فرسان الأمان الثلاثة في غطاء بطارية مربع من الألومنيوم: OSD، والصمام، وصمام مقاوم للانفجار-

مع التقدم المستمر في تكنولوجيا بطاريات الطاقة، أصبحت البطاريات المنشورية المصنوعة من الألومنيوم-الحل السائد في مركبات الطاقة الجديدة وأنظمة تخزين الطاقة نظرًا لبنيتها المستقرة، وتبديد الحرارة الممتاز، وكثافة الطاقة العالية. ومن بين هذه المكونات، يلعب هيكل الأمان الموجود أعلى خلية البطارية دورًا وقائيًا حاسمًا. عادة، مجموعة الغطاء العلوي للبطارية لا توفر فقط الختم، التوصيل الكهربائي، والدعم الهيكلي، ولكن أيضًا تدمج أجهزة حماية السلامة المتعددة، وتشكل نظام حماية السلامة الكامل. غالبًا ما يشار إلى هذا التجميع في الصناعة على أنه مجموعة غطاء أمان للبطارية من الألومنيوم أو لوحة غطاء بطارية الطاقة، وهدف تصميمها هو الاستجابة السريعة لظروف البطارية غير الطبيعية، وبالتالي منع الانفلات الحراري وحوادث السلامة الأكثر خطورة.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

في هيكل خلية البطارية المنشورية، تتكون مجموعة الغطاء العلوي عادةً من عدة مكونات رئيسية، بما في ذلك أجهزة الحماية من الشحن الزائد، وهياكل الصمامات، وآليات تخفيف الضغط. يتم تركيب هذه الهياكل داخل الغطاء العلوي لبطارية الليثيوم أو غطاء بطارية الليثيوم المنشوري، لتشكل مجموعة متكاملة من خلال تقنيات التصنيع واللحام الدقيقة. عندما تتعطل البطارية أثناء التشغيل، مثل الشحن الزائد أو التيار الزائد أو زيادة درجة الحرارة الداخلية، يتم تنشيط أجهزة الأمان هذه بشكل تسلسلي وفقًا لتسلسل تشغيل محدد مسبقًا، مما يشكل آلية حماية متعددة-المستويات. إن تصميم الأمان التقدمي ذو الطبقات هذا هو الذي يجعل ألواح غطاء بطارية أيون الليثيوم- تلعب دورًا مركزيًا في نظام أمان بطاريات الطاقة.

 

فيما يتعلق بالحماية من الشحن الزائد، فإن الهيكل الشائع في الأغطية العلوية للبطارية هو جهاز الحماية الميكانيكي من الشحن الزائد (OSD). يقع هذا الجهاز عادةً بالقرب من البنية الداخلية الموصلة للبطارية ويتم الضغط عليه-من خلال هيكل معدني مصمم بدقة. عندما تتعرض البطارية لظروف شحن غير طبيعية تتسبب في زيادة الضغط الداخلي، يتشوه نظام العرض على الشاشة (OSD) أو يتقلب ضمن نطاق ضغط معين، مما يؤدي إلى تغيير حالة الدائرة الداخلية. وظيفتها تشبه مفتاح الزناد الميكانيكي، حيث تستجيب بسرعة في المراحل الأولية للضغط غير الطبيعي. يتم عادةً دمج هذه الهياكل في مظلة بطارية الليثيوم المنشورية أو الغطاء العلوي لخلايا البطارية المنشورية، ويتم تصنيعها باستخدام عمليات الختم واللحام الدقيقة لضمان تلبية ضغط الزناد والموثوقية التشغيلية لمعايير السلامة.

 

بعد تشغيل OSD، قد يتم إنشاء تيار كبير على الفور داخل البطارية. في هذه المرحلة، يلعب هيكل المصهر دورًا حاسمًا. يستخدم المصهر عادةً تصميم موصل ذو عنق ضيق-، قادر على الذوبان بسرعة في ظل ظروف تيار محددة، وبالتالي قطع الدائرة ومنع نقل المزيد من الطاقة. يعمل هذا الهيكل بمثابة "صمام تيار" في بطارية الطاقة، وهو قادر على توفير الحماية خلال أجزاء من الثانية. يتم دمج المصهر عادةً مع البنية الموصلة، مثل تشكيل -نقطة انصهار محددة مسبقًا في اللوحة ثنائية القطب ثنائية المعدن من النحاس والألومنيوم أو مجموعة التوصيل، مما يسمح بانقطاع الدائرة بسرعة في حالة وجود تيار غير طبيعي، مما يمنع حدوث دوائر قصيرة داخلية مستمرة.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

إلى جانب الشحن الزائد والحماية الحالية، يجب أن تمتلك بطاريات الطاقة أيضًا آليات أمان لتحمل الضغوط الشديدة. عندما تواجه البطارية ماس كهربائي داخلي أو تولد غازًا بشكل مستمر تحت درجات حرارة عالية، يمكن أن يرتفع الضغط الداخلي بسرعة. وفي هذه الحالة يصبح صمام التنفيس الموجود في الغطاء العلوي هو خط الدفاع الأخير. يستخدم صمام التنفيس عادةً تصميمًا مسننًا أو رقيقًا-لإنشاء منطقة تمزق محددة مسبقًا-. عندما يصل الضغط الداخلي إلى قيمة حرجة، يفتح جسم الصمام بدقة على طول المسنن، ويطلق الغاز ويقلل الضغط الداخلي. عادةً ما يتم دمج هذا الهيكل في غطاء البطارية المصنوع من الألومنيوم أو ملحق بطارية الليثيوم المنشورية، ويجب أن يضمن تصميمه إطلاق الضغط بشكل دقيق دون الإضرار بهيكل البطارية الإجمالي.

 

باختصار، يشكل OSD والمصهر وصمام التهوية نظام حماية أمان متعدد{0}}للغطاء العلوي لبطارية الطاقة. في سيناريو الشحن الزائد النموذجي، يرتفع الضغط الداخلي للبطارية أولاً إلى قيمة محددة، مما يؤدي إلى قيام جهاز OSD بتغيير حالة الدائرة. يؤدي التيار العالي الفوري الناتج إلى انفجار المصهر، وبالتالي قطع الدائرة وإنهاء الحالة غير الطبيعية. إذا استمر الضغط في الارتفاع في الحالات القصوى، فسيقوم الصمام المضاد للانفجار-بتنشيط آلية تخفيف الضغط. من خلال طريقة الحماية المنسقة هذه المتمثلة في "التشغيل الميكانيكي-قطع التيار-إيقاف-تحرير الضغط،" يمكن أن توفر ألواح غطاء بطارية الطاقة وألواح غطاء بطارية أيون الليثيوم- حماية فعالة في مراحل المخاطر المختلفة.

 

بالإضافة إلى التصميم الهيكلي للسلامة، فإن عملية تصنيع البطاريات ذات الغلاف المربع المصنوع من الألومنيوم-لها أيضًا تأثير حاسم على السلامة. من إعداد المواد إلى تجميع الخلايا، تتطلب كل مرحلة إنتاج رقابة صارمة على العملية. أولاً، في مرحلة تصنيع القطب الكهربائي، يتم تشكيل صفائح القطب الموجب والسالب من خلال عمليات مثل خلط الملاط والطلاء والدحرجة والقطع. تحتوي هذه العملية على متطلبات عالية للغاية لتوحيد الطلاء واتساق السُمك والتحكم في الأزيز، لأن جودة صفائح الأقطاب الكهربائية تحدد بشكل مباشر اتساق الخلية وسلامتها. بعد ذلك، في مرحلة تجميع الخلية، يتم دمج صفائح الأقطاب الكهربائية والفاصل في بنية الخلية من خلال تقنية اللف أو التراص، ويتم تحقيق التوصيلات الموصلة من خلال تقنية اللحام.

 

بعد اكتمال الهيكل الأولي لخلية البطارية، يتم تغليفها بغلاف من الألومنيوم وإغلاقها بغطاء علوي. عادةً ما تكون مجموعة الغطاء العلوي ملحومة بالليزر-بالغلاف لتكوين بنية محكمة الغلق، مما يضمن إحكام الغلق الداخلي للخلية واستقرارها الهيكلي. تعد جودة اللحام بين غطاء صندوق البطارية المصنوع من الألومنيوم وغلاف الخلية أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص في هذه المرحلة، حيث إن عيوب اللحام البسيطة يمكن أن تؤثر على السلامة التشغيلية للبطارية على المدى الطويل-.

 

بعد التغليف الهيكلي، تخضع الخلية لحقن الإلكتروليت وختمها. يجب التحكم بدقة في كمية الإلكتروليت المحقون لضمان تفاعلات كهروكيميائية مستقرة. بعد الحقن، يتم إغلاق الخلية باستخدام دبابيس الختم أو اللحام، مما يشكل بنية خلية كاملة. تدخل الخلية بعد ذلك في مراحل التكوين واختبار السعة، حيث يتم تشكيل فيلم SEI مستقر أثناء عملية الشحن والتفريغ الأولى، ويتم فحص جودة المنتج من خلال اختبار السعة، واختبار العزل، والفحص البصري. تستخدم بعض الشركات المصنعة للبطاريات المتطورة- أيضًا رموز QR أو أنظمة البيانات لتتبع العملية بالكامل-لضمان إمكانية التحكم في تصنيع الخلايا.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

من خلال الجمع بين هيكل الغطاء العلوي الآمن وعمليات التصنيع الصارمة، تشكل بطارية الطاقة المربعة نظام أمان كامل. بدءًا من منطق تشغيل أجهزة السلامة ووصولاً إلى التحكم الدقيق في إنتاج الخلايا، تعكس كل خطوة التقدم في تكنولوجيا هندسة بطاريات الطاقة. وعلى خلفية التطور السريع لمركبات الطاقة الجديدة وأنظمة تخزين الطاقة، يوفر تصميم الأمان متعدد الطبقات -هذا حماية بالغة الأهمية للتشغيل المستقر للبطاريات.

 

في مجال تصنيع هيكل بطارية الطاقة، تعد مكونات الغطاء العلوي عالية الجودة- أمرًا بالغ الأهمية لسلامة البطارية وأدائها. تركز شركتنا على البحث والتطوير وتصنيع المكونات الهيكلية لبطارية الطاقة، مع المنتجات التي تغطي ألواح غطاء الألومنيوم للبطاريات، وأغطية بطاريات الليثيوم المنشورية، والأغطية العلوية لخلايا البطارية المنشورية، ومجموعات أغطية الأمان LFP، وما يتصل بذلك.لوحة غطاء البطاريةالمكونات الهيكلية. من خلال الختم الدقيق واللحام بالليزر والتقنيات المركبة من مواد متعددة، يمكننا توفير حلول موثوقة لمجموعة أغطية أمان الألومنيوم للبطارية لمركبات الطاقة الجديدة وأنظمة تخزين الطاقة، مما يلبي المتطلبات الصارمة لبطاريات الطاقة للسلامة الهيكلية، وأداء الختم، والاستقرار على المدى الطويل-.