แบตเตอรี่ 18650 ทำมาจากอะไรและมีการผลิตอย่างไร?

หนึ่ง แบตเตอรี่ 18650 ผลิตจากส่วนประกอบที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างแม่นยำหลายอย่าง รวมถึงแคโทด แอโนด ตัวแยก อิเล็กโทรไลต์ ตัวสะสมกระแสไฟฟ้า โครงเหล็ก ชุดขั้วต่อ และวัสดุฉนวน เซลล์ผลิตขึ้นผ่านการเตรียมอิเล็กโทรด การเคลือบ การทำให้แห้ง การม้วน การบรรจุอิเล็กโทรไลต์ การปิดผนึก การก่อรูป การเสื่อมสภาพ การให้เกรด และการทดสอบขั้นสุดท้าย

คำว่า '18650' อธิบายถึงรูปแบบเซลล์ทรงกระบอก ไม่ใช่คุณสมบัติทางเคมีของแบตเตอรี่ชนิดใดชนิดหนึ่ง เซลล์ 18650 ที่แตกต่างกันอาจใช้วัสดุแคโทด การออกแบบอิเล็กโทรด สารเติมแต่ง และกระบวนการผลิตที่แตกต่างกัน ความแตกต่างเหล่านี้ส่งผลต่อความจุ กระแสคายประจุ อายุการใช้งานของวงจร พฤติกรรมทางความร้อน และความน่าเชื่อถือโดยรวม

สำหรับโครงการ OEM การทำความเข้าใจว่ามีอะไรอยู่ภายในเซลล์ 18650 ช่วยให้วิศวกรประเมินว่าซัพพลายเออร์สามารถให้คุณภาพที่สม่ำเสมอได้หรือไม่ แทนที่จะเพียงเปรียบเทียบฉลากกำลังการผลิตหรือราคาต่อหน่วย

แบตเตอรี่ 18650 ทำมาจากอะไร?

ส่วนประกอบหลักของเซลล์ลิเธียมไอออน 18650 มีดังต่อไปนี้

หนึ่ง แบตเตอรี่ลิเธียม 18650 จึงเป็นส่วนประกอบทางเคมีไฟฟ้าที่สมบูรณ์ แทนที่จะเป็นภาชนะธรรมดาที่เต็มไปด้วยวัสดุลิเธียม

มีอะไรอยู่ข้างในแบตเตอรี่ 18650?

แคโทด: อิเล็กโทรดบวก

แคโทดเป็นขั้วบวกระหว่างการคายประจุ ประกอบด้วยวัสดุออกฤทธิ์ที่ใช้ลิเธียมซึ่งจะปล่อยลิเธียมไอออนระหว่างการคายประจุและยอมรับได้ระหว่างการชาร์จ

ตระกูลวัสดุแคโทดทั่วไปที่ใช้ในเซลล์ลิเธียมไอออน ได้แก่:

• ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์หรือ LCO

• ลิเธียมนิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์ออกไซด์หรือ NMC

• ลิเธียมนิกเกิลโคบอลต์อลูมิเนียมออกไซด์หรือ NCA

• ลิเธียมแมงกานีสออกไซด์หรือ LMO

• ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตหรือ LFP

ไม่ใช่ว่าสารเคมีทุกชนิดจะถูกนำมาใช้ในทุก ๆ เซลล์ 18650 แคโทดที่เลือกจะส่งผลต่อแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของเซลล์ ความหนาแน่นของพลังงาน ความสามารถในการคายประจุ คุณลักษณะทางความร้อน ต้นทุน และอายุการใช้งานของวงจร

โดยปกติผงแคโทดจะผสมกับสารเติมแต่งที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและสารยึดเกาะก่อนที่จะเคลือบลงบนอลูมิเนียมฟอยล์ วัสดุออกฤทธิ์จะกักเก็บพลังงาน สารเติมแต่งที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าช่วยเพิ่มการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน และสารยึดเกาะช่วยให้การเคลือบติดอยู่กับฟอยล์

แคโทดที่ออกแบบมาเพื่อความหนาแน่นของพลังงานสูงอาจจัดลำดับความสำคัญของความจุและการจัดเก็บพลังงานที่มีขนาดกะทัดรัด การออกแบบแคโทดและอิเล็กโทรดที่เน้นกำลังอาจมุ่งเน้นไปที่ความต้านทานต่ำและเอาต์พุตกระแสที่สูงขึ้นแทน วัตถุประสงค์เหล่านี้มักต้องการอัตราส่วนวัสดุ ความหนาของการเคลือบ และการควบคุมการผลิตที่แตกต่างกัน การแลกเปลี่ยนวัสดุและประสิทธิภาพเหล่านี้ยังสะท้อนให้เห็นเช่นกัน แบตเตอรี่ ICR, IMR และ INR 18650 แม้ว่าการกำหนดยังคงต้องได้รับการตรวจสอบกับเอกสารข้อมูลเฉพาะรุ่น

แอโนด: อิเล็กโทรดเชิงลบ

ขั้วบวกเป็นขั้วลบระหว่างการคายประจุ กราไฟต์เป็นวัสดุแอโนดที่พบมากที่สุดในเซลล์ลิเธียมไอออน 18650 ทั่วไป อาจผลิตจากกราไฟท์ธรรมชาติ กราไฟท์สังเคราะห์ หรือวัสดุที่มีคาร์บอนผสมกัน

การออกแบบเซลล์รุ่นใหม่บางแบบใช้กราไฟท์ที่เสริมด้วยซิลิคอน ซิลิคอนสามารถเพิ่มความสามารถทางทฤษฎีได้ แต่ยังขยายและหดตัวอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการปั่นจักรยาน เป็นผลให้แอโนดที่ประกอบด้วยซิลิคอนจำเป็นต้องมีการกำหนดสูตรวัสดุและการควบคุมกระบวนการอย่างระมัดระวัง

ขั้วบวกถูกเคลือบบนฟอยล์ทองแดง ในระหว่างการชาร์จ ลิเธียมไอออนจะเคลื่อนที่ผ่านอิเล็กโทรไลต์และถูกเก็บไว้ในโครงสร้างขั้วบวก ในระหว่างการคายประจุ ไอออนเหล่านี้จะเคลื่อนกลับไปทางแคโทด

อิทธิพลของประสิทธิภาพของแอโนด:

• ความจุที่ใช้งานได้

• ลักษณะการชาร์จ

• ความต้านทานภายใน

• วงจรชีวิต

• ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำ

• ความเสี่ยงของการชุบลิเธียมภายใต้สภาวะการชาร์จที่ไม่เหมาะสม

นี่คือเหตุผลว่าทำไมอัตราความจุที่สูงขึ้นไม่ได้หมายความว่าเซลล์เดียวจะดีกว่าสำหรับทุกการใช้งานโดยอัตโนมัติ

ตัวแยก: สิ่งกีดขวางความปลอดภัยภายใน

ตัวแยกเป็นฟิล์มพรุนขนาดเล็กบางที่วางอยู่ระหว่างแคโทดและแอโนด วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อป้องกันไม่ให้อิเล็กโทรดสัมผัสกันและสร้างไฟฟ้าลัดวงจรภายใน

ในเวลาเดียวกัน ตัวแยกจะต้องปล่อยให้ลิเธียมไอออนผ่านรูพรุนได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีทั้งการแยกทางไฟฟ้าและการขนส่งไอออนิก

ตัวแยกหลายตัวทำจากวัสดุโพลีโอเลฟินส์ เช่น โพลีเอทิลีนหรือโพลีโพรพีลีน การออกแบบบางชิ้นยังใช้การเคลือบเซรามิกเพื่อปรับปรุงความเสถียรของมิติและประสิทธิภาพการระบายความร้อน

คุณภาพของตัวแยกขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น:

• ความสม่ำเสมอของความหนา

• ความพรุน

• ความแข็งแรงทางกล

• การหดตัวด้วยความร้อน

• โครงสร้างรูขุมขน

• ทนทานต่อการฉีกขาดระหว่างการม้วน

แม้แต่ข้อบกพร่อง ริ้วรอย หรือการเยื้องศูนย์เล็กน้อยก็อาจส่งผลต่อความปลอดภัยและความสม่ำเสมอของเซลล์ได้ การจัดการเครื่องแยกมีความสำคัญอย่างยิ่งในระหว่างกระบวนการม้วน เนื่องจากวัสดุจะต้องอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องตลอดทั้งม้วนอิเล็กโทรดทรงกระบอก

อิเล็กโทรไลต์: ตัวกลางนำไอออน

อิเล็กโทรไลต์ช่วยให้ลิเธียมไอออนเคลื่อนที่ระหว่างแคโทดและแอโนด โดยทั่วไปประกอบด้วยเกลือลิเธียม ซึ่งมักประกอบด้วยลิเธียมเฮกซาฟลูออโรฟอสเฟต ซึ่งละลายในตัวทำละลายอินทรีย์พร้อมสารเติมแต่งที่คัดสรรมาอย่างดี

อิเล็กโทรไลต์จะต้องมีค่าการนำไฟฟ้าไอออนิกที่เพียงพอ ในขณะที่ยังคงเข้ากันได้กับวัสดุอิเล็กโทรดและช่วงแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน

สูตรอิเล็กโทรไลต์อาจส่งผลต่อ:

• ความต้านทานภายใน

• ประสิทธิภาพการชาร์จ

• วงจรชีวิต

• การสร้างก๊าซ

• พฤติกรรมที่อุณหภูมิต่ำ

• ความเสถียรที่อุณหภูมิสูง

• การก่อตัวของเฟสระหว่างโซลิดอิเล็กโทรไลต์

อิเล็กโทรไลต์ยังไวต่อความชื้นและการปนเปื้อนอีกด้วย ด้วยเหตุนี้ การบรรจุอิเล็กโทรไลต์จึงดำเนินการตามปกติในสภาพแวดล้อมการผลิตที่มีการควบคุม การควบคุมความชื้นที่ไม่ดีอาจนำไปสู่ปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์ เกิดก๊าซเพิ่มขึ้น ความต้านทานสูงขึ้น และลดความน่าเชื่อถือในระยะยาว

ตัวสะสม สารยึดเกาะ และสารเติมแต่งที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าในปัจจุบัน

โดยปกติแล้ววัสดุอิเล็กโทรดแบบแอคทีฟจะไม่สามารถส่งกระแสไฟฟ้าได้ด้วยตัวเองอย่างมีประสิทธิภาพเพียงพอสำหรับเซลล์ที่ใช้งานจริง ใช้กับฟอยล์โลหะที่ทำหน้าที่เป็นตัวสะสมในปัจจุบัน

วัสดุสะสมในปัจจุบันโดยทั่วไปคือ:

• อลูมิเนียมฟอยล์สำหรับแคโทด

• ฟอยล์ทองแดงสำหรับขั้วบวก

การเคลือบอิเล็กโทรดยังรวมถึงคาร์บอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและสารยึดเกาะโพลีเมอร์ คาร์บอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าจะสร้างทางเดินอิเล็กตรอนเพิ่มเติมผ่านสารเคลือบ ในขณะที่สารยึดเกาะจะยึดอนุภาคออกฤทธิ์ไว้ด้วยกันและยึดติดกับฟอยล์โลหะ

ความสมดุลระหว่างวัสดุออกฤทธิ์ สารเติมแต่งที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า สารยึดเกาะ ตัวทำละลาย น้ำหนักการเคลือบ และความพรุนเป็นสิ่งสำคัญ สารยึดเกาะที่มากเกินไปอาจลดปริมาณวัสดุที่ใช้งานอยู่ สารยึดเกาะไม่เพียงพออาจทำให้การยึดเกาะหรือรอยแตกร้าวไม่ดี เครือข่ายนำไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอสามารถเพิ่มความต้านทานและสร้างความร้อนในพื้นที่ได้

โครงเหล็กและส่วนประกอบด้านความปลอดภัย

ชุดอิเล็กโทรดภายในถูกวางไว้ในกระป๋องเหล็กทรงกระบอก โครงเหล็กให้:

• การป้องกันทางกล

• ความเสถียรของมิติ

• ความต้านทานต่อผลกระทบจากภายนอก

• สภาพแวดล้อมที่ปิดผนึกสำหรับอิเล็กโทรไลต์และม้วนอิเล็กโทรด

• รูปแบบทรงกระบอกสม่ำเสมอสำหรับการประกอบแพ็ค

ด้านบนของเซลล์มักจะมีฝาปิดขั้วต่อ ปะเก็น ชิ้นส่วนฉนวน และคุณสมบัติการจัดการแรงดัน ขึ้นอยู่กับการออกแบบเซลล์ ชุดฝาครอบอาจรวมถึงช่องระบายความดัน อุปกรณ์ตัดกระแสไฟฟ้า องค์ประกอบสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงบวก หรือส่วนประกอบป้องกันอื่นๆ

การออกแบบที่แน่นอนจะแตกต่างกันไปตามผู้ผลิตและรุ่น ไม่ควรถือว่าตัวโครงเหล็กเป็นระบบความปลอดภัยที่สมบูรณ์ ความปลอดภัยของเซลล์ขึ้นอยู่กับเคมี การออกแบบอิเล็กโทรด ตัวแยก กระบวนการปิดผนึก ส่วนประกอบในการป้องกัน สภาวะการชาร์จ และการใช้งานขั้นสุดท้าย

แบตเตอรี่ 18650 แตกต่างในการออกแบบวัสดุอย่างไร

เซลล์สองเซลล์สามารถใช้มิติข้อมูล 18650 ร่วมกันได้ แต่มีลักษณะการทำงานที่แตกต่างกันมาก

เซลล์ที่เน้นพลังงาน

เซลล์ที่เน้นพลังงานได้รับการออกแบบเพื่อกักเก็บพลังงานได้มากขึ้นในปริมาตรทรงกระบอกที่มีอยู่ พวกเขาอาจใช้วัสดุอิเล็กโทรดความจุสูงและการออกแบบการเคลือบที่เหมาะสมที่สุด

เซลล์เหล่านี้เหมาะสำหรับ:

• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา

• อุปกรณ์สำรอง

• เครื่องมือที่ใช้รันไทม์ยาวนาน

• ชุดแบตเตอรี่พลังงานต่ำถึงปานกลาง

อย่างไรก็ตาม เซลล์ความจุสูงสุดไม่จำเป็นต้องเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับอุปกรณ์ที่มีกระแสไฟสตาร์ทสูงหรือมีโหลดหนักอย่างต่อเนื่อง

เซลล์ที่เน้นพลังงาน

เซลล์ที่เน้นกำลังได้รับการออกแบบเพื่อให้จ่ายกระแสไฟที่สูงขึ้น โดยมีแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมต่ำลง และความต้านทานภายในลดลง พวกเขาอาจใช้อัตราส่วนวัสดุออกฤทธิ์ที่แตกต่างกัน อิเล็กโทรดที่บางกว่า ทางเดินกระแสไฟที่แรงกว่า หรือการปรับเปลี่ยนการออกแบบอื่นๆ

เซลล์เหล่านี้อาจเหมาะสมกว่าสำหรับ:

• เครื่องมือไฟฟ้า

• อุปกรณ์ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์

• อุปกรณ์พกพากำลังสูง

• อุปกรณ์ที่มีกระแสไฟสูงสุดในระยะสั้น

การแลกเปลี่ยนอาจเกี่ยวข้องกับความจุที่กำหนดที่ต่ำกว่า ต้นทุนที่สูงขึ้น หรือข้อกำหนดด้านความร้อนที่แตกต่างกัน สำหรับอุปกรณ์ที่มีความต้องการกระแสไฟสูงแบบยั่งยืนหรือแบบพัลส์ การเลือกแบตเตอรี่ 18650 เดรนสูง ควรขึ้นอยู่กับพิกัดกระแสจริงของเซลล์ ความต้านทานภายใน แรงดันไฟฟ้าตก และขีดจำกัดความร้อน

เหตุใดฉลาก 18650 จึงไม่เพียงพอ

รูปแบบ 18650 อธิบายเฉพาะขนาดทรงกระบอกโดยประมาณเท่านั้น มันไม่ได้ระบุ:

• เคมีแคโทด

• สูตรแอโนด

• ความจุสูงสุด

• กระแสจำหน่ายอย่างต่อเนื่อง

• กระแสไฟชาร์จสูงสุด

• แรงดันไฟฟ้าตัด

• ความต้านทานภายใน

• สภาวะวงจรชีวิต

• การออกแบบด้านความปลอดภัย

ทีม OEM จึงควรประเมินเอกสารข้อมูลและเงื่อนไขการทดสอบทั้งหมด แทนที่จะเลือกเซลล์ตามชื่อ 18650 หรือความจุที่พิมพ์เท่านั้น

แบตเตอรี่ 18650 ผลิตได้อย่างไร?

โดยปกติกระบวนการผลิตจะประกอบด้วยการเตรียมอิเล็กโทรด การประกอบเซลล์ การเติมอิเล็กโทรไลต์ การก่อรูป การเสื่อมสภาพ การให้เกรด และการตรวจสอบขั้นสุดท้าย

1. การตรวจสอบวัตถุดิบ

ในขั้นแรกผู้ผลิตจะตรวจสอบวัสดุออกฤทธิ์ที่เข้ามา สารเติมแต่งที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า สารยึดเกาะ แผ่นฟอยล์โลหะ ตัวแยก อิเล็กโทรไลต์ และชิ้นส่วนปลอกหุ้ม

การควบคุมที่สำคัญอาจรวมถึง:

• เอกลักษณ์ของวัสดุ

• ความบริสุทธิ์และความชื้น

• การกระจายขนาดอนุภาค

• ความหนาของฟอยล์

• ขนาดตัวคั่น

• ข้อมูลแบทช์ของซัพพลายเออร์

• สภาพบรรจุภัณฑ์

วัตถุดิบที่สม่ำเสมอเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับประสิทธิภาพของเซลล์ที่สม่ำเสมอ ซัพพลายเออร์ที่ไม่สามารถรักษาความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุอาจประสบปัญหาในการระบุสาเหตุของความแปรผันแบบแบตช์ต่อแบตช์

2. การผสมสารละลาย

วัสดุแคโทดและแอโนดผสมกัน

สารละลายอิเล็กโทรดทั่วไปประกอบด้วย:

• วัสดุที่ใช้งานอยู่

• สารเติมแต่งที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า

• เครื่องผูก

• ตัวทำละลาย

กระบวนการผสมจะต้องมีการกระจายส่วนผสมทั้งหมดอย่างสม่ำเสมอ การกระจายตัวที่ไม่ดีสามารถสร้างพื้นที่ที่มีความต้านทานแตกต่างกัน การยึดเกาะที่อ่อนแอ หรือมีกิจกรรมไฟฟ้าเคมีที่ไม่สม่ำเสมอ

เวลาในการผสม ลำดับการเติม ความหนืด อุณหภูมิ และการควบคุมความชื้น ล้วนส่งผลต่อคุณภาพการเคลือบขั้นสุดท้าย

3. การเคลือบอิเล็กโทรด

สารละลายแคโทดเคลือบบนอลูมิเนียมฟอยล์ ในขณะที่สารละลายแอโนดเคลือบบนฟอยล์ทองแดง

เครื่องเคลือบควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น:

• ความหนาของการเคลือบ

• กำลังโหลดน้ำหนัก

• ความกว้างของการเคลือบผิว

• การจัดตำแหน่งขอบ

• ความสม่ำเสมอของพื้นผิว

• ความเร็วของเส้น

การเคลือบสม่ำเสมอถือเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากความแตกต่างในการโหลดวัสดุที่ออกฤทธิ์สามารถสร้างความไม่สมดุลของกำลังการผลิตและการกระจายกระแสไฟที่ไม่สม่ำเสมอภายในเซลล์

4. การอบแห้งและการกำจัดตัวทำละลาย

ฟอยล์เคลือบจะผ่านอุปกรณ์ทำให้แห้งเพื่อขจัดตัวทำละลายในกระบวนการผลิต การอบแห้งจะต้องได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวัง

การอบแห้งที่ไม่เพียงพออาจทำให้ตัวทำละลายหรือความชื้นตกค้างได้ การแห้งมากเกินไปหรือไม่สม่ำเสมออาจทำให้เกิดการแตกร้าว การยึดเกาะที่ไม่ดี หรือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของอิเล็กโทรด

หลังจากการอบแห้ง อิเล็กโทรดอาจผ่านการอบแห้งแบบสุญญากาศเพื่อลดความชื้นเพิ่มเติมก่อนการประกอบเซลล์

5. การรีดและการตัด

การรีดจะบีบอัดอิเล็กโทรดที่เคลือบไว้ระหว่างลูกกลิ้ง กระบวนการนี้ควบคุมความหนาแน่น ความหนา ความพรุน และความเรียบของอิเล็กโทรด

ความสมดุลที่ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญ การบีบอัดที่มากเกินไปอาจจำกัดการซึมผ่านของอิเล็กโทรไลต์ ในขณะที่การบีบอัดที่ไม่เพียงพออาจลดความหนาแน่นของพลังงานหรือทำให้โครงสร้างอิเล็กโทรดอ่อนลง

จากนั้นม้วนเคลือบขนาดใหญ่จะถูกกรีดเป็นแถบแคบๆ ต้องควบคุมขอบอย่างระมัดระวัง เนื่องจากเศษโลหะอาจทำให้ตัวแยกเสียหายหรือทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรภายในได้

6. การเตรียมอิเล็กโทรดและการพันขดลวด

แอโนด ตัวแยก และแคโทดถูกจัดเรียงเป็นชั้นๆ และพันเป็นโครงสร้างทรงกระบอกที่เรียกกันทั่วไปว่าเยลลี่โรล

กระบวนการม้วนต้องควบคุม:

• การจัดตำแหน่งอิเล็กโทรด

• ความตึงเครียดที่คดเคี้ยว

• ตัวคั่นทับซ้อนกัน

• ตำแหน่งแท็บ

• เส้นผ่านศูนย์กลางม้วน

• สภาพขอบ

การวางแนวที่ไม่ตรงหรือแรงดึงที่มากเกินไปสามารถสร้างแรงดันที่ไม่สม่ำเสมอและการกระจายกระแสไม่สม่ำเสมอ จากนั้นจึงนำม้วนที่เสร็จแล้วใส่เข้าไปในกระป๋องเหล็ก

7. การเชื่อมแท็บและการประกอบเซลล์

แถบอิเล็กโทรดถูกเชื่อมเข้ากับเส้นทางกระแสไฟและส่วนประกอบขั้วต่อที่เหมาะสม คุณภาพการเชื่อมส่งผลต่อความต้านทานไฟฟ้า ความแข็งแรงทางกล และการสร้างความร้อนระหว่างการทำงานที่มีกระแสไฟฟ้าสูง

การชุมนุมอาจรวมถึง:

• แผ่นฉนวน

• ปะเก็น

• ส่วนประกอบฝาครอบด้านบน

• ช่องระบายอากาศป้องกัน

• สเปเซอร์ภายใน

จากนั้นปิดกระป๋องเหล็กโดยใช้กระบวนการปิดผนึกหรือจีบแบบควบคุม

8. การเติมอิเล็กโทรไลต์

ชุดอิเล็กโทรดแบบปิดผนึกจะเต็มไปด้วยอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งมักจะอยู่ภายใต้สภาวะสุญญากาศหรือแรงดันที่ได้รับการควบคุม

อิเล็กโทรไลต์จะต้องทำให้อิเล็กโทรดและตัวคั่นที่มีรูพรุนเปียกอย่างทั่วถึง การเปียกที่ไม่สมบูรณ์สามารถเพิ่มความต้านทานและลดความจุในการใช้งานได้

ขั้นตอนนี้ต้องมีการควบคุมอย่างระมัดระวังของ:

• ปริมาณอิเล็กโทรไลต์

• เติมแรงดัน

• เวลาเติม

• ระดับความชื้น

• อุณหภูมิของเซลล์

• เงื่อนไขการปิดผนึก

9. การชาร์จและการคายประจุแบบก่อตัว

การก่อตัวเป็นขั้นตอนการชาร์จและการคายประจุที่มีการควบคุมขั้นแรกของเซลล์ ช่วยสร้างส่วนต่อประสานไฟฟ้าเคมีที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่เสถียร รวมถึงเฟสระหว่างโซลิด-อิเล็กโทรไลต์บนขั้วบวก

พารามิเตอร์การก่อตัวอาจรวมถึง:

• กระแสไฟชาร์จเริ่มต้น

• ขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้า

• ช่วงพัก

• อุณหภูมิ

• จำนวนรอบ

• ลำดับการชาร์จและการคายประจุ

ระยะนี้มีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพเริ่มต้น การสร้างก๊าซ ความต้านทานภายใน และเสถียรภาพในระยะยาว

10. อายุ การให้เกรด และการทดสอบขั้นสุดท้าย

หลังจากการก่อตัว เซลล์จะพักตามปกติตามระยะเวลาที่ได้รับการควบคุม ในช่วงอายุ ผู้ผลิตอาจตรวจสอบการกักเก็บแรงดันไฟฟ้า การคายประจุเอง ความต้านทานภายใน และตัวบ่งชี้อื่นๆ

จากนั้น เซลล์จะถูกทดสอบและให้คะแนนตามพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น:

• ความจุ

• แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด

• ความต้านทานภายใน

• การยอมรับค่าธรรมเนียม

• ประสิทธิภาพการคายประจุ

• มิติทางกายภาพ

• น้ำหนัก

• สภาพการรั่วไหลหรือการปิดผนึก

เซลล์ที่มีลักษณะทางไฟฟ้าคล้ายคลึงกันสามารถจัดกลุ่มเพื่อการผลิตชุดแบตเตอรี่ได้ นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับแพ็คหลายเซลล์ เนื่องจากการแปรผันระหว่างเซลล์อาจส่งผลต่อความสมดุล รันไทม์ การใช้ร่วมกันในปัจจุบัน และอายุการใช้งาน ควรตรวจสอบความจุ ความต้านทานภายใน การเก็บรักษาแรงดันไฟฟ้า และการคายประจุเองภายใต้สภาวะที่สอดคล้องกัน สิ่งเหล่านี้คือการวัดหลักใน ความจุของแบตเตอรี่ 18650 และการทดสอบด้าน สุขภาพ การจัดกลุ่มเซลล์ที่มีผลลัพธ์ทางไฟฟ้าใกล้เคียงกันคือจุดเริ่มต้น การจับคู่เซลล์ในชุดแบตเตอรี่ 18650 โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเซลล์หลายเซลล์ทำงานแบบอนุกรมหรือขนาน

การควบคุมการผลิตแบบใดมีความสำคัญต่อคุณภาพเซลล์มากที่สุด

ซัพพลายเออร์ที่มีความสามารถควรสามารถอธิบายได้ไม่เพียงแต่ว่ารุ่นเซลล์ใดที่นำเสนอเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวิธีการควบคุมวัสดุ ล็อตการผลิต เงื่อนไขการทดสอบ และการเปลี่ยนแปลงกระบวนการอีกด้วย

ผู้ซื้อ OEM ควรถามผู้จำหน่ายแบตเตอรี่ 18650 อย่างไร

สำหรับโครงการ OEM การประเมินซัพพลายเออร์ควรครอบคลุมทั้งข้อกำหนดของเซลล์และระบบการผลิต ข้อมูลต่อไปนี้มีประโยชน์อย่างยิ่ง:

• แบบจำลองเซลล์และเคมีที่แน่นอน

• ความจุพิกัดและเงื่อนไขการทดสอบ

• กระแสคายประจุต่อเนื่องและสูงสุด

• กระแสไฟชาร์จที่แนะนำ

• ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน

• แรงดันไฟฟ้าตัดและขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้า

• วิธีทดสอบความต้านทานภายใน

• ความทนทานต่อความจุระหว่างเซลล์

• การระบุชุดการผลิต

• บันทึกการตรวจสอบคุณภาพ

• กระบวนการทดสอบตัวอย่าง

• ขั้นตอนการควบคุมการเปลี่ยนแปลง

• ใบรับรองและเอกสารการปฏิบัติตามข้อกำหนดที่มีอยู่

• กำลังการผลิตและความต่อเนื่องของอุปทานที่คาดหวัง

สำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ อุปกรณ์มือถือ เครื่องมืออุตสาหกรรม และผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกัน ควรตอบคำถามเหล่านี้ก่อน การเลือกแบตเตอรี่ 18650 สำหรับอุปกรณ์ OEM.

การผลิตเซลล์และการผลิตชุดแบตเตอรี่แตกต่างกัน

เซลล์ 18650 เป็นหน่วยไฟฟ้าเคมีทรงกระบอกแต่ละหน่วย ชุดแบตเตอรี่รวมเซลล์หลายเซลล์เข้ากับการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า ฉนวน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ป้องกัน ชิ้นส่วนโครงสร้าง สายไฟ และขั้วต่อ

สมบูรณ์ ก้อนแบตเตอรี่ 18650 อาจต้องการ:

• การกำหนดค่าแบบอนุกรมและแบบขนาน

• การป้องกัน PCM หรือ BMS

• ปรับสมดุลของเซลล์

• การตรวจจับอุณหภูมิ

• การเชื่อมแถบนิกเกิลหรือบัสบาร์

• ตัวเชื่อมต่อแบบกำหนดเอง

• ที่อยู่อาศัยหรือสิ่งที่แนบมา

• การจัดการความร้อน

• สายเอาท์พุตและสายชาร์จ

เซลล์คุณภาพสูงยังคงสามารถทำงานได้ไม่ดีหากแพ็คใช้การเชื่อมที่อ่อนแอ การตั้งค่าการป้องกันที่ไม่เหมาะสม การจับคู่เซลล์ที่ไม่ดี หรือการออกแบบการระบายความร้อนไม่เพียงพอ

วัสดุในเซลล์ 18650 สามารถปรับแต่งได้หรือไม่

โครงการ OEM ส่วนใหญ่ไม่ต้องการให้ซัพพลายเออร์สร้างสูตรแคโทด แอโนด หรืออิเล็กโทรไลต์ใหม่ทั้งหมด โดยปกติแล้วการเปลี่ยนวัสดุออกฤทธิ์จำเป็นต้องมีการตรวจสอบห้องปฏิบัติการ การทดสอบความปลอดภัย คุณสมบัติการผลิต และการทบทวนกฎระเบียบอย่างกว้างขวาง

ในหลายโครงการ การปรับแต่งทำได้จริงมากขึ้นในระดับการเลือกเซลล์และการออกแบบบรรจุภัณฑ์ ซัพพลายเออร์อาจเลือกเซลล์ที่ผ่านการรับรองตามความจุที่ต้องการ กระแสไฟที่คายประจุ ช่วงอุณหภูมิ ขนาด และอายุการใช้งาน จากนั้นปรับแต่งโครงสร้างบรรจุภัณฑ์รอบๆ อุปกรณ์

โครงการอาจต้องใช้ โซลูชันแบตเตอรี่ 18650 แบบกำหนดเอง ที่ประกอบด้วย:

• การเลือกแบบจำลองเซลล์

• การกำหนดค่าแบบอนุกรมและแบบขนาน

• การออกแบบวงจรป้องกัน

• การรวมตัวเชื่อมต่อและสายเคเบิล

• ขนาดบรรจุ

• การออกแบบสิ่งที่แนบมา

• การสนับสนุนทางความร้อนและทางกล

• การพัฒนาตัวอย่างและการตรวจสอบความถูกต้อง

• การควบคุมคุณภาพการผลิตจำนวนมาก

ข้อผิดพลาดทั่วไปเมื่อประเมินคุณภาพแบตเตอรี่ 18650

สมมติว่าทุกๆ 18650 เซลล์ใช้เคมีชนิดเดียวกัน

รูปแบบ 18650 ไม่ได้ระบุหมวดหมู่แคโทด แอโนด อิเล็กโทรไลต์ หรือประสิทธิภาพ ตรวจสอบเอกสารข้อมูลเฉพาะรุ่นเสมอ

การเปรียบเทียบเซลล์ตามความจุเพียงอย่างเดียว

ความจุเป็นเพียงพารามิเตอร์เดียวเท่านั้น เซลล์ที่มี mAh สูงกว่าอาจมีกระแสคายประจุที่อนุญาตต่ำกว่าหรือมีขีดจำกัดอุณหภูมิที่แตกต่างกัน

การรักษารูปลักษณ์ภายนอกเป็นเครื่องพิสูจน์คุณภาพ

กระดาษห่อที่สะอาดและฉลากที่สวยงามไม่สามารถยืนยันกำลังการผลิต ความต้านทานภายใน ความปลอดภัย หรือความสม่ำเสมอในการผลิตได้

ละเว้นเงื่อนไขการทดสอบ

พิกัดความจุและกระแสคายประจุจะมีความหมายก็ต่อเมื่อมีการระบุกระแสทดสอบ อุณหภูมิ แรงดันไฟตัด และวิธีการชาร์จไว้อย่างชัดเจน

การผสมเซลล์หรือชุดการผลิตที่แตกต่างกัน

เซลล์ที่มีความสามารถ ความต้านทานภายใน อายุ หรือเคมีต่างกัน ไม่ควรผสมกันในแพ็คเดียวกัน

การจ่ายเซลล์ที่สับสนกับความสามารถในการแพ็ค

ซัพพลายเออร์อาจสามารถขายแต่ละเซลล์ได้แต่ขาดอุปกรณ์หรือการควบคุมกระบวนการที่จำเป็นสำหรับการประกอบบรรจุภัณฑ์ที่เชื่อถือได้ การผลิตเซลล์และการผลิตบรรจุภัณฑ์ควรได้รับการประเมินแยกกัน

คำถามที่พบบ่อย

แบตเตอรี่ 18650 ทำมาจากอะไร?

แบตเตอรี่ 18650 ประกอบด้วยแคโทด แอโนด ตัวแยก อิเล็กโทรไลต์ ตัวสะสมกระแสอะลูมิเนียมและทองแดง สารเติมแต่งที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า สารยึดเกาะ โครงเหล็ก ส่วนประกอบขั้วต่อ และฉนวน

18650 เป็นเคมีของแบตเตอรี่หรือไม่?

หมายเลข 18650 อธิบายฟอร์มแฟคเตอร์ทรงกระบอก เซลล์ที่มีขนาดเท่ากันอาจใช้เคมีแคโทดที่แตกต่างกัน และอาจได้รับการออกแบบให้มีความจุสูง กำลังสูง อายุการใช้งานยาวนาน หรือข้อกำหนดอื่นๆ

วัสดุใดที่ใช้สำหรับขั้วบวกในเซลล์ 18650

กราไฟท์เป็นวัสดุแอโนดที่พบมากที่สุด เซลล์บางชนิดใช้กราไฟท์ผสมกับซิลิคอนหรือวัสดุที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบหลักเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ด้านกำลังการผลิตและประสิทธิภาพที่เฉพาะเจาะจง

แคโทดใช้วัสดุอะไร?

แคโทดอาจใช้ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์, NMC, NCA, LMO, LFP หรือวัสดุอื่นที่มีลิเธียมที่ผ่านการรับรอง เคมีที่แน่นอนขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการออกแบบเซลล์และการใช้งาน

ทำไมถ่าน 18650 ถึงใช้โครงเหล็ก?

โครงเหล็กช่วยปกป้องชุดอิเล็กโทรดแบบพันแผล ให้ความแข็งแรงเชิงกล รองรับขนาดที่สม่ำเสมอ และช่วยสร้างโครงสร้างเซลล์ทรงกระบอกที่ปิดสนิท

จุดประสงค์ของตัวคั่นคืออะไร?

ตัวแยกจะแยกแคโทดและแอโนดด้วยระบบไฟฟ้า ในขณะที่ปล่อยให้ลิเธียมไอออนเคลื่อนที่ผ่านไมโครพอร์ของมัน เป็นองค์ประกอบที่สำคัญสำหรับทั้งประสิทธิภาพของเซลล์และความปลอดภัยภายใน

เหตุใดการชาร์จรูปแบบจึงจำเป็น?

การก่อตัวเป็นกระบวนการควบคุมการชาร์จและการคายประจุเบื้องต้น ช่วยสร้างส่วนต่อประสานไฟฟ้าเคมีที่เสถียร และช่วยให้ผู้ผลิตสามารถระบุเซลล์ที่มีพฤติกรรมทางไฟฟ้าผิดปกติก่อนจัดส่ง

ผู้ซื้อ OEM จะประเมินผู้ผลิตเซลล์ได้อย่างไร

ผู้ซื้อ OEM ควรตรวจสอบเอกสารข้อมูลของเซลล์ เงื่อนไขการทดสอบ การตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุและแบทช์ การควบคุมการผลิต กระบวนการก่อตัว การให้เกรดกำลังการผลิต การทดสอบความต้านทานภายใน ผลลัพธ์ตัวอย่าง และเอกสารประกอบด้านคุณภาพ

สามารถเปลี่ยนแคโทดหรือแอโนดสำหรับโปรเจ็กต์ที่กำหนดเองได้หรือไม่

ตามหลักการแล้ว สูตรวัสดุสามารถพัฒนาสำหรับการใช้งานเฉพาะทางได้ แต่นี่เป็นโครงการทางวิศวกรรมและการรับรองคุณสมบัติที่สำคัญ สำหรับผลิตภัณฑ์ OEM ส่วนใหญ่ การเลือกรุ่นเซลล์ที่ผ่านการรับรองและการปรับแต่งชุดแบตเตอรี่จะเป็นประโยชน์มากกว่า

บทสรุป

แบตเตอรี่ 18650 ทำจากวัสดุไฟฟ้าเคมี ตัวสะสมกระแสไฟฟ้า ฟิล์มแยก อิเล็กโทรไลต์ โครงเหล็ก ชิ้นส่วนซีล และฉนวนที่มีความสมดุลอย่างระมัดระวัง ประสิทธิภาพไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับเคมีที่เลือกเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความสม่ำเสมอของการเคลือบ การควบคุมความชื้น ความแม่นยำในการพัน การเชื่อม การเติมอิเล็กโทรไลต์ การก่อรูป การเสื่อมสภาพ และการให้เกรดขั้นสุดท้าย

สำหรับผู้ซื้อ OEM คำถามที่สำคัญที่สุดไม่ใช่แค่ 'เซลล์ 18650 นี้มีความจุเท่าใด' แต่อยู่ที่ว่าซัพพลายเออร์จะสามารถควบคุมวัสดุและกระบวนการผลิตอย่างสม่ำเสมอตั้งแต่การพัฒนาตัวอย่างไปจนถึงการผลิตจำนวนมากหรือไม่ ความสามารถดังกล่าวเป็นตัวกำหนดว่าเซลล์ที่มีลักษณะคล้ายกันสามารถส่งมอบกำลังการผลิตที่คาดการณ์ได้ ประสิทธิภาพปัจจุบัน ความปลอดภัย และอายุการใช้งานในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปหรือไม่