Производство аккумуляторов

Статья про производство аккумуляторов, оборудование и технологию изготовления с видео как делают свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторы.

Электрический аккумулятор — это химический источник тока, источник ЭДС многоразового действия, основная специфика которого заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования, а также для обеспечения резервных источников энергии в медицине, производстве, транспорте и в других сферах.

Производство свинцово-кислотных аккумуляторов + видео

Именно аккумуляторы глубокого заряда и разряда применяются в машинах, автомобилях и железнодорожных локомотивах.

Обычно, такие аккумуляторы имеют напряжение от двух вольт до сорока восьми вольт. Внутри аккумуляторов таких находится серия пластин из свинца, а покрывается они кислотой и окисью свинца. Первое, что по технологии начинают производить, это решетки из свинца. Специальное оборудование расплавляет свинец до температуры его плавления и выливает необходимого размера решеточки. Литые решеточки станут позже пластинами элементов питания в аккумуляторах.

Технология производства аккумуляторов предусматривает литье и необходимо специальное литейное оборудование. Когда свинец заливается в форму, то в нее сразу поступает вода, что помогает за короткое время залитый свинец охладить и переместить его на конвейерную ленту. Происходит отлив разных по заряду решеток, одни из них будут служить положительным зарядом, а другие отрицательным. Далее, решетки перемещаются на следующий этап, который предполагает покрытие решеток окисью свинца, а также, кислотой. Составы разноименно заряжены, поэтому решетки разделяются на положительно и отрицательно заряженные. После этого, принято решетки называть пластинами, и они укладываются в поочередности положительных и отрицательно заряженных пластин. Важно, чтобы они размещались попеременно, и чтобы аккумулятор был работоспособным. Сложенные пластины в маленькие контейнеры далее погружаются в небольшие резервуарчики, которые наполнены кислотным раствором. Это поможет пластинам зарядиться. Зарядка может продолжаться сутками и это зависит от того в какую модель аккумулятора попадут пластины. Далее, проходят пластины промывку, причем она делается для того, чтобы частицы кислоты не остались на пластинах.

После этого, цвет пластин меняется, и они теперь становятся темными. На этом этапе пластины теперь меняют свое название на «пластины сухого заряда». Далее, те пластины, которые имеют положительный заряд, обволакиваются материалом содержащим стекловолокно. Далее происходит обволакивание в пластиковый слой. Именно такая одежка помогает предотвратить возникновение короткого замыкания. Пластины соответственно двум зарядам складываются в стопки. Попеременное расположение пластин одетых в пластик и раздетых складывают как коржи торта попеременно. Количество пластин соответствует модели аккумулятора. Далее происходит отчистка пластин. Этот этап отчищает выступающие частицы пластин, которые именуются контактами. После отчистки, контакты покрываются оловом, что позволяет хорошо соединить контакты. Далее проходит еще отчистка контактов покрытых оловом, а после сверху покрывается контакт слоем свинца.

Далее происходит спайка всех контактов в клеммы в определенном порядке. После этого, сборная конструкция именуется элементом. Его вставляют в пластиковую оболочку называемую полипропиленом. После этого, происходит этап проверки на правильность работы элемента. Все заряды должны отвечать своему заряду. Это необходимо, прежде всего, чтобы разметка на корпусе аккумулятора соответствовала заряду. Далее происходит герметизация крышки при помощи запаивания. Клеммы выступают на верху и их заливают дополнительно свинцовым слоем. Далее происходит еще одна проверка на герметичность упаковки элемента. Для этого используют воздух и мыльный раствор. Если появляются места пропуска воздуха, то они повторно пропаиваются.

Параллельно, в других цехах происходит производство маленьких деталей, которые будут участвовать в сборке аккумуляторов. Разъемы производятся для связки различных элементов между собой. Они спаиваются с элементами. После этого, сверху накладывается крышка, что сформирует цельную коробку для элементов аккумулятора. Далее необходимо сделать так, чтобы в местах клеем не попадала влага. Это уязвимое место укомплектовывают прокладкой, например, резиновой. А теперь наступает этап заливки электролита. В роли его участвует кислота. И она заливается в необходимой дозе прямо в только что собранный по частям аккумулятор. Кислота помогает проводить электрический ток, который образуется между пластинами.

Видео как делают:

Некоторые заводы по производству аккумуляторов используют свои технологии. И для автоматизации производства необходимы научные разработки, но все производители роботов и автоматизированного оборудования готовы провести исследования и разработать необходимое оборудование.

Производство литий-ионных аккумуляторов + видео

Литийионный аккумулятор (Li-ion) — тип электрического аккумулятора, который широко распространён в современной бытовой электронной технике и находит своё применение в качестве источника энергии в электромобилях и накопителях энергии в энергетических системах. Это самый популярный тип аккумуляторов в таких устройствах как сотовые телефоны, ноутбуки, цифровые фотоаппараты, видеокамеры и электромобили. Первый литийионный аккумулятор выпустила корпорация Sony в 1991 году.

Литийионный аккумулятор состоит из электродов (катодного материала на алюминиевой фольге и анодного материала на медной фольге), разделённых пористым сепаратором, пропитанным электролитом. Пакет электродов помещён в герметичный корпус, катоды и аноды подсоединены к клеммам-токосъёмникам. Корпус иногда оснащают предохранительным клапаном, сбрасывающим внутреннее давление при аварийных ситуациях или нарушениях условий эксплуатации. Литийионные аккумуляторы различаются по типу используемого катодного материала. Переносчиком заряда в литийионном аккумуляторе является положительно заряженный ион лития, который имеет способность внедряться (интеркалироваться) в кристаллическую решётку других материалов (например, в графит, окислы и соли металлов) с образованием химической связи, например: в графит с образованием LiC6, окислы (LiMnO2) и соли (LiMnRON) металлов.

Первоначально в качестве отрицательных пластин применялся металлический литий, затем — каменноугольный кокс. В дальнейшем стал применяться графит. Применение оксидов кобальта позволяет аккумуляторам работать при значительно более низких температурах, повышает количество циклов разряда/заряда одного аккумулятора. Распространение литий-железо-фосфатных аккумуляторов обусловлено их относительно низкой стоимостью. Литийионные аккумуляторы применяются в комплекте с системой контроля и управления — СКУ или BMS (battery management system), — и специальным устройством заряда/разряда.

В настоящее время в массовом производстве литийионных аккумуляторов используются три класса катодных материалов:

  • кобальтат лития LiCoO2 и твёрдые растворы на основе изоструктурного ему никелата лития
  • литий-марганцевая шпинель LiMn2O4
  • литий-феррофосфат LiFePO4.

Электро-химические схемы литий-ионных аккумуляторов:

  • литий-кобальтовые LiCoO2 + 6C → Li1-xCoO2 + LiC6
  • литий-ферро-фосфатные LiFePO4 + 6C → Li1-xFePO4 + LiC6

Видео как делают литий-ионные аккумуляторы:

Благодаря низкому саморазряду и большому количеству циклов заряда/разряда, Li-ion-аккумуляторы наиболее предпочтительны для применения в альтернативной энергетике. При этом, помимо системы СКУ они укомплектовываются инверторами (преобразователи напряжения).


Читайте также

Комментарии и отзывы

avatar