Silindirik Batarya Hücrelerinin Köpükle Kapsüllenmesi

Bir bataryanın temel amaçlarından biri, olabildiğince küçük bir alana olabildiğince fazla güç sığdırmaktır. Bu kulağa basit gelir, ancak güç yoğunluğu arttıkça yeni zorluklar ortaya çıkar. Bir bataryanın yoğunluğu ne kadar artarsa, daha küçük bir alanda, özellikle bir arıza durumunda, daha fazla ısı üretilir.

Tüm arıza koşullarında güvenli durumunu muhafaza eden yüksek performanslı bir batarya modülü tasarlamak, termal yönetim bakımından dikkatli olmayı gerektirir. Termal yönetim bakımından iyi olan uygulamalarına ek olarak, batarya mühendisleri daha da iyi koruma sağlamak için ara yer kapsülleme yöntemleri kullanır.

Modül montajı sürecindeki bu zorluğun üstesinden gelmek için silikon, silikon köpük, epoksi, epoksi köpük ve poliüretan köpük gibi iki komponentli malzemeler karıştırılır ve hücreler arasındaki mekansal boşlukları doldurmak için modüle dağıtılır. Hücrelerin bu özel malzemelerle kapsüllenmesi, ısıl sürüklenmeyi ve ısıl yayılmayı önleyebilir ve normal kullanım koşulları altında mekanik şok ve titreşimi azaltabilir. Bu geliştirmeler sayesinde güvenlik, mekanik kararlılık ve uzun vadeli pil performansında iyileştirmeler sağlanır.

Bir hücre hızla bozunduğunda veya batarya paketine nüfuz etme potansiyeline sahip nesnenin yolda oluşu gibi tehlikeli yol koşullarına maruz kaldığında, ısıl sürüklenme riski oluşur. Modül tasarım da bu riski etkiler; hücreler ne kadar yakınsa, ısıl sürüklenmenin diğer hücrelere yayılma olasılığı o kadar yüksektir. Isıl olaylar hücreden hücreye hızla yayılabilir ve felaketle sonuçlanan arızalara neden olabilir, bu da elektrikli bir aracın sürücüsü ve yolcuları için tehlikeli bir durum oluşturur.

Elektrikli bir aracın normal çalıştırılması sırasında batarya modülü, harici şoklar ve titreşimler gibi zorlu yol ve çevre koşullarına maruz kalır. Bu darbeler ve titreşimler, batarya bileşenlerinin deforme olma veya hasar görme olasılığını artıran mekanik gerilime neden olur. Nihayetinde, azaltılmayan mekanik şok ve titreşimler, modülün güvenilirliğini, uzun ömürlülüğünü ve güvenliğini olumsuz etkiler.

Lityum iyon bataryalar, ağırlıklı olarak şarj döngüleri sırasında çıkan gazdan dolayı zamanla şişme eğilimindedir. Her bir hücrede gerçekleşen doğrusal olmayan tipik yıpranma, her bir hücre arasında, performansı düşüren ve mekanik arızaya neden olabilecek istenmeyen mekanik etkileşimlere neden olabilir. Bir silindir şişerken, bitişik hücreler üzerinde istenmeyen basınç oluşturarak sonuçta bataryanın uzun ömürlülüğünü etkileyebilir.

Kapsülleme köpüğü, ısıl yayılmayı önlediği ve paketin her bir hücresini mekanik olarak sabitlediği için yukarıda bahsedilen zorluklara karşı koymak açısından kritik öneme sahiptir. Ancak, malzemenin işlenmesi ve uygulanması başka endişeler yaratabilir. İki komponentli malzemelerin yetersiz oranda ve/veya uygun olmayan şekilde karıştırılması, homojen olmayan köpük oluşumuna neden olarak performansı olumsuz etkileyebilir. Akışkan tedariki ayrıca malzeme hacminde yetersizliğe veya fazlalığa yol açarak ürün kaybına neden olabilir.

Her bir Lityum-iyon batarya tasarımı benzersiz özelliklere ve gereksinimlere sahiptir ve Graco olarak her farklı model için bir dağıtım çözümü bulmaya gayret ediyoruz. Modüle doğru miktarda malzeme dağıtmak için uygun debiler belirleyebilir ve enjeksiyon noktaları dağıtımı yapabiliriz. Ayrıca, üretim verimliliğini artırmak için köpüğün batarya modülüne güvenilir bir şekilde ve tekrar tekrar dağıtımını sağlayan kesintisiz bir akışla homojen bir malzeme karışımı elde edebiliriz.