Wraz z szybkim rozwojembateria litowaW przemyśle scenariusze zastosowań baterii litowych stale się rozszerzają i stają się niezbędnym urządzeniem energetycznym w życiu i pracy ludzi.Jeśli chodzi o proces produkcyjny niestandardowych producentów baterii litowych, proces produkcji baterii litowych obejmuje głównie składniki, powlekanie, foliowanie, przygotowanie, nawijanie, łuskanie, walcowanie, pieczenie, wtrysk cieczy, spawanie itp. Poniżej przedstawiono kluczowe punkty proces produkcji baterii litowych.Składniki elektrody dodatniej Elektroda dodatnia baterii litowych składa się z materiałów aktywnych, środków przewodzących, klejów itp. Najpierw surowce są potwierdzane i pieczone.Ogólnie rzecz biorąc, środek przewodzący należy wypalać w temperaturze ≈120 ℃ przez 8 godzin, a klej PVDF należy wypalać w temperaturze ≈80 ℃ przez 8 godzin.To, czy materiały aktywne (LFP, NCM itp.) wymagają pieczenia i suszenia, zależy od stanu surowców.Obecnie ogólny warsztat baterii litowych wymaga temperatury ≤40 ℃ i wilgotności ≤25% RH.Po zakończeniu suszenia należy wcześniej przygotować klej PVDF (rozpuszczalnik PVDF, roztwór NMP).Jakość kleju PVDF ma kluczowe znaczenie dla rezystancji wewnętrznej i parametrów elektrycznych akumulatora.Czynniki wpływające na nakładanie kleju obejmują temperaturę i prędkość mieszania.Im wyższa temperatura, tym żółknięcie kleju będzie miało wpływ na przyczepność.Jeśli prędkość mieszania jest zbyt duża, klej może łatwo ulec uszkodzeniu.Specyficzna prędkość obrotowa zależy od wielkości dysku dyspersyjnego.Ogólnie rzecz biorąc, prędkość liniowa dysku dyspersyjnego wynosi 10-15 m/s (w zależności od wyposażenia).W tym momencie mieszalnik ma obowiązek włączyć obieg wody, a temperatura powinna wynosić ≤30°C.

Partiami dodawać zawiesinę katodową.W tym momencie należy zwrócić uwagę na kolejność dodawania materiałów.Najpierw dodaj materiał aktywny i środek przewodzący, powoli wymieszaj, a następnie dodaj klej.Czas podawania i współczynnik podawania muszą być również ściśle przestrzegane zgodnie z procesem produkcji baterii litowej.Po drugie, prędkość obrotowa i prędkość obrotowa sprzętu muszą być ściśle kontrolowane.Ogólnie rzecz biorąc, prędkość liniowa dyspersji powinna wynosić powyżej 17 m/s.Zależy to od wydajności urządzenia.Różni producenci znacznie się od siebie różnią.Kontroluj także próżnię i temperaturę mieszania.Na tym etapie należy regularnie sprawdzać wielkość cząstek i lepkość zawiesiny.Rozmiar cząstek i lepkość są ściśle powiązane z zawartością substancji stałych, właściwościami materiału, kolejnością podawania i procesem produkcji baterii litowej.W tym czasie konwencjonalny proces wymaga temperatury ≤30 ℃, wilgotności ≤25% RH i stopnia próżni ≤-0,085 mpa.Przenieść zawiesinę do zbiornika transferowego lub malarni.Po przelaniu zawiesiny należy ją przesiać.Celem jest filtrowanie dużych cząstek, wytrącanie i usuwanie substancji ferromagnetycznych i innych.Duże cząstki wpłyną na powłokę i mogą spowodować nadmierne samorozładowanie akumulatora lub ryzyko zwarcia;zbyt duża ilość materiału ferromagnetycznego w zawiesinie może spowodować nadmierne samorozładowanie akumulatora i inne wady.Wymagania procesowe tego procesu produkcji baterii litowych to: temperatura ≤ 40°C, wilgotność ≤ 25% RH, wielkość oczek ekranu ≤ 100 mesh i wielkość cząstek ≤ 15um.

Elektroda ujemnaskładniki Elektroda ujemna baterii litowej składa się z materiału aktywnego, środka przewodzącego, spoiwa i dyspergatora.Najpierw potwierdź surowce.Tradycyjny system anodowy to proces mieszania na bazie wody (rozpuszczalnikiem jest woda dejonizowana), dlatego nie ma specjalnych wymagań dotyczących suszenia surowców.Proces produkcji baterii litowych wymaga, aby przewodność wody dejonizowanej wynosiła ≤1us/cm.Wymagania warsztatowe: temperatura ≤40℃, wilgotność ≤25%RH.Przygotuj klej.Po określeniu surowców należy najpierw przygotować klej (składający się z CMC i wody).W tym momencie wlej grafit C i środek przewodzący do mieszalnika w celu wymieszania na sucho.Zaleca się nie odkurzać ani nie włączać obiegowej wody, ponieważ podczas mieszania na sucho cząstki ulegają wytłaczaniu, pocieraniu i podgrzewaniu.Prędkość obrotowa jest niska i wynosi 15 ~ 20 obr./min, cykl skrobania i szlifowania jest 2-3 razy, a czas przerwy wynosi ≈15 min.Wlej klej do miksera i rozpocznij odkurzanie (≤-0,09mpa).Ściśnij gumę przy niskiej prędkości 15 ~ 20 obr./min 2 razy, następnie dostosuj prędkość (niska prędkość 35 obr./min, wysoka prędkość 1200 ~ 1500 obr./min) i pracuj przez około 15 minut ~ 60 minut, zgodnie z procesem mokrym każdego producenta.Na koniec wlej SBR do blendera.Zaleca się mieszanie przy niskiej prędkości, ponieważ SBR jest polimerem o długim łańcuchu.Jeśli prędkość obrotowa będzie zbyt duża przez długi czas, łańcuch molekularny łatwo pęknie i straci aktywność.Zaleca się mieszać przy niskiej prędkości 35-40 obr./min i dużej prędkości 1200-1800 obr./min przez 10-20 minut.Lepkość testowa (2000 ~ 4000 mPa.s), wielkość cząstek (35um≤), zawartość substancji stałych (40-70%), stopień próżni i siatka ekranu (≤100 mesh).Konkretne wartości procesu będą się różnić w zależności od właściwości fizycznych materiału i procesu mieszania.W warsztacie wymagana jest temperatura ≤30℃ i wilgotność ≤25%RH.Powlekanie powlekanie katody Proces produkcji baterii litowej polega na wytłaczaniu lub natryskiwaniu zawiesiny katody na powierzchnię AB aluminiowego kolektora prądu o gęstości pojedynczej powierzchni wynoszącej ≈20~40 mg/cm2 (typ trójskładnikowej baterii litowej).Temperatura pieca wynosi zazwyczaj powyżej 4 do 8 węzłów, a temperaturę wypalania każdej sekcji reguluje się w zakresie od 95°C do 120°C w zależności od rzeczywistych potrzeb, aby uniknąć pęknięć poprzecznych i kapania rozpuszczalnika podczas pękania podczas pieczenia.Stosunek prędkości wałka do powlekania transferowego wynosi 1,1–1,2, a położenie szczeliny jest cieńsze o 20–30 um, aby uniknąć nadmiernego zagęszczenia położenia etykiety z powodu ogonowania podczas pracy akumulatora, co może prowadzić do wytrącania się litu.Wilgotność powłoki ≤2000-3000 ppm (w zależności od materiału i procesu).Temperatura elektrody dodatniej w warsztacie wynosi ≤30℃, a wilgotność ≤25%.Schemat ideowy jest następujący: Schemat ideowy taśmy powlekającej

Theprodukcja baterii litowychprocespowłoka elektrody ujemnejodnosi się do wytłaczania lub natryskiwania zawiesiny elektrody ujemnej na powierzchnię AB miedzianego kolektora prądu.Pojedyncza gęstość powierzchniowa ≈ 10~15 mg/cm2.Temperatura pieca do powlekania ma zazwyczaj 4-8 sekcji (lub więcej), a temperatura wypalania każdej sekcji wynosi 80 ℃ ~ 105 ℃.Można go dostosować do rzeczywistych potrzeb, aby uniknąć pęknięć spiekanych i pęknięć poprzecznych.Stosunek prędkości wałka przenoszącego wynosi 1,2-1,3, szczelina jest cieńsza o 10-15um, stężenie farby wynosi ≤3000 ppm, temperatura elektrody ujemnej w warsztacie wynosi ≤30 ℃, a wilgotność ≤25%.Po wyschnięciu dodatniej powłoki płyty dodatniej bęben należy ustawić w odpowiednim czasie.Wałek służy do zagęszczenia arkusza elektrody (masa opatrunku na jednostkę objętości).Obecnie w procesie produkcji baterii litowych istnieją dwie metody prasowania elektrod dodatnich: prasowanie na gorąco i tłoczenie na zimno.W porównaniu z prasowaniem na zimno, prasowanie na gorąco charakteryzuje się większym zagęszczeniem i niższym współczynnikiem odbicia.Jednakże proces tłoczenia na zimno jest stosunkowo prosty i łatwy w obsłudze i kontroli.Głównym wyposażeniem walca jest osiągnięcie następujących wartości procesowych: gęstości zagęszczenia, współczynnika odbicia i wydłużenia.Jednocześnie należy zauważyć, że na powierzchni pręta nie mogą znajdować się kruche wióry, twarde grudki, odpadki, faliste krawędzie itp., a pęknięcia w szczelinach nie są dozwolone.W tym czasie temperatura otoczenia w warsztacie: ≤23 ℃, wilgotność: ≤25%.Rzeczywista gęstość obecnych materiałów konwencjonalnych:

Powszechnie stosowane zagęszczanie:

Współczynnik odbicia: ogólne odbicie 2-3 μm

Wydłużenie: Arkusz elektrody dodatniej wynosi zazwyczaj ≈1,002

Po zakończeniu nawijania elektrody dodatniej kolejnym krokiem jest podzielenie całego kawałka elektrody na małe paski o tej samej szerokości (odpowiadającej wysokości akumulatora).Podczas cięcia należy zwrócić uwagę na zadziory nabiegunnika.Należy kompleksowo sprawdzić nabiegunniki pod kątem zadziorów w kierunkach X i Y przy pomocy sprzętu dwuwymiarowego.Proces długości zadziorów wzdłużnych Y≤1/2 H grubość membrany.Temperatura otoczenia w warsztacie powinna wynosić ≤23℃, a punkt rosy powinien wynosić ≤-30℃.Proces produkcji arkuszy elektrod ujemnych do arkuszy elektrod ujemnych do baterii litowych jest taki sam jak w przypadku elektrod dodatnich, ale projekt procesu jest inny.Temperatura otoczenia w warsztacie powinna wynosić ≤23℃, a wilgotność ≤25%.Rzeczywista gęstość typowych materiałów elektrod ujemnych:

Powszechnie stosowane zagęszczanie elektrody ujemnej: Współczynnik odbicia: Ogólne odbicie 4-8um Wydłużenie: Płyta dodatnia ogólnie ≈ 1,002 Proces produkcji odpędzania elektrody dodatniej z baterii litowej jest podobny do procesu odpędzania elektrody dodatniej i w obu przypadkach należy kontrolować zadziory w X i Kierunki Y.Temperatura otoczenia w warsztacie powinna wynosić ≤23℃, a punkt rosy powinien wynosić ≤-30℃.Gdy płyta dodatnia będzie gotowa do rozebrania, należy ją wysuszyć (120°C), a następnie zespawać i spakować blachę aluminiową.Podczas tego procesu należy wziąć pod uwagę długość zakładki i szerokość listwy.Biorąc za przykład konstrukcję **650 (taką jak bateria 18650), konstrukcja z odsłoniętymi wypustkami ma głównie na celu rozważenie rozsądnej współpracy wypustek katody podczas spawania kołpaka i rowka walcowego.Jeśli występy biegunów będą odsłonięte zbyt długo, podczas procesu walcowania może łatwo wystąpić zwarcie pomiędzy występami biegunów a stalową osłoną.Jeśli końcówka jest za krótka, nasadki nie można przylutować.Obecnie istnieją dwa rodzaje głowic zgrzewających ultradźwiękowych: liniowe i punktowe.W procesach domowych najczęściej wykorzystuje się liniowe głowice spawalnicze ze względu na przetężenie i wytrzymałość spawania.Dodatkowo do pokrycia wypustek lutowniczych stosuje się klej wysokotemperaturowy, głównie w celu uniknięcia ryzyka zwarć spowodowanych metalowymi zadziorami i metalowymi odłamkami.Temperatura otoczenia w warsztacie powinna wynosić ≤23℃, punkt rosy powinien wynosić ≤-30℃, a wilgotność katody powinna wynosić ≤500-1000 ppm.

Przygotowanie płyty negatywowejPłytę ujemną należy wysuszyć (105-110°C), następnie blachy niklowe zespawać i pakować.Należy również wziąć pod uwagę długość końcówki lutowniczej i szerokość formowania.Temperatura otoczenia w warsztacie powinna wynosić ≤23℃, punkt rosy powinien wynosić ≤-30℃, a zawartość wilgoci w elektrodzie ujemnej powinna wynosić ≤500-1000 ppm.Uzwojenie polega na nawinięciu separatora, arkusza elektrody dodatniej i arkusza elektrody ujemnej w żelazny rdzeń za pomocą maszyny nawijającej.Zasadą jest owinięcie elektrody dodatniej elektrodą ujemną, a następnie oddzielenie elektrody dodatniej i ujemnej za pomocą separatora.Ponieważ elektroda ujemna w tradycyjnym systemie jest elektrodą sterującą konstrukcji akumulatora, projektowana pojemność jest większa niż elektrody dodatniej, tak że podczas ładowania formującego Li+ elektrody dodatniej może być przechowywany w „wolnym miejscu” akumulatora elektroda ujemna.Podczas nawijania należy zwrócić szczególną uwagę na napięcie uzwojenia i rozmieszczenie nabiegunników.Zbyt małe napięcie uzwojenia będzie miało wpływ na rezystancję wewnętrzną i szybkość wsuwania obudowy.Nadmierne napięcie może prowadzić do ryzyka zwarcia lub odprysków.Wyrównanie odnosi się do względnego położenia elektrody ujemnej, elektrody dodatniej i separatora.Szerokość elektrody ujemnej wynosi 59,5 mm, elektrody dodatniej 58 mm, a separatora 61 mm.Podczas odtwarzania te trzy elementy są wyrównane, aby uniknąć ryzyka zwarcia.Napięcie uzwojenia wynosi zazwyczaj 0,08–0,15 Mpa dla bieguna dodatniego, 0,08–0,15 Mpa dla bieguna ujemnego, 0,08–0,15 Mpa dla górnej membrany i 0,08–0,15 Mpa dla dolnej membrany.Konkretne regulacje zależą od sprzętu i procesu.Temperatura otoczenia w tym warsztacie wynosi ≤23 ℃, punkt rosy ≤-30 ℃, a zawartość wilgoci ≤500-1000 ppm.

Przed zainstalowaniem rdzenia akumulatora w obudowie wymagany jest test Hi-Pot 200 ~ 500 V (aby sprawdzić, czy akumulator wysokonapięciowy nie uległ zwarciu), a przed zainstalowaniem w akumulatorze wymagane jest odkurzanie w celu dalszej kontroli kurzu walizka.Trzy główne punkty kontrolne akumulatorów litowych to wilgoć, zadziory i kurz.Po zakończeniu poprzedniego procesu włóż dolną uszczelkę w spód rdzenia akumulatora, zagnij arkusz elektrody dodatniej tak, aby powierzchnia była skierowana w stronę otworu uzwojenia rdzenia akumulatora, a na koniec włóż ją pionowo do osłony stalowej lub aluminiowej.Biorąc za przykład typ 18650, średnica zewnętrzna ≈ 18 mm + wysokość ≈ 71,5 mm.Gdy pole przekroju poprzecznego nawiniętego rdzenia jest mniejsze niż wewnętrzne pole przekroju poprzecznego obudowy stalowej, współczynnik wkładania stalowej obudowy wynosi w przybliżeniu 97% do 98,5%.Ponieważ należy wziąć pod uwagę wartość odbicia nabiegunnika i stopień penetracji cieczy podczas późniejszego wtrysku.Ten sam proces, co w przypadku podkładu nawierzchniowego, obejmuje montaż podkładu wierzchniego.Temperatura otoczenia w warsztacie powinna wynosić ≤23℃, a punkt rosy ≤-40℃.

Walcowaniewstawia kołek lutowniczy (zwykle wykonany z miedzi lub stopu) w środek rdzenia lutowniczego.Powszechnie używane kołki spawalnicze mają średnicę Φ2,5 * 1,6 mm, a wytrzymałość spawania elektrody ujemnej powinna wynosić ≥12 N, aby zostać zakwalifikowana.Jeśli będzie zbyt niska, łatwo spowoduje wirtualne lutowanie i nadmierny opór wewnętrzny.Jeśli jest zbyt wysoka, łatwo jest zespawać warstwę niklu z powierzchni stalowej osłony, powodując połączenia lutowane, co prowadzi do ukrytych zagrożeń, takich jak rdza i wycieki.Proste zrozumienie rowka tocznego polega na zamocowaniu nawiniętego rdzenia akumulatora na obudowie bez wstrząsania.W procesie produkcyjnym tej baterii litowej należy zwrócić szczególną uwagę na dopasowanie prędkości wytłaczania poprzecznego i prędkości prasowania wzdłużnego, aby uniknąć przecięcia osłonki ze zbyt dużą prędkością poprzeczną, a warstwa niklu karbu odpadnie w przypadku prędkość wzdłużna jest zbyt duża lub będzie to miało wpływ na wysokość karbu i na uszczelnienie.Należy sprawdzić, czy wartości procesowe dotyczące głębokości rowka, wydłużenia i wysokości rowka są zgodne z normami (poprzez obliczenia praktyczne i teoretyczne).Typowe rozmiary płyt to 1,0, 1,2 i 1,5 mm.Po zakończeniu walcowania rowka całą maszynę należy ponownie odkurzyć, aby uniknąć metalowych resztek.Stopień podciśnienia powinien wynosić ≤-0,065Mpa, a czas odkurzania powinien wynosić 1 ~ 2 s.Wymagania dotyczące temperatury otoczenia w tym warsztacie wynoszą ≤23 ℃, a punkt rosy ≤-40 ℃.Wypalanie rdzenia akumulatora Po walcowaniu i rowkowaniu cylindrycznych arkuszy akumulatora bardzo ważny jest kolejny proces produkcji akumulatora litowego: wypalanie.Podczas produkcji ogniw akumulatorowych wprowadzana jest pewna ilość wilgoci.Jeśli wilgotność nie będzie mogła być kontrolowana w standardowym zakresie w odpowiednim czasie, będzie to miało poważny wpływ na wydajność i bezpieczeństwo akumulatora.Zwykle do pieczenia używa się automatycznego pieca próżniowego.Ułóż starannie ogniwa do wypieku, włóż środek osuszający do piekarnika, ustaw parametry i podnieś temperaturę do 85°C (na przykładzie akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych).Poniżej znajdują się standardy pieczenia dla kilku różnych specyfikacji ogniw akumulatorowych:

Wtrysk cieczyProces produkcji baterii litowych obejmuje testowanie wilgotności wypalanych ogniw baterii.Dopiero po osiągnięciu dotychczasowych standardów wypieku można przystąpić do kolejnego kroku: wstrzyknięcia elektrolitu.Szybko włóż wypalone akumulatory do rękawicy próżniowej, zważ i zapisz masę, załóż kubek wtryskowy i dodaj do kubka zaprojektowaną masę elektrolitu (zwykle wykonuje się test akumulatora w cieczy: włóż akumulator do kubka środek).Włóż rdzeń akumulatora do elektrolitu, zanurz go na pewien czas, sprawdź maksymalną zdolność absorpcji cieczy przez akumulator (zwykle napełniaj płyn zgodnie z objętością eksperymentalną), włóż go do skrzynki próżniowej w celu uzyskania próżni (stopień próżni ≤ - 0,09Mpa) i przyspieszają wnikanie elektrolitu w głąb elektrody.Po kilku cyklach wyjmij części baterii i zważ je.Oblicz, czy objętość wtrysku odpowiada wartości projektowej.Jeśli jest go mniej, należy go uzupełnić.Jeśli jest go za dużo, po prostu nadmiar wylej, aż spełnisz wymagania projektowe.Środowisko w komorze rękawicowej wymaga temperatury ≤23℃ i punktu rosy ≤-45℃.

SpawalniczyPodczas procesu produkcji baterii litowej pokrywę baterii należy wcześniej umieścić w schowku, jedną ręką zamocować pokrywę baterii na dolnej formie superspawarki, a drugą ręką przytrzymać rdzeń baterii ręka.Dopasuj dodatni występ ogniwa akumulatora do zacisku pokrywy.Po upewnieniu się, że końcówka dodatnia jest wyrównana z końcówką końcówki nasadki, wejdź na zgrzewarkę ultradźwiękową.Następnie wejdź na włącznik nożny spawarki.Następnie należy dokładnie sprawdzić akumulator, aby sprawdzić efekt zgrzewania wypustek lutowniczych.

Zwróć uwagę, czy wypustki lutownicze są wyrównane.

Delikatnie pociągnij za końcówkę lutowniczą, aby sprawdzić, czy jest luźna.

Baterie, których pokrywa baterii nie jest mocno zespawana, należy ponownie zespawać.