欧美国产伦久久久久久久

<acronym id="cqmsy"></acronym>
<acronym id="cqmsy"><center id="cqmsy"></center></acronym>

24小時論文定制熱線

咨詢電話

熱門畢設:土木工程工程造價橋梁工程計算機javaasp機械機械手夾具單片機工廠供電采礦工程
您當前的位置:論文定制 > 畢業設計論文 >
快速導航
畢業論文定制
關于我們
我們是一家專業提供高質量代做畢業設計的網站。2002年成立至今為眾多客戶提供大量畢業設計、論文定制等服務,贏得眾多客戶好評,因為專注,所以專業。寫作老師大部分由全國211/958等高校的博士及碩士生設計,執筆,目前已為5000余位客戶解決了論文寫作的難題。 秉承以用戶為中心,為用戶創造價值的理念,我站擁有無縫對接的售后服務體系,代做畢業設計完成后有專業的老師進行一對一修改與完善,對有答辯需求的同學進行一對一的輔導,為你順利畢業保駕護航
代做畢業設計
常見問題

鋰電池恒溫夾具化成系統設計與實現

添加時間:2021/07/22 來源:未知 作者:樂楓
國內外化成設備普遍存在化成時電流小、化成溫度無法控制和在無壓力下化成等問題,針對這些問題,本文設計一種恒定化成溫度并用夾具加壓化成系統,并對該系統生產的電池進行性能研究.
以下為本篇論文正文:

摘 要

  鋰離子電池具備重量輕、容量大、無記憶效應、自放電系數小 和環保等優點,成為電子設備的首選能源,尤其是新能源汽車!吨袊圃 2025 重點領域技術發展路線圖》一文中,對鋰電池做了明確的展望,到 2025 年鋰電池能量密度必 須大于 300Wh/kg,鋰電池已經上升到了國家戰略研究層面,成為我國汽車行業彎道超車的關鍵。

  化成是鋰離子電池生產過程中的關鍵工序,通過化成將不帶電的正負極材料,進行充電活化,激活鋰電池內部活性物質,使電池形成良好的 SEI 膜,提高電池的使用壽命,要做到這一點,必須有合適的化成設備,目前,國內外化成設備普遍存在化成時電流小、化成溫度無法控制和在無壓力下化成等問題,針對這些問題,本文設計一種恒定化成溫度并用夾具加壓化成系統,并對該系統生產的電池進行性能研究,本文工作主要如下:

 。1)首先,廣泛閱讀國內外化成設備文獻,掌握各種化成設備的性能參數,實地調研鋰電池制造企業,充分了解國內外的化成設備和化成工藝,總結國內外電池化成設備和化成工藝的優缺點以及鋰電池化成過程中普遍存在的一些問題。

 。2)文中提出恒定化成溫度與夾具壓力化成技術,恒定化成溫度在一定水平,提升正極、負極和電解液等材料的活性,生成致密的 SEI 膜,大幅度降低電池內阻,提高電池的安全性能和使用壽命。增加夾具加壓化成,縮短鋰電池正極、負極和隔離膜等材料之間的距離,減少鋰離子穿越的距離,提高化成電流,節省化成時間,提高生產效率,電池的外觀也變得更平整,厚度更薄,體積容量比也得到相應提升。

 。3)實現下位機系統開發,調查研究機械傳動、電氣傳動、液壓傳動、氣壓傳動等幾種較為廣泛的壓力傳動方式,確定采用氣缸傳動的壓力方式。接著確定氣缸參數,先用頭腦風暴法確定影響電池化成性能的各種因子,再用魚骨圖確定關鍵因子,最后采用 DOE(design of experiment)實驗設計方法,對關鍵因子進行實驗驗證,獲得最優的化成條件。

 。4)結合 SQL Server 數據庫,利用 Visual Basic 上位機編程工具,對上位機操作系統的規劃和設計,設計一款操作簡單,人機互動性強、運行穩定的操作系統界面軟件,實現對下位機的化成監控、過程控制、數據存儲、查詢與統計分析等功能。

  關鍵詞:鋰電池化成;恒定壓力;實驗設計;操作界面

Abstract

  Lithium ion batteries have light weight, large capacity, no memory, small selfdischarge coefficient, environmental advantages and etc, so it becomes the firstenergy of various kinds of electronic devices, especially it is the new energy vehiclefield. A clear outlook for lithium batteries is made in the roadmap for techn ologicaldevelopment of China's Y2025 key areas launched in China .The energy density of theenergy type lithium battery must be greater than 300Wh/kg, Lithium battery has risento the focus of national strategic research, and it has become the key to China'sovertaking in the automotive industryFormation process is a key procedure during the lithium cells manufacturing, Byactivating the positive and negative electrode materials, the Li ion battery could forma good SEI film which could improve the cycle performance and service life of thebattery. If you want to make it, a proper formation equipment is necessary. Currently,there are common problems about lithium battery formation equipment at home andabroad, such as small formation current, formation temperature is out of control, cellformation without pressure.To solve these problems, this paper designs a monitoringand management system into constant temperature and pressure with jig, to evaluatethe performance of the battery that produced by this system. The main tasks are asfollowings:

  Firstly, by reading various articles and documents at home and abroad, befamiliar with the performance parameters of each formation equipment,visitingdifferent formation equipment manufacturers or lithium batteries manufacturingenterprise. fully understand the chemical equipment and process at home and abroad.

  a comprehensive review of the formation equipment at home and abroad is given. Thethesis summarizes the advantages and disadvantages of the formation equipment andthe formation process, and some common problems in the process of lithium batteryformation.

  Secondly, in this paper, the constant chemical pressure technique is used toshorten the distance between the cathode, the negative electrode and the separator ofthe lithium battery, so as to reduce the distance of the lithium ion formation.

  Increasing the formation temperature and keeping the temperature constant, it canenhance the activity of positive electrode, negative electrode, electrolyte and other materials, reduce the resistance of lithium ion crossing the material, and the lithiumbattery is formed to form a dense and stable SEI film, exhibiting a smaller internalresistance of the battery. The safety performance, cycle life and battery usage of thebattery are greatly improved. When lithium batteries are formed, they can have higherformation current, save time and increase production efficiency, while the appearanceof the battery becomes more flat, thinner, and the volume capacity ratio is alsoimproved accordingly.

  Thirdly, the system development of the lower computer is realized. In order toimprove the formation current, through the investigation and study of the pressuresensing mode which is widely used in industry, included the mechanical transmission,electric drive, hydraulic transmission, pneumatic transmission and so on, the pressuresensing mode of cylinder drive is determined, and the cylinder parameters aredetermined, and the constant pressure of the battery in the process of formation isrealized. Then various factors that influence battery formation performance aredetermined by brainstorming, and found the importance of various factors by fishbonediagram, finally make sure the key factors by the Taguchi design method for theoptimal formation conditions.

  Finally, combined with SQL Server database and Visual Basic programming tools,the host computer operating system was planned and designed. Designed a kind ofoperating software with simple operation, high man-machine interactivity and stablerunning system, to realize core functions such as formation monitoring, processcontrolling, data storage, data query and statistics analysis for lower compute storage.

  Key words: Lithium cell formation; Constant Temperature and Pressure; DOE;Operational interface

鋰電池恒溫夾具化成系統

目 錄

  第1章 緒 論

  1.1 研究背景及意義

  眾所周知,人類賴以生存的地球環境越來越差,空氣質量惡化、水環境污染和土地破壞日益嚴重,環境保護和不可再生資源的合理使用成為人類持續發展必須遵循的兩大基本準則,隨著人們環境保護意識的不斷提高,加之煤與石油資源的日益枯竭,各國掀起了一股研究電動汽車的熱潮,國家政策也是重磅扶持[1~2],中國電動汽車成為世界關注的焦點。

  根據中國汽車工業協會對外發布的數據,2017 年新能源汽車累計生產 79.4萬輛,同比增長 68.5,同年累計銷售 77.7 萬輛,同比增長 56.8%,可見新能源汽車行業處在一個高速發展的時期。2017 年 1~12 月,新能源乘用車中,純電動乘用車產銷分別完成 47.8 萬輛和 46.8 萬輛,同比分別增長 81.7%和 82.1%;插電式混合動力乘用車產銷分別完成 11.4 萬輛和 11.1 萬輛,同比分別增長 40.3%和39.4%.根據汽車工業協會的數據,截至 2017 年底,中國新能源汽車的保有量為180 萬輛,占世界新能源汽車保有量的一半。

  2017 年 4 月,國家工信部、國家發展和改革委以及科技部聯合制定的《汽車產業中長期發展規劃》,描繪了我國汽車產業尤其是鋰電新能源汽車產業的發展藍圖,計劃用十年時間,完成從汽車大國向汽車強國的蛻變。將 2020 年新能源汽車年產銷目標定為 200 萬輛。

  2025 年中國汽車總銷量將達到 3500 萬輛左右,新能源汽車占汽車產銷 20%以上,即 700 萬輛,可以預計,新能源汽車是當今研究熱點[3~4].

  所謂新能源汽車,大多是用電池作為汽車動力,拋棄排放廢氣的燃油發動機。 蓄電池的發展經歷了 150 年的歷史,自 1859 年法國人普蘭特(Plante)發明的閥控式鉛酸蓄電池(VRLAB)為第一代,以 Cd-Ni 電池和 20 世紀 80 年代 MH-Ni 電池等堿性蓄電池為第二代,20 世紀 90 年代 Sony 發明的鋰離子電池為第三代,鋰離子電池具有很多優點:工作電壓高、容量大、重量輕、無污染、自放電系數小、循環壽命長且沒有記憶效應等諸多優點[5],使得鋰電池發展非常迅速。

  在所有元素中, 鋰是自然界中最輕的金屬元素,同時具有最負的標準電極電位(-3.045V vs. SHE),這兩個特征結合在一起使得該元素具有很高的能量密度,理論比容量達到 3860 mAh/g,而目前最常用的鉛酸電池,鉛的理論比容量為 260mAh/g ,同時鋰離子電池在生產、使用的過程中,不會帶來環境的破壞和污染,鋰離子電池正在逐步取代石油,成為汽車行業的新能源。

  鋰離子電池,作為一種新的不可再生能源,它可以反復的進行充放電。目前在汽車行業應用的鋰電池一般都具有單體 2000 次以上的使用壽命。正極材料一般為含有鋰的金屬氧化物,負極材料為石墨、硅、鈦酸鋰等材料[6](目前應用最成熟的是石墨),通過非水性溶劑電解液進行離子的傳輸,在使用的過程中,通過鋰離子的嵌入和脫出的方式完成化學能和電能的相互轉化,在充電的時候,鋰離子從正極材料脫出,通過有機溶劑的運輸,嵌入到負極石墨層中,形成 LiC6化合物,存儲電能,放電過程則與充電完全相反。

  鋰電池的生產流程主要由打漿、涂布、冷壓、裁片、疊片或卷繞、烘烤、注液、化成以及測試等組成;墒卿囯姵厣a過程中的重要工序,它是鋰電池形成電池后的第一次活化充放電過程,正極鋰離子通過電解液在電流作用下嵌入負極石墨,形成致密的 SEI 膜,形成電勢,產生電壓,化成的好壞,尤其是形成 SEI膜的好壞,很大程度上決定了電池的使用壽命和產品的安全性、一致性和可靠性。

  鋰電池的化成,就是激活電池,目前一般都是對電芯進行小電流充電,將其內部正負極物質激活,在負極表面形成穩定致密的 SEI 膜 (solid electrolyteinterface),電池只有經過化成才能體現出真實性能,在化成中形成結構穩定、致密的 SEI 膜,對整個鋰電池的產品性能至關重要。

  此外,在鋰電池的化成過程中,電池充放電的電壓與電流有很高的要求,如 果電池發生過度充電或者過度放電,就可能引起電池短路或燃燒,對電池損害非常大,也對工作人員的安全問題提出了很大的挑戰,為了滿足現代工業化生產的需求,提出電池恒溫并用加壓的化成方法,降低鋰電池材料在化成時的遷移距離的化成新系統,已經成了一個鋰電行業研究的熱點。

  本課題是來源于廣東某公司鋰離子電池化成檢測項目,在化成檢測系統中,數據信息與工業自動化技術的完美結合,設計并實現了鋰電池恒溫并用加壓方式的化成檢測系統。

  1.2 國內外研究的現狀及發展

  我國鋰電池的產業化起始于 1999 年,當時鋰電設備主要依賴進口,隨著我國鋰電池制備技術逐步成熟,國內的鋰電池設備也經歷了以手工制造為主逐步發展到半自動或全自動化的產業化設備制造,近年來,鋰電池在汽車領域、儲能領域等的廣泛應用,國內外的一些鋰電化成設備廠商都相繼對化成設備進行了大規模的研究和實驗,開發了日趨完善的電池化成管理設備。

  在鋰電池開發的初期,鋰電池的檢測主要通過手動設置充放電工步,手動進行數據保存、核對數據、單獨導出到 Excel 文檔進行手動核算、分選,整個操作流程非常繁瑣,對操作人員的文化水平,電腦技能要求十分高。隨著電子信息技術的不斷發展,單片機開始作為檢測設備的核心處理器,應用在化成檢測設備中,隨后又開發出 PC 機作為化成系統的上位機,下位機應用單片機的兩級控制管理系統,鋰電池的化成設備也由最初的單片機、單通道的人工檢測,逐步升級到了單 PC 機多通道的人工檢測,到目前為止,最終實現了多機多級分布式全自動的檢測方式。

  美國的 MACCOR 公司和 ARBIN 一起公司,他們在化成設備的開發中更加注重于化成設備的精度,電壓量程做到幾百伏特,精度可以做到 1%mV,電流量程可以做到上百安培,精度做到微安級別,整體設備的量程、精度、可靠性遙遙領先于其他設備廠家,同時產品具有反向放電,恒流、恒壓、恒功率、恒電阻、交流阻抗及循環伏安方式等多種操作模式,兩者的電池化成測試系統在計算機的程序控制下,主要應用與測試電池材料、原電池、單體動力電池或電池組的性能,特別是適用于電池的研究開發和質量分析。MACCOR 和 ARBIN 電池測試系統目前一般用于實驗室測試鋰電池、聚合物、磷酸鐵鋰,鎳鉻、鎳氫、堿性及其它電 池電化學性能,在技術特性和測試功能上遠遠超過其他同類產品,但是其價格非常高,通常是國內同等設備的 10 倍以上,而且其測試通道非常少,一般只有 16或 32 個,在批量化生產應用中效率很低。

  韓國 Elicopower 株式會社,主要致力于鋰離子聚合物電池測試設備的設計和研發,該公司在設備開發中尤其強調設備的自動化程度,然而受限于鋰離子聚合物電池采用的小電流化成,化成時間非常長,一般要 3~6 個小時,設備的自動化進展遲遲未取得較好的突破。

  最近幾年中,隨著我國大力發展新能源汽車產業,對新能源汽車產業的補貼政策持續進行,我國鋰電池技術得到了迅速的發展,鋰電池化成管理設備的各項性能指標都得到了大力改善,鋰電池市場的持續擴大,使得許多國內的鋰電化成設備開發商都摒棄了過去落后的電池檢測系統,紛紛引進或開發穩定、可靠的化成管理系統,但是,大多鋰電化成設備制造商更關注化成系統的可靠性、設備的檢測精度等方面,對于化成過程中電池性能的好壞,化成設備效率的提升,大都是鋰電池生產廠家在研究。

  國內廣州威亦旺、廣州擎天、深圳新威爾等鋰電化成設備廠家,開發的設備精度非常高,電壓最高可以做到數百伏特,精度誤差在 3mV 內,電流最高可以做到數百安培,精度誤差在幾十毫安培內,產品的精度及量程幾乎可以媲美美國MACCOR 和 ARBIN 公司的設備,同時在功能上相比于國外設備,還增加了交流內阻和直流內阻測試功能、分選系統功能、電池裝盤登錄、立體倉庫及儲存區電池的自動搬運等功能。通道數從美國 MACCOR 和 ARBIN 公司的幾十個,增加到了幾百個,特殊開發的設備通道數可以到達 5 千個以上,極大的滿足了自動化生產的需求。同時這些設備廠商也正在研究 PWM 節能控制模式,具有能量回收功能,能夠將鋰電池在放電過程中產生的能量儲存起來,目前這幾家公司的化成設備在鋰離子電池行業應用非常廣。

  另外杭州可靠性儀器廠和廣州藍奇電子實業有限公司在圓柱形鋰電池[7]和聚合物鋰電池設備的開發上也遙遙領先其它的競爭者,這兩個公司的化成設備在充放電保護、電流電壓精度、數據存儲、操作便捷性等方面已經在國內做到了領先水平,在國內的 3C 數碼等小電池領域內的化成設備方面應用很廣。

  通過大量的市場需求調查,以及對目前市場上的化成設備的使用和資料調查發現,目前國內外的化成設備普遍都存在以下幾個問題:

 。1) 電池主體都是在自由狀態下進行化成,化成時正負極材料的界面相隔比較遠,電解液、鋰離子的傳輸距離會非常遠,化成時只能采用較小的化成電流,才能保證電池形成良好的 SEI 膜,從而導致電池化成時間非常長,設備利用率很低,也不利于電池的自動化生產。

 。2) 電池化成后各種材料處于一個蓬松的狀態,電池本體需要注入更多的電解液,對于鋰電池的重量能量密度提升來說非常不利。

 。3) 電池的化成溫度受環境溫度影響,由于環境溫度的變化很大,不同溫度下電解液材料活性會發生很大的影響,從而影響到鋰電池的整體性能,使電池的容量、循環性能、高溫性能、安全性不能充分發揮,影響到產品的一致性,對動力電池要求越來越多的分組配對來說,具有嚴重的挑戰性。

 。4) 要保持鋰電池電解液具有較強的活性,若控制整個化成環境溫度,整體的能耗會非常大,較高的化成環境溫度,也不利于員工的職業安全健康生產。

  考慮以上因素,針對鋰電池化成檢測系統,提出一套新的解決方案。首先,對化成設備本體增加加熱裝置,電池主體與加熱板直接接觸,大大減少了電能的消耗,溫度在一定范圍內可以調整;其次,增加夾具,用一定的壓力加載到電池表面。通過實驗和大規模生產,這個方案達到預期效果,恒溫加壓化成技術,極大程度的解決了電池的界面,電池表現出較小的內阻,較長的壽命,較高的化成電流,縮短了化成時間,提高了生產效率,電池的外觀也變得更平整,厚度更薄,體積容量比也相應提升。

  1.3 本文的主要內容和結構

  針對以上分析的鋰電池化成目前面臨的問題和難點,本文開發了一套具有加熱恒溫功能且用夾具加壓的化成測試系統設備[8~9],通過長時間的樣機測試與改進,達到了預期效果,后來在廣東某電池公司得到大范圍的推廣,通過一年多的批量投入使用,證明該系統性能穩定,對電池產品的成本、效率、品質都起到了極大的提升。本論文的主要篇章結構如下:

  第一章 緒論主要從鋰電池的性能特點,國家政策兩方面介紹本課題的來源及研究的目的和意義,然后概述了鋰電池化成,國內外電池化成檢測系統的現狀,各種化成系統的不足之處,闡明恒溫夾具化成系統會給電池生產帶了什么好處。

  第二章 鋰電池化成工藝及性能參數介紹描述電池為什么需要化成、化成的機理與目的,概述國內外不同鋰電廠家對鋰電池化成工序的研究,介紹目前行業內鋰電池化成的方法和流程,電池化成后,鋰電池生產廠家一般對鋰電池產品的關注指標,產品的分組方法,鋰電行業鋰電池性能的檢測指標。

  第三章 夾具化成機器的設計和實現夾具化成機器的設計,主要介紹機械機構方案的確定,恒溫夾具化成系統中的夾具壓力如何實現。本課題主要改進方向是將鋰電池在自由狀態下化成,創新為在恒定溫度和夾具壓力下進行化成,以縮短正負極材料之間的距離,減少電流通過的路徑,極大提升化成的效率和化成的效果,采用氣缸傳動設計壓力的傳動方式,設計氣壓傳動系統圖,確定升降氣缸參數,各項功能參數確定后,實現相應的硬件設備,并對其做出簡明的介紹。

  第四章 系統界面設計針對本方案中的恒溫夾具化成設備,為了減少操作員操作的失誤率,提高電池化成的可靠性,本方案采用面向對象設計[10]的 Visual Basic 高級程序設計語言[11],開發簡易、親民化的可視化操作系統界面,操作系統界面可以為整個系統的參數設定和數據查詢功能提供良好人機交互界面,本系統的整個上位機界面主要由初始設置、化成過程控制、數據查詢與分析等操作界面組成,并對每一個界面做詳細的功能介紹。

  第五章 DOE 實驗設計和參數確定夾具化成機械設計和系統界面設計完成后,下一步工作就是找最優的化成參數。首先通過頭腦風暴法確定影響電池化成性能的各種因子,再用魚骨圖法確定各種因子的重要性,并對其排序,挑選出重要的因子進行田口實驗,采用 Minitab分析(統計分析軟件)軟件對田口實驗結果進行系統的分析,找出關鍵因子壓力、充電電流、溫度的重要水平,同時建立最優方案。最后驗證恒溫夾具化成后的電池性能,主要針對電芯的厚度、容量、循環性能以及拆開電池后的極片界面進行驗證。

  結論總結全文,并根據實際生產運行過程中的不足進行分析,確認本課題下一步研究發展方向。

  第 2 章 鋰電池化成工藝及性能參數介紹

  2.1 鋰電池的生產工藝

  2.2 鋰電池的化成介紹

  2.2.1 化成的目的

  2.2.2 鋰電池化成的工藝參數

  2.2.3 化成的機理

  2.3 SEI 膜

  2.3.1 SEI 膜的成分

  2.3.2 SEI 膜的結構

  2.3.3 SEI 膜的形成過程

  2.4 鋰電池性能介紹

  2.4.1 鋰電池電壓

  2.4.2 鋰電池容量

  2.4.3 鋰電池內阻

  2.4.4 鋰電池電壓降

  2.5 小結

  第 3 章 夾具化成機器的設計和實現

  3.1 升降機構方案的確定

  3.1.1 機械傳動

  3.1.2 電氣傳動

  3.1.3 液壓傳動

  3.1.4 氣壓傳動

  3.2 升降氣缸設計

  3.3 設計實現

  3.3.1 下位機的設定參數

  3.3.2 下位機各機構介紹

  3.4 小結

  第 4 章 系統界面設計

  4.1 系統界面總體框架

  4.2 初始設置界面

  4.2.1 屏號設置

  4.2.2 通訊設置

  4.2.3 用戶設置

  4.2.4 顏色設置

  4.2.5 其它設置

  4.3 化成過程控制界面

  4.3.1 啟動工作

  4.3.2 電池巡檢

  4.3.3 電池分選

  4.4 化成過程控制界面

  4.4.1 綜合數據

  4.4.2 分類數據

  4.4.3 統計報表

  4.4.4 曲線

  4.5 小結

  第 5 章 DOE 實驗設計和參數確定

  5.1 田口方法介紹

  5.1.1 田口方法的含義

  5.1.2 田口方法的設計

  5.2 影響電池化成性能的關鍵因素分析

  5.3 化成設計

  5.3.1 傳統化成工藝流程

  5.3.2 本方案工藝流程

  5.4 實驗實施和數據分析

  5.4.1 設計表生成

  5.4.2 厚度分析

  5.4.3 容量分析

  5.4.4 循環性能分析

  5.4.5 拆解電池分析

  5.5 小結

結 論

  新能源技術的飛速發展,如何提高鋰離子電池的使用壽命,如何化成生成良好的 SEI 膜以及提高電池性能的一致性是各個領域必須處理的問題。恒溫夾具化成技術突破了傳統的化成方式,該化成系統實現了鋰電池批量化成檢測系統模塊化,極大的減少了化成時間,提升了設備的利用率,降低了化成對周邊環境所需要的能耗,極力符合國家目前提出的節能減排降耗這一國家政策;同時采用該化成系統生產的電池,容量更高,性能更優越;開發出了可以實時監控的化成檢測系統,該軟件可以給出實時的化成檢測數據顯示功能,并能夠對電池化成中生產的數據進行及時存儲,實時生成報表、曲線等各種統計功能,在電池化成完成后,能夠及時整理化成時候產生的電壓、容量等相關參數,可以極大的方便操作員進行不合格品刪選、檢查等操作;經過反復的 DOE 試驗驗證,得出了更優的化成工藝參數,也進一步證明了該化成系統的可靠性、穩定性和實用性。

  1.本文工作總結

  本文首先概述本課題相關的研究背景和意義,總結目前鋰電池化成系統存在的不足;墒卿囯x子電池生產過程中不可或缺的工序,使電池形成良好的 SEI膜,本文設計了一種恒定溫度并夾具化成監測管理系統。本文的主要工作以及研究成果如下:

 。1) 現有的電芯生產工藝中,電池主體大都在自由狀態下進行化成,由于小電流化成,時間較長,SEI 界面不好,電池的壽命不長,本文提出了恒溫且同時用夾具加壓化成的方式,提高了化成電流,電池的循環壽命大幅度的延長,節省了時間,大幅度的提高生產效率 500%以上,對電池的變形及厚度增長也有一定的抑制作用。

 。2) 實現了上位機系統開發,新型的上位機系統具有更好的設計、通俗易懂,本文采用高級程序語言 Visual Basic 開發了上位機操作系統界面, 實現對上位機操作系統的規劃和設計,設計了一款操作簡單,人機互動性強、運行穩定的操作系統界面軟件,布局 CAN 通信系統對下位機進行遠程控制,結合 SQL Server 數據庫,實現對下位機實時監控電池化成中的狀態,對化成數據進行實時存儲、查詢與統計分析,并能通過顏色管理讓操作員輕易的挑出化成不合格的電池,降低了對操作員本身素質的要求。

 。3) 實現了下位機系統開發,為了提高化成電流,需要縮短化成時電流通過的路徑,采用氣缸傳動的壓力傳動方式,確定氣缸參數,實現電池在化成過程中的恒定壓力;通過頭腦風暴法確定影響電池化成性能的各種因子,接著用魚骨圖確定關鍵因子,再采用田口實驗設計方法對關鍵因子進行實驗驗證,獲得最優的化成參數。

 。4)化成后電池的性能好壞是恒溫及夾具化成系統是否可行的唯一標準。本方案采用先進的田口實驗設計方法,尋找到了適合本系統的最佳化成工藝參數并加以推廣實施,通過與傳統化成系統產品的電池進行整體的性能對比,本方案化成的電池在容量、循環性能、極片外觀等方面都極大的優于傳統化成系統產品。

  2.下一步工作

  由于個人能力有限以及時間的限制,本聚合物鋰離子電池化成管理系統雖然實現了預期的功能,但還有些方面需要進一步的改進和提高。在后續的工作中,計劃對以下的幾個方面做深入的研究和完善:

 。1) 本電池化成系統的上位機已經實現了對數據的監控、存儲和統計等功能,但是在遠程調用、查看、傳播方面仍欠缺;計劃后續建立專門的網絡服務器,將上位機存儲、統計的數據上傳到網絡服務器;以實現工廠內部、客戶端等任何地方,只要有網絡,即可對電池性能數據進行訪問查詢。

 。2) 目前使用本電池化成系統的時候,仍需要操作員手工上架、下架電池。

  手工上下架電池可能會出現擺放錯位,夾不到電池端子,正負極裝反等操作失誤,特別是尺寸較小的電池更不利于上夾操作,后續設想采用氣缸推動上夾方式,操作者只須將待化成的電池裝入特定的電池托盤,插入化成設備即可,特別適合對 小尺寸電池,可以預見,操作過程效率將會大幅度的提高,適合大規模工業自動化生產,徹底實現鋰電池生產的"No hand touch, No defect".

 。3) 下位機做進一步的優化,增加容量測試功能,以恒溫夾具化成、分容管理一體化;解決目前由于分容時,溫度、壓力不一,導致容量差異非常大的原因,對新能源汽車動力電池一致性的提高將有顯著的作用。

 。4) 上位機圖形界面仍需要做進一步的優化,簡化系統的操作流程,完善系統的操作界面,更進一步的滿足操作員的需求。

 。5) 長期的高溫,電子元件耐高溫老化問題;電池放電時的能量回收課題,都是非常具有實際意義的工作,這些都需要工程師設法解決。

  參考文獻

  [1] YANG H, AMIRUDDIN S, BANG H J. A review of Li-ion cell chemistries and their potential use in hybrid electric vehicles. Journal of Industrial and  Engineering Chemistry, 2006, 12(1): 12-38

  [2] 盧世剛,劉莎。 電動汽車用動力電池的主要發展方向。 新材料應用,2005,4: 49-52

  [3] 田春霞。 純電動汽車的優缺及發展制約。 大眾科技,2011,12: 138-139

  [4] 王歡。 基于低碳經濟要求的新能源汽車發展分析。 機械與電子,2010,S1:46-50

  [5] 韓曉娟,程成。 涉及電池使用壽命的混合儲能系統容量優化模型。 中國電機工程學報,2013,33(34):91-97

  [6] 徐艷輝,李德成,胡博等。 鋰離子電池活性電極材料。 北京:化學工業出版社,2017,304-323

  [7] 張維戈,時瑋。 大容量鋰離子電池的并聯性能評估與等價性分析。 中國自行車,2014, 06: 1499-1504

  [8] 鄭子山,張中太。 鋰離子二次電池最新進展及評述。 化學世界,2004,12(6):270-272

  [9] 何銀吉,趙英林,樂浪。 一種新型的鋰離子電池化成系統。 哈爾濱理工大學學報,2005,10(5): 64-66

  [10] 袁飛,程恩。 用 Visual Basic 實現 SQL 數據庫到 Acess 的動態備份。 電腦開發與應用,2004,05: 2-3

  [11] 張海藩。 軟件工程導論。 北京:清華大學出版社,2008,259-266

  [12] 宮江平,文飛龍。 化成制度對混合電動車電性能的影響。 電池工業,2012,05: 276-278

  [13] Teiseira M F S, B by ergamini M F, Bocchi N. Lithium ions determination by selective pre-concentraction and differential pulase anodic stripping  voltammetry using a carbon paste electrode modified with a spinel type  manganese oxide. Talanta, 2004, 62: 603-609

  [14] 吉野彰。 日本鋰離子蓄電池技術的開發過程和最新趨勢。 電源技術,2001, 06:  416-422

  [15] 周方,李茂德。 圓柱形鋰離子電池溫升效應研究,電源技術, 2011, 35(9): 128-132

  [16] Whittingham M S. Ultimate Limits to Intercalation Reactions for lithium  Batteries. Chem Rev 2014, 114(23): 414-443.

  [17] 魏學哲,徐瑋,沈丹。 鋰離子電池內阻辨識及其在壽命估計中的應用。 電源  技術,2009,3(3): 217-220

  [18] 胡庚詳,蔡珣。 材料科學基礎。 上海:上海交通大學出版社,2010,57-79

  [19] Peled E, Bar Tao D, Merson, et al. J. Power Sources, 1997, 98: 52-57

  [20] 陳映華。 釩基磷酸鹽體系鋰離子電池正極材料的制備及摻雜改性研究:[華南  理工大學碩士論文]. 廣東: 華南理工大學,2009,12-16

  [21] SONGL, EVANSJW. Measurement of the thermal conductivity of Lithium  polymer battery. Journal of the Electrochemical Society, 1999, 146(3): 3-4

  [22] RUI X, YAN Q, KAZACOS M S, et al. Li3V2(PO4)3 Cathode Materials for

  Lithium ion batteries: A review. J. Power Sources, 2014(258): 19-38

  [23] 張上安。 混合動力車用鋰電池組液體冷卻散熱機理研究: [湖南大學碩士學位  論文]. 湖南:湖南大學動力與機械工程學院,2013,25-26

  [24] 張志杰,李茂德。 鋰離子電池內阻變化對電池溫升影響分析。 電源技術,  2010, 27: 166-168

  [25] 田書,MA Chao,TIAN Shu-lin. 中國測試技術,2006,32(5): 36-38

  [26] 逯全燕。 鋰電池化成管理系統的設計與實現: [江蘇大學碩士學位論文]. 江  蘇:江蘇大學農業電氣化與自動化,2015,41-42

  [27] Sun Fengchun, Zhang Chengning, Guo Haitao. Battery Management System  with State of Charge Indicator for Electric Vehicles. Journal of Beijing Institute  of Technology, 1998, 7(2): 166-172

  [28] 游林儒,張晉格,王炎。 可充電電池化成檢測一體化系統的功能與實現。 黑  龍江自動化技術與應用,1999,18(5): 35-38

  [29] 王爾賢。 電池檢測不確定性的評定(II)。 電池工業,2004,05: 268-270

  [30] Andrew S. Tanenbaum. Computer Networks. 北京:清華大學出版社,2002, 299-311

  [31] Philips Semiconductors.SJA1000 Stand-alone CAN controller. Product Datasheet, 2000, 60-69

  [32] 魏小龍。 MSP430系列單片機接口技術及系統設計實例。 北京: 北京航空航天  大學出版社,2002,13-17

  [33] 劉微。 獨立CAN器件Sja1000的應用。 南京工程學院學報,2002,2(1): 32-35

  [34] 國家 863 中部。 軟件孵化器 Visual Basic. 北京:人民郵電出版社,2015,  135-142

  [35] 張玉強,劉生春等。 一種基于實時數據采集系統的數據處理方法。 計算機自動  測量與控制,2001,02: 45-47

  [36] 李睿,林亞平,易葉青,等。 兩層傳感器網絡中的安全 Top-k 查詢協議。 計  算機研究與發展,2012,49(9): 1947-1958

  [37] Water AVS, Bruno S. Advances in lithium-ion Batteries. New York: Kluwer  Acadimic Plenum Publishers, 2001, 85-100

  [38] 高鵬,朱永明。 電化學基礎教程。 北京: 化學工業出版社,2016,78-79

  [39] 彭群生,金小剛。 計算機圖形學應用基礎。 北京:科學出版社,2013,1-18

  [40] 馬逢時,周暐,劉傳冰,等。 六西格瑪管理統計指南。 北京:中國人民大學  出版社,2007,400-422

  [41] Daniel B. Materials and Processing for Lithium Ion Batteried. JOM, 2008, 60(9): 43-48

  [42] 馬林,何幀。 六西格瑪管理。 北京:中國人民大學出版社,2008,298-325

致 謝

  本論文是在我的導師何選森副教授悉心指導下完成的。在本文的工作期間,導師淵博的知識面、嚴謹的治學態度和精益求精的工作作風令我深受感染并受益匪淺。在論文的制作過程中,不管是開題報告、論文寫作,還是文章學習,何教授幫我認真審查、仔細斟酌,并提出建設性的意見和建議。讓我的文章思路更加清洗、條例更加明確,論點論據更加具有說服力。導師的教導和精神將指導和激勵我未來的整個生活、工作規劃,成為我人生成長中缺一不可的財富。在此對我的導師致以最崇高的敬意和最衷心的感謝!

  非常感謝佛山某電池公司的蔡建文工程師、尹曉楓工程師和曾岳峰工程師等對我的指導和幫助。他們在我論文的制作過程中,和我一同在生產線做測試,幫我拆解電池,收集初步的實驗數據。他們豐富的知識,一絲不茍的工作作風將對我的學習和工作產生巨大的影響。

  還要特別感謝湖南大學傅喜泉教授、杜四春副教授、伍仁勇博士和中聚科技有限公司研究院李文煜博士,中南大學的葉柏龍高工等,給予我許多建設性的意見,在我論文的構思、撰寫和修改過程中,得到了他們許多熱情的幫助和細心指導,感謝他們為我的論文所傾注的心血!

  在我兩年半的學習、工作和生活的過程中,還得到很多同事以及其它同學們的寶貴支持,沒有他們的幫助,我也不可能完成我的課題。

  衷心感謝我的妻子和女兒鄧佳圓在我求學生涯中給予我的支持、鼓勵和愛護。

  感謝所有關心、幫助過我的老師、同學和朋友們!

  最后,感謝評閱本論文的專家們,謝謝你們在百忙之中抽出時間來評閱本論文并提出寶貴意見!

(如您需要查看本篇畢業設計全文,請您聯系客服索。

相關內容
相關標簽:夾具畢業設計
好優論文定制中心主要為您提供代做畢業設計及各專業畢業論文寫作輔導服務。 網站地圖
所有論文、資料均源于網上的共享資源以及一些期刊雜志,所有論文僅免費供網友間相互學習交流之用,請特別注意勿做其他非法用途。
如有侵犯您的版權或其他有損您利益的行為,請聯系指出,論文定制中心會立即進行改正或刪除有關內容!
欧美国产伦久久久久久久
<acronym id="cqmsy"></acronym>
<acronym id="cqmsy"><center id="cqmsy"></center></acronym>