יעילות הייצור הנוכחית והתפוקה של סוללות גליליות גדולות עדיין נמוכות יחסית, ועדיין קיימים קשיי התהליך הבאים בהשגת ייצור המוני ביעילות גבוהה:
1) יצירת הלשונית המלאה: הקושי טמון בשליטה על דיוק ועוצמת ההשטחה כדי למנוע נזק לקולט הזרם או יצירת פסולת, אבק וכו'.
2) לוחית אספן ומסוף עמוד: הקושי טמון בדרישות הגבוהות לבקרת דיוק ריתוך, בקרת חדירה ובקרת לחץ, ויש להימנע גם מריתוך כוזב וגם מנקב ריתוך.
3) ריתוך איטום: הקושי טמון בסטייה של מישור הייחוס בתנאי מהירות גבוהה, המשפיעה על דיוק הריתוך. נקודת הכאב העיקרית היא ששכבת ציפוי הניקל נושרת במהלך הריתוך, מה שגורם למעטפת להחליד.
4) סלילה: נקודת הכאב העיקרית היא הסיכון הבלתי נשלט לשינויים בצורת הלשונית במהלך חיתוך, סלילה, הובלה וליפוף. הקושי טמון בשליטה המשולבת של בקרת לייזר ואוטומציה מדויקת לאחר שילוב תהליכי החיתוך והליפוף, כמו גם שיפור איכות חיתוך הזיזים ודיוק יישור הליפול באמצעות בקרת לולאה סגורה בזמן אמת.
5) מילוי אלקטרוליטים: מאחר וקצב ניצול החלל הפנימי של הגליל הגדול גבוה יותר, הלחץ הפנימי שלו חזק יותר, מה שעלול להוביל בקלות לבעיות כמו קושי בחדירת אלקטרוליטים ויעילות מילוי אלקטרוליטים נמוכה.
1. קשיים ופתרונות של תהליך יצירת לשוניות מלאה
במהלך תהליך הייצור של סוללות גליליות גדולות, על מנת למנוע שריטות על הדופן הפנימית של פחיות הסוללה על ידי הלשונית כאשר תא הסוללה מוכנס לתוך הפחיות, ולהבטיח את אפקט הריתוך של לשונית הסוללה וצלחת האספן, נדרש תהליך יצירת כרטיסיות מלאות. עם זאת, מכיוון שסוללות גליליות גדולות משתמשות בעיקר בתהליך של לשונית מלאה, מספר לשוניות הסוללה גדול, ולתהליך יצירת הכרטיסיות המלאות יש דרישות גבוהות, בעיקר:
1) מהירות יצירת הלשונית המלאה היא מהירה מדי, וקל להסתובב את האלקטרודה כלפי חוץ.
2) אם תהליך יצירת הלשונית המלאה אינו נשלט היטב, קל להיווצר אבק;
3) ערך המתח הקריטי של מבנה הקולט נמוך, וכתוצאה מכך נזק לקולט במהלך תהליך העיצוב.
2. קשיים ופתרונות לתהליך ריתוך לוחות אספן
טכנולוגיית ריתוך בלייזר היא צוואר הבקבוק של התפוקה ויעילות הייצור של סוללות גליליות גדולות עם לשוניות מלאות. זה בעיקר בריתוך צלחות אספן, ריתוך מסוף וריתוך איטום. הקשיים בריתוך לוחות אספנים ולשוניות סוללה הם:
1) החלק ה"ריק" הלא מצופה של הקצה קצר מאוד, ודרישות הבקרה לדיוק הריתוך והטמפרטורה גבוהות. מבחינה טכנית, יש להמנע הן מריתוך קר והן מנקב ריתוך, ולהימנע מקצר חשמלי בסוללה הנגרם מהתכווצות תרמית של המפריד או התמוטטות התזה עקב עלייה בטמפרטורת הריתוך.
2) הבעיה של חלון תהליך צר לריתוך לוחות אספן נחושת.
הפתרונות העיקריים הם:
1) שפר את יכולת הריתוך של חומרי לוחות אספן, כגון עיצוב בעובי סביר, טיפול פני השטח וכו '.
2) שיפור טכנולוגיית ריתוך הלייזר.
3) שיפור טכנולוגיית זיהוי מקוון לאיכות ריתוך בלייזר.
3. קשיים ופתרונות לתהליך ריתוך לאחר מסוף
הקושי של תהליך ריתוך לייזר פוסט טרמינלי הוא בעיקר שהמסוף הוא עבה ודורש כמות גדולה של אנרגיה כדי לחדור למסוף הפוסט. צלחת האספן דקה, מה שמקשה על השליטה באנרגיה בתהליך הריתוך וקל לרתך דרך צלחת האספן.
הפתרונות העיקריים הם:
1) עיצוב ספציפי של המוט, כגון בקרת עובי וטיפול בחומרי פני השטח.
2) שיפור בקרת אנרגיית הלייזר ודיוק הריתוך.
3) שיפור טכנולוגיית זיהוי מקוון לאיכות ריתוך בלייזר.
4. קשיים ופתרונות לאיטום ריתוך
הקושי באיטום ריתוך טמון ב: שליטה על דיוק ואיכות הריתוך בתנאי סיבוב מהירים.
יחד עם זאת, ריתוך לייזר יכול בקלות לפגוע בשכבת ציפוי הניקל של המעטפת, ולגרום למעטפת להחליד.
עבור קונכיות דקיקות, יש צורך להבטיח הן את חוזק הריתוך והן את ביצועי האיטום של תא הסוללה, והשליטה על דיוק הריתוך גבוהה יותר.
בשונה מסוללות גליליות קטנות, לסוללות גליליות גדולות יש חוזק קופסאות נמוך יותר, יותר אלקטרוליט בסוללה ולחץ פנימי גבוה יותר, מה שמציב דרישות גבוהות יותר לעמידות הלחץ ויציבות היציאה.
בנוסף לאופטימיזציה של תהליך הריתוך, ריתוך איטום יכול גם לייעל חומרי סוללה כגון קונכיות ואלקטרוליטים כדי להפחית את הלחץ הפנימי של הסוללה או לשפר את עמידות המעטפת לחלודה, כדי להפחית ריתוך לקוי ולשפר את יציבות הריתוך. אֵפֶקְט.
5. קשיים ופתרונות ליישור מתפתל
בהשוואה לסוללות גליליות קטנות, הקוטר של סוללות גליליות גדולות כמעט מוכפל. במונחים של פיתול אלקטרודות, נקודת הכאב העיקרית היא הסיכון הבלתי נשלט לשינויים בצורת לשונית הסוללה במהלך חיתוך, סלילה, הובלה. הקושי טמון בשליטה המשולבת של בקרת לייזר ואוטומציה מדויקת לאחר מיזוג תהליכי החיתוך והליפוף, ושיפור איכות חיתוך אוזני המוט ודיוק יישור הליפול באמצעות בקרת לולאה סגורה בזמן אמת.
הפתרונות העיקריים הם:
1) יישום שיטת ייצור משולבת של חיתוך לייזר וליפוף כדי להפחית את הסיכון לשינויים בצורת לשונית הסוללה בקישור התחבורה.
2) בצע אופטימיזציה של החומרים כדי להפחית את השגיאה של חומרי גלם כגון אלקטרודה ולהפחית פגמים בייצור מתפתל.
3) חיזוק מערכת הזיהוי, מעקב אחר עובי כל חומר נכנס אלקטרודה, המרווח בין לשוניות הסוללה וכו' בזמן אמת ומשוב למכונת הפיתול האחורית, כך שתוכל לבצע התאמות דיוק מתאימות, ובכך לשפר את דיוק היישור של מכונת הפיתול.
6. קשיים ופתרונות לחדירת אלקטרוליטים
הקושי של חדירת אלקטרוליטים הוא גם אחד הקשיים בתהליך הייצור של סוללות גליליות גדולות. בהשוואה לסוללות גליליות קטנות, שיעור ניצול החלל הפנימי של סוללות גליליות גדולות גבוה יותר, ותכולת החומרים הפעילים (אלקטרודות חיוביות ושליליות) בתוך הסוללה עולה, ובכך משפרת את צפיפות האנרגיה. עם זאת, החלל הפנימי הקומפקטי יותר של הקליפה מוביל לצמיגות גבוהה יותר של האלקטרוליט, מה שמפחית מאוד את יכולת ההרטבה של האלקטרוליט. בנוסף, ההתרחבות הפנימית של הסוללה הגלילית עצמה סוחטת את הדופן הפנימית של החלק המבני, מה שיוביל להפחתת המגע היעיל בפועל בין חלק הקוטב לאלקטרוליט, ובכך ישפיע על המחזור והקיבולת הבאים של הסוללה.
ניתן להשיג את הפתרון על ידי:
1) ייעול נוסחת האלקטרוליטים;
2) באמצעות הזרקת חלל בצורת פעמון;
3) הגדלת לחץ הוואקום ומחזורים מתחלפים וכדומה כדי לשפר את אפקט חדירת האלקטרוליטים ולקצר את זמן החדירה.
