Responsabilità principali della ricerca e sviluppo delle celle delle batterie

I. Decostruzione precisa degli obiettivi del compito

La decostruzione degli obiettivi di attività è un aspetto fondamentale dello sviluppo cellulare. Che si tratti dello sviluppo di nuovi prodotti o della manutenzione continua di prodotti di massa, è fondamentale scomporre gli obiettivi in modo chiaro e logico. Indicatori complessi devono essere stratificati e perfezionati, quindi assegnati sistematicamente ai reparti competenti. Ciò garantisce che ogni reparto comprenda la propria direzione e le proprie priorità.

Se un reparto non riesce a raggiungere gli obiettivi assegnati, la responsabilità è chiara. Al contrario, se tutti i reparti raggiungono con successo i loro obiettivi scomposti ma l'obiettivo generale rimane insoddisfatto, è necessario rivalutare se la scomposizione degli obiettivi del reparto di sviluppo delle celle sia stata distorta o irragionevole.

Ad esempio, quando si sviluppano celle ad alta densità energetica, l'obiettivo di densità energetica deve essere suddiviso in aspetti specifici quali la selezione del materiale degli elettrodi positivi e negativi, la progettazione dello spessore degli elettrodi e la formulazione dell'elettrolita; questi compiti devono essere assegnati ai dipartimenti di ricerca e sviluppo dei materiali e di progettazione dei processi.

Nelle aziende di batterie più grandi, lo sviluppo delle celle inizia rispondendo alle esigenze dei clienti. Dopo aver acquisito una profonda comprensione dei requisiti dei clienti in termini di prestazioni, dimensioni e costi delle celle in diversi scenari applicativi, viene condotta un'analisi completa e dettagliata della scomposizione degli obiettivi. Nelle fabbriche di batterie più piccole, mentre il top management può definire direttamente obiettivi e strategie chiave, i dipendenti junior possono comunque apprendere i metodi e la logica della scomposizione degli indicatori dagli OKR (Obiettivi e Risultati Chiave) dell'azienda. Questo processo non solo aiuta i dipendenti a comprendere l'impostazione strategica generale dell'azienda, ma fornisce anche una guida a livello macro per il loro lavoro.

II. Rigoroso processo di sviluppo del prodotto

(1) Pianificazione della progettazione basata sulla domanda

All'inizio dello sviluppo di un nuovo prodotto, le dimensioni strutturali della cella devono essere progettate con precisione in base alle esigenze del cliente. Diversi scenari applicativi, come veicoli elettrici, centrali di accumulo di energia ed elettronica di consumo, presentano requisiti molto diversi in termini di dimensioni delle celle. Allo stesso tempo, è necessario stabilire indicatori di prestazione elettrica completi e precisi in base alle caratteristiche dello scenario applicativo, tra cui densità energetica, velocità di carica-scarica, durata del ciclo e velocità di autoscarica.

Ad esempio, le celle per veicoli elettrici devono dare priorità alla densità energetica e alle velocità di carica e scarica per soddisfare i requisiti di lunga autonomia e ricarica rapida, mentre le celle per le stazioni di accumulo di energia si concentrano maggiormente sul ciclo di vita e sulla sicurezza. Durante la fase di progettazione e pianificazione, la collaborazione con i reparti di sistema è essenziale anche per sviluppare soluzioni di sistema complete, inclusi sistemi di gestione della qualità e sistemi di processo produttivo, gettando solide basi per la successiva produzione di campioni.

(2) Produzione di campioni e ottimizzazione iterativa

Dopo aver completato la pianificazione del design, il processo passa rapidamente alla personalizzazione apparecchiature a batteria Produzione di campioni. Ogni ciclo di produzione di campioni deve essere sottoposto a test rigorosi e completi, tra cui test di prestazione elettrica, test di sicurezza e test di adattabilità ambientale. Sulla base dei risultati dei test, i parametri di progettazione e processo vengono tempestivamente modificati e inizia il ciclo successivo di convalida. Questo processo iterativo continua fino al raggiungimento perfetto degli obiettivi prestazionali della cella.

Una volta che le prestazioni elettriche della cella soddisfano gli standard, è necessaria un'ulteriore convalida se il prodotto finale è un modulo di sistema. I moduli comprendono più celle collegate in serie o in parallelo, il che richiede la considerazione di fattori complessi come la coerenza delle celle, la gestione termica e i collegamenti elettrici.

Per i nuovi arrivati che entrano nel campo dello sviluppo cellulare, il compito principale inizialmente è quello di seguire linee di produzione di batterie Sulla linea di produzione, i nuovi arrivati possono apprendere visivamente l'intero processo di fabbricazione dettagliato delle celle, dalle materie prime ai prodotti finiti, compresi i passaggi chiave come il rivestimento degli elettrodi, l'avvolgimento o l'impilamento, l'iniezione dell'elettrolita e l'incapsulamento.

Con l'esperienza, i nuovi arrivati possono gradualmente assumere il ruolo di responsabile dell'esperimento, con la piena responsabilità della produzione delle cellule e della standardizzazione dei report di processo. Una volta completati i campioni, fungono da commissari, inviandoli a istituti di analisi professionali e producendo report specialistici dettagliati basati sui risultati dei test.

Durante l'osservazione delle linee di produzione, sono inevitabili diverse problematiche in loco, come difetti dei materiali, fluttuazioni di processo e guasti alle apparecchiature. Ciò richiede un continuo accumulo di esperienza per migliorare gradualmente le capacità di problem-solving. Questo processo prevede anche attività di convalida per vari materiali per batterie. Pur non essendo specializzati come i professionisti del reparto materiali, i nuovi arrivati possono comunque comprendere le caratteristiche di base e gli elementi essenziali delle applicazioni.

Per le celle testate, è necessaria un'analisi di smontaggio o un'analisi dei guasti di altro tipo. Sebbene non siano approfondite come quelle dei dipartimenti di analisi dei guasti professionali, è comunque possibile estrarre informazioni chiave per favorire l'ottimizzazione del prodotto.

III. Formulazione della strategia di applicazione scientifica del prodotto

(1) Esplorazione delle prestazioni e formulazione della strategia per prodotti di nuova concezione

I prodotti cellulari di nuova concezione devono essere sottoposti a una serie di test completi e approfonditi sulle prestazioni elettriche di base, tra cui test di capacità, test di resistenza interna e test di durata del ciclo a diverse temperature e velocità di carica-scarica.

Sulla base di questi test, vengono generati risultati dettagliati della matrice di base e vengono formulate precise tabelle di limitazione della corrente di carica-scarica. Queste tabelle servono come riferimenti fondamentali per il successivo sviluppo della strategia BMS (Battery Management System). Il BMS deve controllare ragionevolmente le correnti di carica-scarica in base alle caratteristiche della cella per garantire un funzionamento sicuro ed efficiente.

Per le celle con potenziali carenze nel sistema dei materiali o che non soddisfano pienamente gli standard, le strategie di test devono essere adattate in modo flessibile. Ad esempio, per le celle soggette a dilatazione, è possibile applicare una forza di pre-serraggio per sopprimere l'espansione e garantire le prestazioni. Per le celle con una minore accettazione di carica, è possibile provare metodi di carica a gradini per migliorare l'efficienza di carica.

(2) Manutenzione e ottimizzazione dei prodotti di serie

La manutenzione della produzione di massa è complessa e critica. Può comportare la convalida della sostituzione dei materiali per ridurre i costi, ricercando materie prime più convenienti senza compromettere le prestazioni del prodotto, migliorando così la competitività sul mercato. Allo stesso tempo, le celle obsolete devono essere sottoposte a convalida della capacità di carica-scarica per valutare il divario tra la durata operativa effettiva e quella in laboratorio, fornendo dati di supporto per la previsione e l'ottimizzazione della durata del prodotto.

Inoltre, i reclami dei clienti richiedono la convalida della riproduzione, un'analisi approfondita delle cause profonde e misure concrete di miglioramento. Queste attività variano a seconda dell'obiettivo aziendale e delle esigenze dei clienti.

Per i nuovi arrivati, la fase di applicazione del prodotto prevede principalmente l'apprendimento di procedure di test specifiche, la comprensione approfondita dello scopo e dei principi di progettazione di ogni fase di test. Dopo aver padroneggiato i metodi di test, sono richiesti un'elaborazione accurata dei dati, un'analisi approfondita dei risultati dei test e la produzione di report professionali specializzati. Se i prodotti dell'azienda sono moduli, è necessario eseguire anche i test sui moduli.

Il test dei moduli è più complesso rispetto al test delle celle. Oltre alle prestazioni specifiche della cella, è necessario affrontare anche i problemi di coerenza derivanti dal collegamento in serie o in parallelo di più celle. Questo garantisce che parametri come tensione, capacità e resistenza interna siano simili tra le celle durante la carica-scarica, prevenendo il sovraccarico o la sovrascarica delle singole celle.

Inoltre, i problemi di aumento della temperatura dei moduli devono essere risolti progettando sistemi di gestione termica adeguati per garantire che i moduli funzionino entro intervalli di temperatura adeguati in diverse condizioni. Inoltre, la strategia di applicazione del BMS nei moduli deve essere studiata a fondo per ottenere una gestione e una protezione precise. Si tratta senza dubbio di un campo vasto e complesso, che richiede ai professionisti di accumulare continuamente conoscenze e approfondire la propria comprensione attraverso la pratica.

Nelle fabbriche di batterie per nuove energie, lo sviluppo delle celle è come una lunga e complessa maratona. Se i professionisti hanno l'opportunità di seguire un progetto in modo approfondito, partecipando attivamente a ogni fase, dall'analisi della domanda allo sviluppo del prodotto fino alla manutenzione dell'applicazione, possono non solo padroneggiare a fondo le competenze di sviluppo delle celle e accumulare una ricca esperienza, ma anche provare un profondo senso di soddisfazione quando il prodotto raggiunge con successo il mercato e soddisfa le esigenze dei clienti.

Naturalmente, questo processo è anche irto di sfide. Gli straordinari diventano la norma e la pressione lavorativa è notevole. Tuttavia, è attraverso sfide così intense che i professionisti continuano a crescere e a contribuire al fiorente sviluppo del settore delle batterie per la nuova energia.

A TOB NUOVA ENERGIA , supportiamo lo sviluppo delle celle in ogni fase, dalla linea di laboratorio della batteria, all'impostazione della linea pilota della batteria fino alla produzione su larga scala soluzioni per linee di produzione di batterie Forniamo e una vasta gamma di materiali della batteria , supportato da esperti supporto tecnico della batteria per tecnologie emergenti come le batterie allo stato solido, agli ioni di sodio e al litio-zolfo. Ci aspettiamo che altri colleghi condividano le loro esperienze nella sezione commenti per migliorare collettivamente la nostra comprensione delle responsabilità nello sviluppo delle celle.