I. Deconstrucció precisa dels objectius de la tasca
La deconstrucció de l'objectiu de la tasca és un aspecte fonamental del desenvolupament cel·lular. Ja sigui per al desenvolupament de nous productes o per al manteniment continu de productes produïts en massa-, desglossar els objectius de manera clara i lògica és crucial. Els indicadors complexos s'han de posar en capes i perfeccionar-los, i després assignar-los sistemàticament als departaments rellevants. Això garanteix que cada departament entén la seva direcció i prioritats.
Si un departament no aconsegueix els seus objectius assignats, la responsabilitat és clara. Per contra, si tots els departaments aconsegueixen amb èxit els seus objectius descomposts, però l'objectiu general no s'ha assolit, cal tornar a avaluar si la descomposició objectiva del departament de desenvolupament cel·lular era esbiaixada o poc raonable.
Per exemple, quan es desenvolupen cèl·lules d'alta -energia- densitat, l'objectiu de densitat d'energia s'ha de desglossar en aspectes específics, com ara la selecció de material d'elèctrode positiu i negatiu, el disseny del gruix de l'elèctrode i la formulació d'electròlits, amb aquestes tasques assignades als departaments de R+D de materials i disseny de processos.
A les empreses de bateries més grans, el desenvolupament de cèl·lules comença atenent les necessitats dels clients. Després d'aconseguir una comprensió profunda dels requisits del client pel que fa al rendiment, la mida i el cost de les cèl·lules en diferents escenaris d'aplicació, es realitza una anàlisi completa i detallada de la descomposició de l'objectiu. A les fàbriques de bateries més petites, mentre que la direcció superior pot establir directament objectius i estratègies clau, els empleats júniors encara poden aprendre els mètodes i la lògica de la descomposició dels indicadors a partir dels OKR (Objectius i resultats clau) de l'empresa. Aquest procés no només ajuda els empleats a entendre el disseny estratègic general de l'empresa, sinó que també ofereix orientacions a nivell macro-per a la seva feina.
II. Procés de desenvolupament de producte rigorós
(1) Planificació del disseny-basada en la demanda
A l'inici del desenvolupament de nous productes, les dimensions estructurals de la cèl·lula s'han de dissenyar amb precisió en funció dels requisits del client. Els diferents escenaris d'aplicació, com ara els vehicles elèctrics, les centrals elèctriques d'emmagatzematge d'energia i l'electrònica de consum, tenen demandes molt diferents de mida de cèl·lules. Simultàniament, s'han d'establir indicadors de rendiment elèctric complets i precisos basats en les característiques de l'escenari d'aplicació, com ara la densitat d'energia, la taxa de càrrega-descàrrega, la vida útil del cicle i la taxa d'auto-descàrrega.
Per exemple, les cèl·lules dels vehicles elèctrics han de prioritzar la densitat d'energia i les taxes de descàrrega{0}}per complir els requisits de càrrega ràpida i de llarg abast, mentre que les cèl·lules per a estacions d'emmagatzematge d'energia se centren més en la vida útil i la seguretat del cicle. Durant la fase de disseny i planificació, la col·laboració amb els departaments de sistemes també és essencial per desenvolupar solucions integrals de sistemes, inclosos sistemes de gestió de qualitat i sistemes de procés de producció, establint una base sòlida per a la producció de mostres posterior.
(2) Producció de mostres i optimització iterativa
Un cop finalitzada la planificació del disseny, el procés passa ràpidament a l'encàrrec personalitzatequip de bateriaproducció de mostres. Cada ronda de producció de mostres s'ha de sotmetre a proves rigoroses i exhaustives, que inclouen proves de rendiment elèctric, proves de seguretat i proves d'adaptabilitat ambiental. En funció dels resultats de la prova, els paràmetres de disseny i procés s'ajusten ràpidament i comença la següent ronda de validació. Aquest procés iteratiu continua fins que s'assoleixen perfectament els objectius de rendiment cel·lular.
Un cop el rendiment elèctric de la cèl·lula compleix els estàndards, cal una validació addicional si el producte final és un mòdul del sistema. Els mòduls inclouen múltiples cèl·lules connectades en sèrie o en paral·lel, la qual cosa requereix la consideració de factors complexos com la consistència cel·lular, la gestió tèrmica i les connexions elèctriques.
Per als nouvinguts que entren al camp del desenvolupament cel·lular, la tasca principal inicialment és fer ombralínies de producció de bateries. A la línia de producció, els nouvinguts poden aprendre visualment tot el procés detallat de fabricació de les cèl·lules, des de les matèries primeres fins als productes acabats, incloent-hi passos clau com el recobriment d'elèctrodes, bobinatge o apilament, injecció d'electròlits i encapsulació.
A mesura que s'acumula l'experiència, els nouvinguts poden assumir gradualment el paper de líder de l'experiment, totalment responsable de la producció de cèl·lules i estandarditzant la sortida dels informes de procés. Després de completar les mostres, actuen com a comissaris, enviant mostres a institucions professionals de proves i produint informes especialitzats detallats basats en els resultats de les proves.
Mentre s'oculten les línies de producció, són inevitables diversos problemes-del lloc, com ara defectes de materials, fluctuacions del procés i fallades de l'equip. Això requereix acumulació contínua d'experiència per millorar gradualment les habilitats-de resolució de problemes. Aquest procés també implica treballs de validació de diversos materials de bateries. Tot i que no estan tan especialitzats com els professionals del departament de materials, els nouvinguts encara poden comprendre les característiques bàsiques i les aplicacions essencials.
Per a les cèl·lules provades, és necessària una anàlisi de desmuntatge o una altra anàlisi de fallades. Tot i que no és tan-en profunditat com els departaments d'anàlisi de fallades professionals, encara es pot extreure informació clau per ajudar a l'optimització del producte.
III. Formulació de l'estratègia d'aplicació científica del producte
(1) Exploració del rendiment i formulació d'estratègies per a productes de nou desenvolupament
Els productes de cèl·lules recentment desenvolupats s'han de sotmetre a una sèrie de proves de rendiment elèctric bàsiques completes i-profundes, com ara proves de capacitat, proves de resistència interna i proves de cicle de vida a diferents temperatures i velocitats de descàrrega-de càrrega.
A partir d'aquestes proves, es generen resultats detallats de les proves de matriu de referència i es formulen taules precises de limitació de corrent de càrrega{0}}descàrrega. Aquestes taules serveixen com a referències crítiques per al desenvolupament posterior de l'estratègia BMS (Battery Management System). El BMS ha de controlar raonablement els corrents de càrrega-descàrrega en funció de les característiques de la cèl·lula per garantir un funcionament segur i eficient.
Per a les cèl·lules amb possibles deficiències del sistema de materials o que no compleixin completament els estàndards, les estratègies de prova s'han d'ajustar de manera flexible. Per exemple, per a les cel·les propenses a l'expansió, es pot aplicar una força de pre-apretar per suprimir l'expansió i garantir el rendiment. Per a les cèl·lules amb una acceptació de càrrega més feble, es poden intentar mètodes de càrrega escalonats per millorar l'eficiència de càrrega.
(2) Manteniment i optimització dels-productes de producció massiva
El manteniment de la producció en massa és complex i crític. Pot implicar una reducció de costos-reducció de la validació de substitució del material, cercant matèries primeres més rendibles-sense comprometre el rendiment del producte, millorant així la competitivitat del mercat. Simultàniament, les cèl·lules envellides s'han de sotmetre a una validació de la capacitat de càrrega-descàrrega per avaluar la bretxa entre la vida útil real de l'operació i la vida útil del laboratori, proporcionant suport de dades per a la predicció i optimització de la vida útil del producte.
A més, les queixes dels clients requereixen una validació de la reproducció, una-anàlisi profunda de les causes arrel i mesures pràctiques de millora. Aquestes tasques varien segons l'enfocament empresarial de l'empresa i les necessitats dels clients.
Per als nouvinguts, la fase d'aplicació del producte consisteix principalment a aprendre procediments de prova específics, a comprendre a fons el propòsit i els principis de disseny de cada pas de prova. Després de dominar els mètodes de prova, es requereix un processament de dades precís,-anàlisi en profunditat dels resultats de les proves i la producció d'informes especialitzats professionals. Si els productes de l'empresa són mòduls, també s'han de realitzar proves de mòduls.
Les proves de mòduls són més complexes que les proves de cèl·lules. Més enllà del propi rendiment de la cèl·lula, s'han d'abordar els problemes de coherència derivats de múltiples cèl·lules connectades en sèrie o en paral·lel. Això garanteix que els paràmetres com ara la tensió, la capacitat i la resistència interna siguin similars entre les cèl·lules durant la càrrega-descàrrega, evitant la sobrecàrrega o la sobre-descàrrega de les cèl·lules individuals.
A més, els problemes d'augment de temperatura dels mòduls s'han de resoldre mitjançant el disseny de sistemes de gestió tèrmica raonables per garantir que els mòduls funcionin dins dels rangs de temperatura adequats en diverses condicions. A més, cal estudiar a fons l'estratègia d'aplicació de BMS en mòduls per aconseguir una gestió i protecció precisa. Sens dubte, aquest és un camp profund i extens, que requereix que els professionals acumulin coneixements contínuament i aprofundeixin en la seva comprensió mitjançant la pràctica.
A les noves fàbriques de bateries d'energia, el desenvolupament de cèl·lules és com una marató llarga i complexa. Si els professionals tenen l'oportunitat de seguir completament un projecte, participant profundament en totes les etapes, des de l'anàlisi de la demanda i el desenvolupament del producte fins al manteniment d'aplicacions, no només poden dominar de manera integral les habilitats de desenvolupament cel·lular i acumular una rica experiència, sinó que també poden obtenir una gran sensació d'assoliment quan el producte arriba amb èxit al mercat i satisfà les necessitats del client.
Per descomptat, aquest procés també està ple de reptes. Les hores extraordinàries esdevenen la norma i la pressió laboral és important. Tanmateix, és a través de reptes d'-intensitat tan alta que els professionals continuen creixent i contribuint al desenvolupament pròsper de la nova indústria de les bateries d'energia.
A lesTOB NOVA ENERGIA, donem suport al desenvolupament de cèl·lules en totes les etapes-des de la línia de laboratori de la bateria, la configuració de la línia pilot de la bateria fins a-escala completasolucions de línia de producció de bateries. Oferim i una àmplia gamma dematerials de la bateria, amb el suport d'un expertsuport tècnic de bateriaper a tecnologies emergents com ara les bateries d'estat-sòlid, d'ions-sodi i de sofre-liti. Esperem que més companys comparteixin les seves experiències a la secció de comentaris per millorar col·lectivament la nostra comprensió de les responsabilitats del desenvolupament cel·lular.
