Principales responsabilités de la recherche et du développement des cellules de batterie

I. Déconstruction précise des objectifs de la tâche

La décomposition des objectifs de tâches est un aspect fondamental du développement cellulaire. Qu'il s'agisse du développement de nouveaux produits ou de la maintenance continue de produits de série, une décomposition claire et logique des objectifs est essentielle. Des indicateurs complexes doivent être hiérarchisés et affinés, puis systématiquement attribués aux services concernés. Cela permet à chaque service de comprendre ses orientations et ses priorités.

Si un service ne parvient pas à atteindre les objectifs qui lui ont été assignés, la responsabilité est clairement établie. À l'inverse, si tous les services atteignent leurs objectifs décomposés, mais que la cible globale reste inatteignable, il est nécessaire de réévaluer si la décomposition des objectifs du service de développement cellulaire était biaisée ou déraisonnable.

Par exemple, lors du développement de cellules à haute densité énergétique, la cible de densité énergétique doit être décomposée en aspects spécifiques tels que la sélection des matériaux des électrodes positives et négatives, la conception de l'épaisseur des électrodes et la formulation de l'électrolyte, ces tâches étant confiées aux départements de R&D sur les matériaux et de conception des processus.

Dans les grandes entreprises de batteries, le développement des cellules commence par répondre aux besoins des clients. Après avoir parfaitement compris leurs exigences en matière de performances, de taille et de coût des cellules pour différents scénarios d'application, une analyse complète et détaillée de la décomposition des objectifs est réalisée. Dans les usines de batteries plus petites, si la direction générale peut définir directement les objectifs et les stratégies clés, les employés juniors peuvent néanmoins apprendre les méthodes et la logique de décomposition des indicateurs à partir des OKR (Objectifs et Résultats Clés) de l'entreprise. Ce processus permet non seulement aux employés de comprendre la stratégie globale de l'entreprise, mais leur fournit également des orientations macroéconomiques pour leur travail.

II. Processus rigoureux de développement de produits

(1) Planification de la conception basée sur la demande

Dès le début du développement d'un nouveau produit, les dimensions structurelles de la cellule doivent être conçues avec précision en fonction des exigences du client. Les différents scénarios d'application, tels que les véhicules électriques, les centrales de stockage d'énergie et l'électronique grand public, ont des exigences très différentes en matière de taille de cellule. Parallèlement, des indicateurs de performance électrique complets et précis doivent être établis en fonction des caractéristiques du scénario d'application, notamment la densité énergétique, le taux de charge-décharge, la durée de vie et le taux d'autodécharge.

Par exemple, les cellules des véhicules électriques doivent privilégier la densité énergétique et les taux de charge-décharge pour répondre aux exigences de longue autonomie et de charge rapide, tandis que les cellules des stations de stockage d'énergie privilégient davantage la durée de vie et la sécurité. Durant la phase de conception et de planification, la collaboration avec les services systèmes est également essentielle pour développer des solutions système complètes, incluant des systèmes de gestion de la qualité et des systèmes de processus de production, posant ainsi des bases solides pour la production d'échantillons ultérieure.

(2) Production d'échantillons et optimisation itérative

Une fois la planification de la conception terminée, le processus passe rapidement à la personnalisation. équipement de batterie Production d'échantillons. Chaque cycle de production d'échantillons doit être soumis à des tests rigoureux et complets, incluant des tests de performance électrique, de sécurité et d'adaptabilité environnementale. En fonction des résultats des tests, les paramètres de conception et de procédé sont ajustés rapidement, et le cycle de validation suivant commence. Ce processus itératif se poursuit jusqu'à ce que les objectifs de performance de la cellule soient parfaitement atteints.

Une fois les performances électriques de la cellule conformes aux normes, une validation supplémentaire est nécessaire si le produit final est un module système. Les modules sont constitués de plusieurs cellules connectées en série ou en parallèle, ce qui nécessite la prise en compte de facteurs complexes tels que la cohérence des cellules, la gestion thermique et les connexions électriques.

Pour les nouveaux venus dans le domaine du développement cellulaire, la tâche principale consiste initialement à observer lignes de production de batteries Sur la chaîne de production, les nouveaux arrivants peuvent apprendre visuellement l'ensemble du processus de fabrication détaillé des cellules, des matières premières aux produits finis, y compris les étapes clés telles que le revêtement des électrodes, l'enroulement ou l'empilement, l'injection d'électrolyte et l'encapsulation.

Avec l'expérience acquise, les nouveaux venus peuvent progressivement assumer le rôle de chef d'expérimentation, entièrement responsable de la production cellulaire et de la normalisation des rapports de processus. Une fois les échantillons terminés, ils agissent comme commissaires, les transmettant à des organismes d'essai professionnels et produisant des rapports spécialisés détaillés basés sur les résultats des tests.

Lors de l'observation des lignes de production, divers problèmes sur site sont inévitables, tels que des défauts de matériaux, des fluctuations de processus et des pannes d'équipement. Cela nécessite une accumulation continue d'expérience pour améliorer progressivement ses compétences en résolution de problèmes. Ce processus implique également des travaux de validation pour différents matériaux de batteries. Bien que moins spécialisés que les professionnels du département des matériaux, les nouveaux arrivants peuvent néanmoins en comprendre les caractéristiques de base et les principes fondamentaux de l'application.

Pour les cellules testées, une analyse de démontage ou une autre analyse des défaillances est nécessaire. Bien que moins approfondie que celle des services d'analyse des défaillances professionnels, elle permet néanmoins d'extraire des informations clés pour faciliter l'optimisation du produit.

III. Formulation de la stratégie d'application du produit scientifique

(1) Exploration des performances et formulation de stratégies pour les produits nouvellement développés

Les produits cellulaires nouvellement développés doivent subir une série de tests de performances électriques de base complets et approfondis, notamment des tests de capacité, des tests de résistance interne et des tests de durée de vie sous différentes températures et taux de charge-décharge.

Sur la base de ces tests, des résultats détaillés de la matrice de référence sont générés et des tableaux précis de limitation du courant de charge-décharge sont élaborés. Ces tableaux servent de références essentielles pour l'élaboration ultérieure de la stratégie BMS (Battery Management System). Le BMS doit contrôler raisonnablement les courants de charge-décharge en fonction des caractéristiques de la cellule afin de garantir un fonctionnement sûr et efficace.

Pour les cellules présentant des défauts potentiels du système matériel ou ne répondant pas pleinement aux normes, les stratégies de test doivent être adaptées avec souplesse. Par exemple, pour les cellules sujettes à la dilatation, une force de pré-serrage peut être appliquée pour limiter cette dilatation et garantir les performances. Pour les cellules présentant une faible acceptation de charge, des méthodes de charge par paliers peuvent être envisagées pour améliorer l'efficacité de la charge.

(2) Maintenance et optimisation des produits fabriqués en série

La maintenance de la production de masse est complexe et cruciale. Elle peut impliquer la validation du remplacement des matériaux pour réduire les coûts, la recherche de matières premières plus rentables sans compromettre les performances du produit, et ainsi renforcer la compétitivité sur le marché. Parallèlement, les cellules vieillissantes doivent subir une validation de leur capacité de charge-décharge afin d'évaluer l'écart entre leur durée de vie opérationnelle réelle et leur durée de vie en laboratoire, fournissant ainsi des données pour la prévision et l'optimisation de la durée de vie du produit.

De plus, les réclamations clients nécessitent une validation de la reproduction, une analyse approfondie des causes profondes et des mesures d'amélioration concrètes. Ces tâches varient en fonction de l'activité de l'entreprise et des besoins des clients.

Pour les nouveaux venus, la phase d'application du produit implique principalement l'apprentissage de procédures de test spécifiques, ainsi qu'une compréhension approfondie de l'objectif et des principes de conception de chaque étape. Une fois les méthodes de test maîtrisées, un traitement précis des données, une analyse approfondie des résultats et la production de rapports professionnels spécialisés sont nécessaires. Si les produits de l'entreprise sont des modules, des tests de modules doivent également être réalisés.

Les tests de modules sont plus complexes que ceux des cellules. Au-delà des performances de la cellule elle-même, il faut résoudre les problèmes de cohérence liés à la connexion de plusieurs cellules en série ou en parallèle. Cela garantit que des paramètres tels que la tension, la capacité et la résistance interne sont similaires entre les cellules pendant la charge et la décharge, évitant ainsi toute surcharge ou décharge excessive des cellules individuelles.

De plus, les problèmes d'échauffement des modules doivent être résolus par la conception de systèmes de gestion thermique adaptés, garantissant leur fonctionnement dans des plages de température adaptées à diverses conditions. De plus, la stratégie d'application des BMS aux modules doit être étudiée en profondeur pour une gestion et une protection précises. Il s'agit d'un domaine vaste et complexe, exigeant des praticiens un apprentissage continu et un approfondissement de leurs connaissances par la pratique.

Dans les usines de batteries pour nouvelles énergies, le développement de cellules s'apparente à un marathon long et complexe. Si les professionnels ont la possibilité de suivre pleinement un projet et de participer activement à chaque étape, de l'analyse de la demande au développement produit et à la maintenance des applications, ils peuvent non seulement maîtriser parfaitement les compétences en développement de cellules et acquérir une riche expérience, mais aussi éprouver un profond sentiment d'accomplissement lorsque le produit atteint le marché et répond aux besoins des clients.

Bien sûr, ce processus comporte également de nombreux défis. Les heures supplémentaires deviennent la norme et la pression au travail est importante. Cependant, c'est grâce à ces défis de haute intensité que les praticiens continuent de progresser et de contribuer au développement florissant de l'industrie des batteries pour nouvelles énergies.

À TOB NOUVELLE ÉNERGIE , nous soutenons le développement des cellules à chaque étape, depuis la ligne de laboratoire de batteries, la configuration de la ligne pilote de batteries jusqu'à la production à grande échelle solutions de ligne de production de batteries Nous fournissons une large gamme de matériaux de batterie , soutenu par des experts support technique de batterie pour les technologies émergentes telles que les batteries à semi-conducteurs, sodium-ion et lithium-soufre. Nous espérons que d'autres collègues partageront leurs expériences dans la section commentaires afin d'améliorer collectivement notre compréhension des responsabilités en matière de développement cellulaire.