1. Kese Hücresinin Tanıtımı ve Beklentileri

Kese hücreleri esasen ambalaj malzemesi olarak alüminyum plastik film kullanan hücrelerdir. Genel olarak konuşursak, lityum iyon pillerin ambalajı iki kategoriye ayrılabilir: yumuşak paket hücreleri ve metal kabuk hücreleri. Metal kabuk hücreleri çelik kabuklar ve alüminyum kabukların yanı sıra silindirik ve kare tipleri içerir.

Polimer piller, özel paketleme malzemeleri ve yapısal tasarımları nedeniyle çeşitli pil türleri arasında öne çıkar. Güvenlik açısından, alüminyum plastik filmin paketlenmesi doğal güvenlik garantileri sağlar. Güvenlik tehlikeleri oluştuğunda, kese hücreleri şişerek ve çatlayarak basıncı nazikçe serbest bırakma eğilimindedir; bu, çelik kabuklu ve alüminyum kabuklu pillerin neden olabileceği patlama riskleriyle keskin bir tezat oluşturur. Ağırlık açısından, yumuşak paket piller mükemmel hafiflik özelliklerine sahiptir. Aynı kapasitedeki çelik kabuklu lityum iyon pillerle karşılaştırıldığında, ağırlıkları %40 oranında azaltılabilir; alüminyum kabuklu lityum iyon pillerle karşılaştırıldığında, %20 ağırlık azaltımı sağlayabilirler. Bu, ağırlığın kritik bir faktör olduğu uygulamalarda onları oldukça rekabetçi hale getirir.

Elektriksel performans açısından, kese hücrelerinin iç direnci sıradan lityum iyon pillerinkinden önemli ölçüde daha düşüktür. Bu düşük iç direnç özelliği, pilin kendi kendine deşarjını etkili bir şekilde azaltır ve enerji kullanım verimliliğinin iyileştirilmesine yardımcı olur. Döngü ömrü performansı açısından, kese hücreleri de övgüye değerdir. 100 döngüden sonra, pilin kapasite bozulması alüminyum kabuklu pillerinkinden %4-%7 daha azdır, bu da daha dayanıklı ve istikrarlı güç desteği sağlayabileceği anlamına gelir. Dahası, kese hücreleri tasarımda son derece yüksek esnekliğe sahiptir. Geleneksel pillerin şekil sınırlamalarını aşarlar ve aşırı inceliğe bile ulaşarak herhangi bir şekle özelleştirilebilirler, müşterilerin farklı hücre modelleri için çeşitli ihtiyaçlarını karşılarlar ve ürün inovasyonu için daha fazla olasılık sağlarlar.

Yumuşak paket güç pilleri alanında pazar payının %50'sinden fazlasını oluşturmaktadır. İstatistiklere göre, 2023 yılında yumuşak paket güç pillerinin küresel pazar payı %42'ye ulaşarak %6 puanlık bir artış göstermiştir. Enerji depolama alanında, esnek tasarımları ve yüksek çevrim ömrü özellikleriyle kese hücreleri, dağıtılmış enerji depolama projelerinde kurulu kapasitede bir önceki yıla göre %50'nin üzerinde bir artış görmüştür.

Sürekli teknolojik atılımlar da kese hücrelerinin yükselişini destekliyor. Alüminyum plastik film paketleme sürecini optimize ederek, pillerin enerji yoğunluğu 300 Wh/kg'ın üzerine çıkarak katı hal pillerinin seviyesine yaklaştı; laminasyon teknolojisinin olgunlaşmış uygulaması üretim verimliliğini %30 artırdı ve üretim maliyetlerini %15 azalttı. Sodyum iyon kese hücrelerinin 2024'te seri üretimiyle, düşük sıcaklık performansı ve maliyet kontrolündeki avantajlarının, elektrikli iki tekerlekli araçlar ve düşük hızlı elektrikli araçlar gibi uzmanlaşmış pazarlardaki kese hücrelerinin pazar payını yeni zirvelere taşıması ve güç pilleri alanındaki lider konumlarını daha da sağlamlaştırması bekleniyor.

2.Üretim detayları

Aynı boyut spesifikasyonuna sahip çelik kabuklu lityum pillerle karşılaştırıldığında, üçlü kese pillerin kapasitesi %10-15 daha yüksektir; alüminyum kabuklu pillerle karşılaştırıldığında, kapasite %5-10 oranında da artırılabilir. Ayrıca, aynı kapasite spesifikasyonu altında, kese piller daha hafiftir. Bu "yüksek kapasiteli ve hafif" özellik, onlara yeni sübvansiyon politikasında önemli bir avantaj sağlar. Endüstri uzmanları, pil teknolojisi yollarının geliştirilmesi ve evrimiyle, kese pillerin yeni enerji aracı pazarındaki penetrasyon oranının artmaya devam edeceğini ve çeşitli pil türlerinin oranının gelecekte %50'yi aşmasının beklendiğini öngörüyor. Pil kabuğu malzemelerindeki fark, farklı paketleme yöntemlerini belirler. Kese piller, kabuk olarak alüminyum plastik film kullanır ve bir ısı paketleme sürecini benimser; metal kabuklu piller ise genellikle sızdırmazlık için lazer kaynak kullanır. Alüminyum plastik film üç katmandan oluşur, her katman net bir iş bölümüne sahiptir ve hücreyi korumak için birlikte çalışır. En dıştaki naylon tabaka, alüminyum plastik filme sadece sağlam bir şekil vermekle kalmaz, pil kabuğunun dışarıdan gelebilecek hasarını azaltır, aynı zamanda havanın, özellikle oksijenin nüfuz etmesini etkili bir şekilde engeller, hücrenin iç ortamının dengesini korur ve alüminyum folyonun ambalajının iyi esnekliğini sağlar.

Ortadaki A tabakası, su ve nemin hücre içine girmesini önleyen katı bir su geçirmez bariyer gibi davranan metal alüminyumdan yapılmıştır. Lityum iyon pillerin neme karşı son derece hassas olduğu ve elektrot tabakasının nem içeriğinin genellikle PPM seviyesinde olması gerektiği unutulmamalıdır. AI tabakasının varlığı çok önemlidir. Ek olarak, A tabakası alüminyum plastik filmin oluşumu sırasında plastisite de sağlayarak delme deliklerinin işlenmesini kolaylaştırır. En içteki tabakadaki PP (polipropilen) tabakası, ısı paketlemesinin çekirdeğidir. 100 santigrat derecede, PP tabakası erir ve sızdırmazlık kafasının ısıtılmasıyla viskoz hale gelir ve onu eritir ve bağlar ve soğuduktan sonra sıkı bir paketleme elde eder. Dahası, PP tabakası hücredeki organik çözücüler tarafından çözülmeyecek veya şişmeyecektir, bu da iç elektroliti AI tabakasından etkili bir şekilde izole edecek ve AI tabakasının aşınmasını önleyerek pilin güvenli çalışmasını sağlayacaktır.

Alüminyum plastik film yapısı itibariyle basit görünebilir, ancak üretim sürecinde üç malzemenin homojen ve sağlam bir bileşimini elde etmek büyük bir teknik zorluktur.

Kese pillerinin üretim sürecinde, bir süreç geleneksel pil üretimine benzerdir ve bu ayrıntılı olarak açıklanmayacaktır. Elektrot levhasının ve elektrot ucunun şekillendirme süreci benzersizdir: elektrot levhası genellikle kalıp kesme ile hassas bir şekilde oluşturulurken, elektrot ucu lazer kesme veya kalıp kesme ile işlenebilir. Elektrot levhalarının istiflenmesi, kese pil üretiminin temel adımıdır. Yaygın istifleme yöntemleri arasında, kesilmiş elektrot levhalarının tek tek istiflendiği, bir bobin çekirdeği oluşturmak için yapışkan bantla sabitlendiği ve daha sonra oluşturulmuş alüminyum plastik film oluğuna yerleştirildiği Z şeklinde elektrot levhası istifleme ve sarma tipi elektrot levhası istifleme bulunur. Kese hücresi, müşteri gereksinimlerine göre farklı boyut özellikleriyle tasarlanabilen yerel özelleştirme avantajına sahiptir. Şekil boyutları belirlendikten sonra, yaygın olarak "delme delikleri" olarak bilinen alüminyum plastik film şekillendirme sürecini tamamlamak için özel bir kalıbın özelleştirilmesi gerekir. Bu işlem, alüminyum plastik film üzerindeki bobin çekirdeğine uyan oluğun açılması için şekillendirme kalıbı kullanılarak ısıtma koşulları altında gerçekleştirilir ve bu sayede sonraki hücre montajı için hassas bir yerleştirme alanı sağlanır ve kese pilinin genel yapısı ve performansı güvence altına alınır.

Alüminyum plastik film delme ve kesme ile oluşturulduktan sonra buna Cep çantası denir. Gerçek üretimde, Cep çantasının delme formu hücrenin kalınlığına göre esnek bir şekilde seçilmelidir: hücre ince olduğunda, genellikle tek çukurlu delme kullanılır; hücre kalınsa, çift çukurlu delme seçilir. Bunun nedeni, alüminyum plastik filmin deformasyon kapasitesinin bir üst sınırının olmasıdır. Aşırı germe ve delmeye zorlanırsa, pilin güvenliğini ve bütünlüğünü etkileyerek malzeme kopmasına neden olma olasılığı çok yüksektir.

Ayrıca üretim sürecinde hava yastığı alanında gereksinimlere göre damgalama işlemleri gerçekleştirilecek ve hava yapıları eklenecektir. Bu hava bileşenleri, pil oluşumu aşamasında önemli bir rol oynar, çünkü oluşum süreci sırasında oluşan gazları etkili bir şekilde toplayabilir, gazların birikmesinin hücrenin performansını ve yapısını etkilemesini önleyebilir ve kese pilinin sonraki kullanım sürecinde kararlılığını ve güvenilirliğini sağlayabilir.

Katlanmış bobin göbeğini oluşan çukura yerleştirin.

Bobin çekirdeği çukura yerleştirilir ve birkaç işlem adımından sonra kapsüllenmesi gereken alana geçilir.

Bobin çekirdeğini alüminyum-plastik film oluşturma boşluğuna tam olarak yerleştirdikten sonra, tüm alüminyum-plastik filmin fikstüre yerleştirilmesi ve üst sızdırmazlık ve yan sızdırmazlık işlemleri için üst taraf sızdırmazlık makinesine taşınması gerekir. Paketleme işlemi sırasında, iki sızdırmazlık kafasının belirli bir sıcaklığa (genellikle yaklaşık 180℃) önceden ısıtılması gerekir. Sızdırmazlık kafaları kapandığında ve alüminyum-plastik filme baskı uyguladığında, içteki PP (polipropilen) tabakası ısıtılır ve erir ve yapışkanlık yoluyla alüminyum-plastik filmin sıkı bir şekilde yapışması sağlanır.

Üstten sızdırmazlık işleminin ayrıntıları: Üstten sızdırmazlık işleminin özü, sekme alanının sızdırmazlığıdır. Bu işlem, sekmelerdeki temel bileşene dayanır - sekme tutkalı. Sekme tutkalı, termal füzyon ve yapışma özelliğine sahiptir. Sekme tutkalının içindeki PP malzemesi ve alüminyum-plastik filmin PP tabakası, ısıtma koşulları altında aynı anda erir ve entegre bir sızdırmazlık yapısı oluşturur. Bu işlem, yalnızca sekmelerin dış dünyadan izole edilmesini ve kısa devre risklerinin önlenmesini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda malzemeler arasındaki moleküler düzeyde bağlanma yoluyla ambalajın mukavemetini ve hava geçirmezliğini artırarak kese pilinin güvenlik performansı için bir garanti sağlar.

Kese hücreleri üstten ve yandan sızdırmazlıkla tamamlandıktan sonra, bobin çekirdeğinin hizalanmasını kontrol etmek ve iç yapının doğru ve hatasız olduğundan emin olmak için X-ışını muayenesinden geçmeleri gerekir. Muayeneden geçtikten sonra, pil hücreleri dehidrasyon işlemi için kurutma odasına girer. Alüminyum-plastik filmden ve iç kalıntılardan su buharını uzaklaştırmak ve sonraki performans üzerinde herhangi bir etki oluşmasını önlemek için belirli bir süre kurutma ortamında bekletilirler.

Daha sonra, doldurma ve sızdırmazlık işlemine geçerler (bazı fabrikalar, elektrolit korozyonunu önlemek için alüminyum-plastik filmi ek bir koruyucu tabaka ile korumak için doldurmadan önce bir kaplama işlemi ekleyebilir). Bu noktada, akü hücreleri yalnızca gaz torbası alanındaki açıklığı, yani doldurma kanalını korur. Dolum tamamlandıktan sonra, gaz torbasının kenarının, alüminyum-plastik filmin PP tabakasını eritmek ve bağlamak için üst ve yan sızdırmazlıkla aynı ısı sızdırmazlık prensibi kullanılarak önceden kapatılması (yani, "bir sızdırmazlık daha") gerekir, böylece akü hücresinin iç ortamı ile dış ortam arasında tam bir izolasyon sağlanır. Bu noktada, yumuşak paketli akü hücresinin ana paketleme işlemi temelde tamamlanır ve oluşum ve kapasite ölçümü gibi sonraki adımlar gerçekleştirilir.

Oluşum tamamlandıktan sonra, akü hücreleri ikinci sızdırmazlık sürecine girer. Bu süreç iki adımdan oluşur: ilk olarak, akü hücrelerinin içindeki gaz çıkarılır (bazı şirketler bunu ayrı bir Gaz Giderme süreci olarak listeler); ardından, akü hücreleri yeniden kapatılarak akünün sızdırmazlık performansı garanti altına alınır. Ayrıca, bazı şirketler ikinci sızdırmazlıktan sonra hava yastığı kesme ve kenar katlama süreçlerini ekler. Büyük kapasiteli ve yüksek gaz üretimli aküler için, bazı işletmeler ön gaz giderme, oluşum, ön gaz giderme ve ikinci sızdırmazlık özel bir sürecini benimser.

İkinci sızdırmazlık işlemi sırasında, gaz torbası önce kesme bıçağıyla delinir ve ardından boşaltılır. Bu, torbanın içindeki gazın ve az miktarda elektrolitin çıkarılmasını sağlar. Hemen ardından, sızdırmazlık başlığı, akü hücresinin hava geçirmezliğini sağlamak için sızdırmazlık alanında kapatılır. Son olarak, kapatılmış akü hücresinin gaz torbası kesilir ve gaz torbası kesildikten sonra, akü hücresinin genişliğinin sınırı aşmamasını sağlamak için kesme ve katlama işlemi gerçekleştirilir. Bu şekilde, temel olarak yumuşak paketli bir akü hücresi oluşturulur.

Acey Akıllı'nın iş kapakları kese hücresi montaj ekipmanı, pil hücresi ve paket test sistemleri, prizmatik, kese pil paketi yarı otomatik ve tam otomatik montaj makineleri vb. Herhangi bir ihtiyacınız varsa, lütfen istediğiniz zaman bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.