方形电芯模组装配过程控制的难点

知化笔记-NO.004

内容来源:摘自《动力电池系统关键制造工艺技术研究报告》

笔记说:

由于电芯尺寸一致性问题的存在,对于模组工艺人员来说,如何用好电芯就变得十分头疼事情,需要应对电芯各种各样的状态。下面阐述的几类共性和典型问题,是方形电芯工艺中应特别注意的。

  • 电芯大面平行度及平面度的问题

在电芯化成过程中,抽气后很容易使两侧大面瘪下去。这些电芯平面度问题会导致成组后出现梯型的效应,电芯之间的空隙就变得不可控。所以,像涂胶这样的工艺,就变得非常困难,流动性不好的还可以弥补下,将空隙尽可能填满,流动性好的就形成了不均的问题,这主要是因为流动性好,会流下去汇集在小区域,甚至流出去了,粘接面积小了。流动性不好,在点胶的位置多少与两面都有接触,整体粘接点会多很多,粘接面积也有机会增加。

图2-59 方形电芯大面平行度及平面度问题示意

  • 电芯厚度的问题

由于模组通常由若干个电芯堆叠而成,堆叠带来的问题就是公差的累加,方形电芯并不是一个完美的方形结构,通常每个电芯之间的厚度尺寸会有一定的公差,同一个电芯上下厚度也存在一定的公差。

这样,电芯堆叠数越多,累加起来的厚度公差就会越大,导致模组总长公差就越大。同样,堆叠起来的上下长度尺寸也偏差很大,导致模组成型后成为一个梯形。这给模组装配过程造成了困扰。随着间隙模组的发展,以及大电芯的发展让堆叠数减少,这个累加效应大大缓解。

图2-60 方形电芯厚度问题示意

  • 电芯的高度

因为制造公差的问题,不同电芯之间的高度差不可避免的存在,同一个模组中电芯排在一起,电芯高度差会对电连接片的焊接影响较大,解决办法之一是电芯倒过来定位,以电芯极柱面定位;方法之二是优化电连接片的结构,确保容易形变,同时焊接时增大对汇流排向下的压力,将汇流排压下去,来弥补电芯高度偏差;方法三是采用软汇流排,这个成本稍微贵些。

图2-61 方形电芯高度问题示意

除了以上三类问题,还有一个问题特别提一下,就是电芯自身顶盖处焊缝对装配的影响。一般来说,方形电芯外壳体的封口有顶焊和侧焊两种,这两种焊接各有优缺点。


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