj hlob ntawm cov tshuab stacking ceev ceev, cov tshuab sib dhos pom kev, thiab cov khoom siv txiav thiab stacking sib xyaw ua ke, nws qhov kev ua haujlwm tau zoo dua qub. Qee cov khoom siv siab heev twb tau coj qhov kev ua haujlwm stacking ze rau ntawm cov txheej txheem winding.

Tsis tas li ntawd xwb, qhov tshwm sim ntawm kev siv tshuab hluav taws xob qhuav thiab Cov thev naus laus zis sib xyaw ua ke ntawm cov cua thiab cov khoom siv cua ua rau cov qauv sib dhos ua ke kom tswj tau qhov zoo ntawm kev ua tau zoo thaum maj mam txo qhov sib txawv ntawm tus nqi.

Kev sib tw yav tom ntej yuav tsis yog tsuas yog teeb meem ntawm kev sib dhos thiab kev sib txuas, tab sis yog kev tshawb nrhiav qhov sib npaug zoo tshaj plaws ntawm kev ua haujlwm zoo thiab kev ua tau zoo.

6. Txij li Cov Qauv Cell mus rau Kev Sib Koom Tes Engineering Qib System

Hauv cov ntawv thov khaws cia lub zog, kev xaiv cov qauv ntawm lub cell yuav tsum tau txiav txim siab ua ke nrog kev tsim qauv ntawm lub kaw lus.

Cov hlwb uas tsis tshua muaj zog ua haujlwm tau zoo dua hauv cov xwm txheej nthuav dav sib luag, muab qhov sib xws ntawm lub zog hluav taws xob zoo dua thiab ua rau BMS yooj yim dua los ua haujlwm Kev kwv yees SOC thiab kev tswj hwm kev sib npaugTib lub sijhawm, lawv cov yam ntxwv ntawm kev faib tawm thermal zoo dua rau qhov kev xav tau them sai / tso tawm ntawm cov tshuab inverter siab.

Hauv peb txoj kev tsim qauv modular energy storage system, peb siv lub Cov roj teeb lithium-ion uas sib dhos tau uas muab cov qauv cell ua haujlwm siab nrog BMS ntse kom ua tiav kev nthuav dav peev xwm thiab cov zis siab ruaj khov. Lub kaw lus txhawb nqa kev them ceev thiab kev tso tawm, muaj lub neej ntev thiab kev saib xyuas tsawg, thiab tsim nyog rau Kev khaws cia hluav taws xob rau kev lag luam thiab kev lag luam, kev sib koom ua ke ntawm PV, thiab kev siv hluav taws xob thaub qab siab.

Tus qauv tsim modular tsis yog tsuas yog txo qhov kev nyuaj siab rau kev nqis peev ua ntej xwb, tab sis kuj ua rau kev nthuav dav peev xwm yav tom ntej yooj yim dua.

7. Kev Txiav Txim Siab Txog Kev Tsim Kho rau Kev Xaiv Cov Qauv

Hauv kev xyaum ua haujlwm engineering, kev xaiv cov qauv yuav tsum tau soj ntsuam kom zoo raws li cov qhov ntev hauv qab no:

• Yog tias daim ntawv thov yog qhov tseem ceeb tus nqi qis thiab tsis tas yuav siv nyiaj ntau, cov qauv qhov txhab muaj qhov zoo ntawm kev loj hlob thiab kev siv nyiaj tsawg.
• Yog tias lub system xav tau cov pulses siab tam sim no, lub peev xwm them / tawm sai, lossis lub neej voj voog ntev, cov qauv sib dhos ua ke muaj cov txiaj ntsig zoo dua.
• Yog tias qhov project ua raws li qhov yuav tsum tau ua lub zog ceev ceev thiab kev tsim qauv me dua, cov qauv sib dhos zoo dua li ntawm kev siv qhov chaw thiab kev tswj hwm thermal.

Lub ntsiab lus ntawm cov ntawv thov siab yog qhov tseem ceeb ntawm lub zog dua li qhov tseem ceeb ntawm lub peev xwm.
Thaum lub hom phiaj ntawm lub kaw lus hloov ntawm kev khaws cia lub zog yooj yim mus rau kev txhawb nqa lub zog thiab kev teb rov qab, qhov kev xaiv ntawm qauv roj teeb yuav tsum txav mus rau qhov tsis kam sab hauv qis dua thiab kev sib npaug siab dua.

Cov Qauv Yog Kev Sib Tw Hauv Lub Caij Nyoog Siab

Nrog nws Txoj kev tam sim no luv dua, kev faib tawm thermal ntau dua, thiab kev ruaj khov zoo dua, lub stacked lithium roj teeb tab tom raug saws siv ntau dua thiab dav dua hauv cov ntawv thov siab.

Rau cov tuam txhab uas npaj cov txheej txheem khaws cia hluav taws xob lossis hloov kho lawv cov khoom, kev xaiv cov qauv roj teeb zoo tsis yog tsuas yog teeb meem kev siv tshuab xwb, tab sis kuj yog qhov teeb meem ntawm kev ntseeg siab mus sij hawm ntev thiab kev rov qab los ntawm kev nqis peev.