پاسخ سریع
a را انتخاب کنیدخمیر لیتیوم پلیمری سفارشیy زمانی که محصول شما به اندازه، شکل، ضخامت، ولتاژ، ظرفیت، سرعت تخلیه، کانکتور یا سیستم حفاظتی خاصی نیاز دارد که باتری های استاندارد قادر به ارائه آن نیستند.
برای پروژه باتری OEM/ODM، قبل از درخواست قیمت، الزامات زیر را تعریف کنید:
حداکثر ابعاد باتری
ولتاژ اسمی و ظرفیت هدف
جریان پیوسته و پیک
زمان اجرا مورد نیاز
محدوده دمای کارکرد و شارژ
الزامات اتصال و سیم
الزامات PCM یا BMS
گواهینامه های هدف
کمیت نمونه اولیه
حجم تولید سالانه تخمینی
سپس سازنده باتری می تواند نوع سلول مناسب، ضریب فرم، سیستم حفاظتی، ساختار بسته و فرآیند ساخت را ارزیابی کند.
1. مشخصات کلیدی برای باتری LiPo سفارشی
یک RFQ باتری سفارشی مفید به اطلاعات بسیار بیشتری نسبت به ولتاژ و ظرفیت نیاز دارد.
دو باتری با ولتاژ اسمی و ظرفیت یکسان ممکن است بسیار متفاوت نیاز داشته باشند:
- ابعاد سلول
- طرح های الکترود
- قابلیت تخلیه
- مدارهای حفاظتی
- گیج های سیمی
- اتصال دهنده ها
- سازه های مکانیکی
مشخصات دما
بنابراین مشخصات زیر باید با هم در نظر گرفته شوند.
◄ 3.1 ابعاد باتری
حداکثر بسته باتری موجود را به صورت زیر تعریف کنید:
طول × عرض × ضخامت
فضای موجود باید دارای فضای خالی کافی برای مونتاژ کامل باتری باشد، از جمله:
- بدن سلولی
- PCM یا BMS
- زبانه های باتری
- مواد عایق
- سیم های سربی
- فاصله کانکتور
- در صورت نیاز محفظه مکانیکی
سلولهای کیسهای میتوانند در طی دوچرخهسواری طولانیمدت در نتیجه تغییرات مکانیکی و الکتروشیمیایی داخل سلول، ضخامت بیشتری داشته باشند.
برای طراحی محوطه اولیه-مجاز انبساط ضخامت تقریباً8%–12%ممکن است در نظر گرفته شود، اگرچه کمک هزینه نهایی باید برای طراحی و کاربرد سلول خاص تایید شود [1].
◄ 3.2 ولتاژ اسمی
سلولهای کیسهای پلیمری استاندارد لیتیوم{0}} معمولاً از موارد زیر استفاده میکنند:
- ولتاژ اسمی: 3.7 ولت
- ولتاژ شارژ کامل-: 4.2 ولت [2]
سلولهای LiPo ولتاژ بالا ممکن است از محدودیتهای شارژ بالاتری مانند:
- 4.35 V
- 4.40 V
ولتاژ شارژ دقیق به شیمی سلول و سیستم الکترولیت بستگی دارد [3].
برای سیستم هایی که نیاز به ولتاژ بالاتری دارند، چندین سلول را می توان به صورت سری متصل کرد.
ولتاژهای پک اسمی معمولی عبارتند از:
- 1S: تقریباً 3.7 ولت
- 2S: تقریباً 7.4 ولت
- 3S: تقریباً 11.1 ولت
هنگامی که به ظرفیت کل بیشتری نیاز است می توان از تنظیمات موازی استفاده کرد.
پیکربندی باتری باید همراه با معماری قدرت دستگاه و سیستم شارژ انتخاب شود.
◄ 3.3 ظرفیت باتری
ظرفیت باتری معمولاً در موارد زیر مشخص می شود:
- میلی آمپر
- آه
برای شیمی و ساختار باتری معین، حجم سلول موجود یکی از عوامل اصلی محدود کننده ظرفیت است.
اگر ابعاد محصول بسیار محدود باشد، مهندسان ممکن است نیاز به تعادل داشته باشند:
- زمان اجرا مورد نظر
- ضخامت باتری
- جریان تخلیه
- ولتاژ کاری
- مصرف برق محصول
برای همان ابعاد فیزیکی،بالا ولتاژلیپوسلول ها(3.8 / 3.85 V) همیشه می تواند ظرفیت بالاتری را ارائه دهد.
ارائه زمان اجرا مورد انتظار و نمایه بار واقعی دستگاه اغلب مفیدتر از تعیین ظرفیت به تنهایی است.
◄ 3.4 جریان پیوسته و پیک
تقاضای فعلی یکی از مهمترین عوامل در انتخاب سلول است.
RFQ باید به وضوح تعریف کند:
- جریان مداوم معمولی
- حداکثر جریان پیوسته
- اوج جریان
- اوج-مدت کنونی
- اوج-فرکانس فعلی
- افت ولتاژ قابل قبول
یک حسگر اینترنت اشیا کم مصرف-و یک پهپاد ممکن است از باتریهایی با ظرفیتهای مشابه استفاده کنند، اما به طراحی سلول داخلی بسیار متفاوتی نیاز دارند.
باتریهای یونی-لیتیومی-بالا معمولاً به مقاومت داخلی کمتر و طراحیهای جمعکننده الکترود و جریان مناسب- نیاز دارند. نرخ تخلیه بالاتر همچنین تولید گرمای داخلی را افزایش می دهد و رفتار حرارتی را به بخش مهمی از طراحی سلول و بسته تبدیل می کند [4].
برنامههای کاربردی معمولی- فعلی عبارتند از:
- هواپیماهای بدون سرنشین
- رباتیک
- ابزارهای برقی
- تجهیزات RC
- موتورهای قابل حمل
- دستگاههای دستی-با عملکرد بالا
4. اشکال سفارشی و عوامل فرم
یکی از مزایای اصلی فناوری کیسه لیتیوم پلیمری انعطاف پذیری مکانیکی است.
► 4.1 باتریهای لیپوماتیک فوقالعاده-
باتریهای{0} بسیار نازک معمولاً برای موارد زیر در نظر گرفته میشوند:
- کارت های هوشمند
- دستگاه های RFID
- پچ های پزشکی
- سنسورهای پوشیدنی
- محصولات ردیابی باریک
- وسایل الکترونیکی قابل حمل فشرده
سلول های کیسه ای لیتیوم پلیمری تخصصی را می توان در محدوده ضخامت تقریباً تولید کرد0.4-1.5 میلی متربرای برخی از برنامههای بسیار نازک، بسته به ظرفیت و ساختار مورد نیاز [5].
► 4.2 باتری لیتیوم پلیمری منحنی
باتریهای خمیده یا قوسی{0}شکل ممکن است برای محصولاتی مانند:
- حلقه های هوشمند
- لوازم الکترونیکی مچ{0}
- کلاه ایمنی هوشمند
- تجهیزات پزشکی پوشیدنی
- لوازم الکترونیکی مصرفی منحنی
هندسه دقیق باید در طول توسعه ارزیابی شود زیرا انحنا، سطح الکترود قابل استفاده، ظرفیت، تنش مکانیکی و امکانسنجی ساخت به هم مرتبط هستند.
◄ 4.3 باتری های دایره ای و نامنظم
سلول های کیسه ای سفارشی نیز ممکن است در موارد زیر طراحی شوند:
- اشکال دایره ای
- شکلهای نیمه دایرهای-
- اشکال چند ضلعی
- اشکال ذوزنقه ای
- اشکال مستطیلی باریک
- سایر هندسه های کاربردی{0}}
این طرحها زمانی میتوانند مفید باشند که یک باتری مستطیلی معمولی حجم داخلی قابلتوجهی را بدون استفاده باقی بگذارد.
5. PCM، BMS، اتصال دهنده ها، و یکپارچه سازی بسته
سلول لیتیوم پلیمری تنها بخشی از محلول کامل باتری OEM است.
بسته به معماری محصول، باتری ممکن است به موارد زیر نیز نیاز داشته باشد:
- PCM
- BMS هوشمند
- سنسور دما
- سنج سوخت
- رابط ارتباطی
- دسته سیم
- رابط
- محفظه مکانیکی
► 5.1 PCM پایه
یک مدار حفاظتی اساسی معمولاً فراهم می کند:
- حفاظت از شارژ بیش از حد
- حفاظت بیش از- تخلیه
- حفاظت در برابر جریان بیش از حد
- حفاظت از اتصال کوتاه-
این عملکردهای حفاظتی برای کمک به حفظ سلولهای لیتیومی قابل شارژ در محدودههای عملیاتی الکتریکی تعریف شده طراحی شدهاند [6].
برای بسیاری از دستگاههای مصرفکننده تک سلولی ساده، یک PCM اولیه ممکن است کافی باشد.
◄ 5.2 BMS هوشمند
تجهیزات پیشرفته تر ممکن است به یک BMS هوشمند نیاز داشته باشند که شامل موارد زیر است:
- نظارت بر هزینه-حالت{{1}
- وضعیت-نظارت بر سلامت
- نظارت بر دما
- تعادل سلولی
- ارتباط با سیستم میزبان
- عیب یابی باتری
رابط های ارتباطی معمولی ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- I2C
- SMBus
- UART
- CANbus
معماری BMS مناسب به محصول نهایی بستگی دارد.
یک دستگاه مصرف کننده کوچک ممکن است فقط به حفاظت اولیه نیاز داشته باشد، در حالی که تجهیزات صنعتی، پزشکی یا متصل ممکن است به نظارت و ارتباط مداوم باتری نیاز داشته باشند.
◄ 5.3 اتصال دهنده ها و سیم های سرب
برای پروژه های نمونه اولیه و تولید، مهندسان باید به وضوح مشخص کنند:
- سازنده کانکتور
- شماره قطعه دقیق کانکتور
- سیم سنج
- طول سیم
- قطبیت
- جهت خروج سیم
- سیمهای حسگر دما{0}}در صورت لزوم
خانواده های کانکتور باتری رایج عبارتند از:
- JST
- مولکس
- هیروس
- سایر سیستمهای بورد فشرده-به-سیم
در صورت امکان، به جای نام تجاری کانکتور، شماره دقیق قطعه کانکتور را مشخص کنید.
6. دما و الزامات محیطی
الزامات دمای باتری باید در مراحل اولیه یک پروژه OEM تعریف شود زیرا برنامه های کاربردی در دمای پایین و دمای بالا ممکن است به طراحی سلول های مختلف نیاز داشته باشند.
RFQ باید مشخص کند:
- حداقل دمای عملیاتی
- حداکثر دمای عملیاتی
- حداقل دمای شارژ
- حداکثر دمای شارژ
- محدوده دمای ذخیره سازی
► 6.2 برنامههای{1}}درجه حرارت پایین
سلولهای یون لیتیوم{0} تخصصی را میتوان برای نزدیک شدن به عملیات مهندسی کرد-40 درجه.
سیستمهای الکترولیت با دمای پایین{0} برای بهبود انتقال یونی و کاهش افت عملکرد در شرایط سرد استفاده میشوند [7].
برای پروژههای{0}در دمای پایین، مهندسان باید مشخص کنند:
- حداقل دمای عملیاتی
- حفظ ظرفیت مورد نیاز در دمای پایین
- اینکه آیا شارژ زیر صفر درجه لازم است یا خیر
- شرایط شروع سرد- مورد انتظار
► 6.3 برنامههای{1}}درجه حرارت بالا
سلولهای یون لیتیوم{0} تخصصی نیز ممکن است برای محیطهایی که تقریباً نزدیک میشوند توسعه داده شوند+80 درجه تا +85 درجهبا استفاده از سیستم های الکترولیت و مواد از نظر حرارتی پایدارتر [8].
پروژههای باتری با دمای بالا{0}}باید در نظر گرفته شوند:
- حداکثر دمای نوردهی
- مدت زمان قرار گرفتن در معرض
- شرایط شارژ
- عمر چرخه مورد نیاز
- محدودیت های حفاظتی
- اتلاف حرارت محفظه
8. گواهینامه های باتری و انطباق
گواهینامه های مورد نیاز به موارد زیر بستگی دارد:
- پیکربندی باتری
- برنامه نهایی
- روش حمل و نقل
- بازار هدف
- الزامات خاص مشتری-
► 8.1 UN38.3
سلول های لیتیومی و باتری های ارائه شده برای حمل و نقل مشمول بخش 38.3 کتابچه راهنمای آزمایش ها و معیارهای سازمان ملل هستند [9].
خریداران OEM باید زودتر تأیید کنند که آیا پیکربندی نهایی باتری به آزمایش جدید UN38.3 نیاز دارد یا خیر و چه اسنادی برای حمل و نقل مورد نیاز است.
► 8.2 UL 1642
UL 1642 به الزامات ایمنی در سطح سلول لیتیوم [10] می پردازد.
اینکه آیا UL 1642 مورد نیاز است بستگی به موارد زیر دارد:
- محصول نهایی
- الزامات مشتری
- بازار هدف
- استراتژی صدور گواهینامه
► 8.3 UL 2054
UL 2054 به الزامات ایمنی برای بسته های باتری مورد استفاده در کاربردهای خانگی و تجاری می پردازد [11].
گواهینامه سطح سلول-سطح و بسته- نباید به عنوان الزامات قابل تعویض تلقی شود.
► 8.4 IEC 62133-2
IEC 62133-2 الزامات ایمنی و آزمایشات را برای سلول ها و باتری های لیتیوم ثانویه مهر و موم شده قابل حمل مشخص می کند [12].
معمولاً مربوط به محصولات باتری قابل شارژ قابل حمل است که وارد بازارهای بین المللی می شوند.
► 8.5 RoHS و REACH
برای محصولاتی که وارد بازار اروپا میشوند، الزامات مطابقت با مواد و مواد شیمیایی{{1} محدود شده نیز ممکن است در موارد زیر در نظر گرفته شود:
- RoHS
- REACH [13]
9. چک لیست RFQ باتری سفارشی OEM/ODM
قبل از درخواست قیمت برای باتری لیتیوم پلیمری سفارشی، اطلاعات زیر را آماده کنید.
► 9.1 الزامات مکانیکی
ارائه کنید:
- حداکثر طول باتری
- حداکثر عرض باتری
- حداکثر ضخامت باتری
- کمک هزینه تورم موجود
- روش نصب باتری
- الزامات محوطه یا مسکن
- الزامات خاص شکل یا انحنا
► 9.2 الزامات برق
ارائه کنید:
- ولتاژ اسمی
- ظرفیت هدف
- جریان پیوسته
- اوج جریان
- اوج-مدت کنونی
- • زمان اجرا هدف
- ولتاژ شارژ
- ولتاژ قطع-سیستم
برای سیستمهای چند سلولی- نیز ارائه دهید:
- ولتاژ مورد نیاز سیستم
- پیکربندی سری/موازی ترجیحی، اگر قبلاً تعیین شده باشد
► 9.3 الزامات زیست محیطی
ارائه کنید:
- حداقل دمای عملیاتی
- حداکثر دمای عملیاتی
- حداقل دمای شارژ
- حداکثر دمای شارژ
- محدوده دمای ذخیره سازی{0}}
- الزامات ضد آب، در صورت وجود
- الزامات حفاظت از ورود{0}}در صورت وجود
- الزامات ارتعاش یا ضربه مکانیکی-در صورت لزوم
► 9.4 PCM یا BMS مورد نیاز
مشخص کنید که آیا محصول نیاز دارد:
- حفاظت اولیه PCM
- BMS هوشمند
- اندازه گیری سوخت
- سنجش دما
- تعادل سلولی
- ارتباط I2C
- ارتباطات SMBus
- ارتباط UART
- ارتباط CANbus
► 9.5 الزامات اتصال و سیم
ارائه کنید:
- سازنده کانکتور
- شماره قطعه دقیق کانکتور
- سیم سنج
- طول سیم
- قطبیت
- جهت خروج سیم
یک نقشه CAD، نقشه سیم کشی، یا نمونه مرجع فیزیکی می تواند به طور قابل توجهی خطاهای ارتباطی را کاهش دهد.
► 9.6 الزامات صدور گواهینامه
هر گونه استاندارد یا الزامات بازار مورد نیاز را شناسایی کنید، از جمله:
- UN38.3
- UL 1642
- UL 2054
- IEC 62133-2
- CE
- RoHS
- رسیدن
- الزامات خاص مشتری-
► 9.7 الزامات تجاری
ارائه کنید:
- کمیت نمونه اولیه
- مقدار تولید آزمایشی-
- حجم تولید سالانه تخمینی
- برنامه توسعه هدف
- برنامه تولید انبوه{0}}هدف
هرچه RFQ کاملتر باشد، سازنده سریعتر می تواند امکان سنجی را ارزیابی کرده و یک معماری باتری مناسب را توصیه کند.
سوالات متداول
01.آیا باتری های لیتیوم پلیمری را می توان در اندازه های سفارشی ساخت؟
بله.
باتری های کیسه ای لیتیوم پلیمری را می توان در طیف وسیعی از طول، عرض و ضخامت توسعه داد.
ظرفیت قابل دستیابی به موارد زیر بستگی دارد:
- حجم باتری موجود
- طراحی سلولی
- قابلیت تخلیه مورد نیاز
- زمان اجرا مورد نیاز
- محدودیت های مکانیکی
02. آیا می توان باتری LiPo را به شکل سفارشی ساخت؟
بله.
بسته به کاربرد، باتری های لیتیوم پلیمری را می توان در موارد زیر توسعه داد:
- اشکال مستطیلی
- اشکال بسیار نازک-
- اشکال منحنی
- اشکال دایره ای
- اشکال باریک
- سایر هندسه های سفارشی
امکان سنجی اشکال غیر معمول باید همراه با موارد زیر ارزیابی شود:
- ظرفیت
- ساختار مکانیکی
- الزامات ابزار
- عملکرد الکتریکی
- امکان سنجی ساخت
03. آیا یک باتری LiPo سفارشی به BMS نیاز دارد؟
سیستم های باتری لیتیومی قابل شارژ نیاز به حفاظت مناسب دارند.
یک برنامه کاربردی تک سلولی ساده ممکن است از PCM اولیه استفاده کند.
محصولات پیچیده تر ممکن است به یک BMS هوشمند با موارد زیر نیاز داشته باشند:
• نظارت بر باتری
• اندازه گیری سوخت
• سنجش دما
• تعادل سلولی
• عملکردهای ارتباطی
معماری صحیح به پیکربندی سلول و الزامات محصول نهایی بستگی دارد.
04. چگونه بین سلول لیپوماتیک استاندارد و با نرخ{0}بالا انتخاب کنم؟
تصمیم باید بر اساس بار الکتریکی واقعی باشد تا ظرفیت.
سلول های استاندارد به طور کلی اولویت بندی می کنند:
- چگالی انرژی
- زمان اجرا
سلولهای با نرخ{0}بالا برای برنامههایی در نظر گرفته شدهاند که نیاز دارند:
- جریان پیوسته بالاتر
- جریان پیک بالاتر
- مقاومت داخلی کمتر
- عملکرد بار بالا-بهتر
05. چه زمانی باید الزامات گواهینامه تعریف شود؟
مراجع
[1] اوه، KY، و همکاران. (2014). "تجزیه و تحلیل تنش مکانیکی و گسترش سلول کیسه تحت دوچرخهسواری طولانی مدت."انرژی کاربردی, 136, 1088–1098.
[2] Tarascon, JM, & Armand, M. (2001). "مسائل و چالش های پیش روی باتری های لیتیومی قابل شارژ."طبیعت, 414(6861), 359–367.
[3] دان، جی آر، و همکاران. (2016). "افزودنیهای الکترولیت با ولتاژ بالا و مکانیسمهای تخریب در سلولهای کیسهای LiCoO2/گرافیت."الکتروشیمیکا اکتا, 216, 300–310.
[4] Chen, SC, Wan, CC, & Wang, YY (2005). "تجزیه و تحلیل حرارتی باتریهای لیتیوم- در هنگام دشارژ با سرعت بالا."مجله منابع برق, 140(1), 111–124.
[5] لیندن، دی، و ردی، سل (2010).کتاب راهنمای باتری های لیندن، ویرایش چهارم مک گراو{2}}آموزش هیل.
[6]آندریا، دی (2010).سیستمهای مدیریت باتری برای بستههای لیتیوم{0} یون بزرگ. خانه آرتک.
[7] ژانگ، اس اس و همکاران. (2003). "عملکرد سلولهای یونی لیتیوم و فرمولاسیون الکترولیت در دمای پایین."مجله منابع برق, 115(1), 137–140.
[8] آمین، ک.، و همکاران. (2005). "حلال های الکترولیت پیشرفته{4}}در دمای بالا برای سلول های لیتیومی خودرو و صنعتی."حروف الکتروشیمیایی و جامد-, 8(8), A429.
[9] سازمان ملل متحد (2023).توصیه های سازمان ملل در مورد حمل و نقل کالاهای خطرناک: راهنمای آزمایش ها و معیارها، نسخه اصلاح شده هشتم، بخش 38.3.
[10] آزمایشگاه های بیمه گر (2020).UL 1642: استاندارد برای باتری های لیتیومی.
[11] آزمایشگاه های بیمه گر (2021).UL 2054: استاندارد برای باتری های خانگی و تجاری.
[12]کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (2017).IEC 62133-2: سلولها و باتریهای ثانویه حاوی الکترولیتهای قلیایی یا غیر اسیدی دیگر- - الزامات ایمنی برای سلولها و باتریهای لیتیوم ثانویه مهر و موم شده قابل حمل.
[13]اتحادیه اروپا دستورالعمل 2011/65/EU (RoHS 2) و مقررات (EC) No. 1907/2006 (REACH).
