S rýchlym rozvojomlítiová batériaV priemysle sa aplikačné scenáre lítiových batérií naďalej rozširujú a stávajú sa nepostrádateľným energetickým zariadením v živote a práci ľudí.Pokiaľ ide o výrobný proces prispôsobených výrobcov lítiových batérií, výrobný proces lítiových batérií zahŕňa hlavne prísady, nátery, fólie, prípravu, navíjanie, lúskanie, valcovanie, pečenie, vstrekovanie kvapaliny, zváranie atď. proces výroby lítiových batérií.Zložky kladných elektród Kladná elektróda lítiových batérií sa skladá z aktívnych materiálov, vodivých činidiel, lepidiel atď. Najprv sa suroviny potvrdia a vypečú.Všeobecne povedané, vodivé činidlo musí byť vypálené pri ≈120℃ počas 8 hodín a lepidlo PVDF musí byť vypálené pri ≈80℃ počas 8 hodín.To, či aktívne materiály (LFP, NCM atď.) vyžadujú pečenie a sušenie, závisí od stavu surovín.V súčasnosti všeobecná dielňa na lítiové batérie vyžaduje teplotu ≤40℃ a vlhkosť ≤25% RH.Po dokončení sušenia je potrebné vopred pripraviť lepidlo PVDF (rozpúšťadlo PVDF, roztok NMP).Kvalita PVDF lepidla je rozhodujúca pre vnútorný odpor a elektrický výkon batérie.Medzi faktory, ktoré ovplyvňujú aplikáciu lepidla, patrí teplota a rýchlosť miešania.Čím vyššia je teplota, tým žltnutie lepidla ovplyvní priľnavosť.Ak je rýchlosť miešania príliš vysoká, lepidlo sa môže ľahko poškodiť.Špecifická rýchlosť otáčania závisí od veľkosti disperzného disku.Všeobecne povedané, lineárna rýchlosť rozptylového disku je 10-15 m/s (v závislosti od zariadenia).V tomto čase je potrebné, aby miešacia nádrž spustila obehovú vodu a teplota by mala byť ≤30 °C.

Pridávajte katódovú kašu po dávkach.V tejto chvíli musíte venovať pozornosť poradiu pridávania materiálov.Najprv pridajte aktívny materiál a vodivé činidlo, pomaly miešajte a potom pridajte lepidlo.Čas kŕmenia a pomer kŕmenia musia byť tiež prísne implementované podľa procesu výroby lítiovej batérie.Po druhé, rýchlosť otáčania a rýchlosť otáčania zariadenia musia byť prísne kontrolované.Všeobecne povedané, lineárna rýchlosť rozptylu by mala byť vyššia ako 17 m/s.To závisí od výkonu zariadenia.Rôzni výrobcovia sa veľmi líšia.Ovládajte tiež vákuum a teplotu miešania.V tomto štádiu je potrebné pravidelne zisťovať veľkosť častíc a viskozitu suspenzie.Veľkosť častíc a viskozita úzko súvisia s obsahom pevných látok, vlastnosťami materiálu, sekvenciou podávania a výrobným procesom lítiovej batérie.V tomto čase konvenčný proces vyžaduje teplotu ≤30℃, vlhkosť ≤25% RH a stupeň vákua ≤-0,085 mpa.Preneste kašu do prepravnej nádrže alebo lakovne.Po vynesení kaše je potrebné ju preosiať.Účelom je filtrovať veľké častice, vyzrážať a odstraňovať feromagnetické a iné látky.Veľké častice ovplyvnia povlak a môžu spôsobiť nadmerné samovybíjanie batérie alebo riziko skratu;príliš veľa feromagnetického materiálu v kaši môže spôsobiť nadmerné samovybíjanie batérie a iné chyby.Procesné požiadavky tohto výrobného procesu lítiovej batérie sú: teplota ≤ 40 °C, vlhkosť ≤ 25 % RH, veľkosť sita ≤ 100 mesh a veľkosť častíc ≤ 15 um.

Záporná elektródazložky Záporná elektróda lítiovej batérie sa skladá z aktívneho materiálu, vodivého činidla, spojiva a disperzantu.Najprv potvrďte suroviny.Tradičný anódový systém je proces miešania na báze vody (rozpúšťadlom je deionizovaná voda), takže na suroviny neexistujú žiadne špeciálne požiadavky na sušenie.Proces výroby lítiových batérií vyžaduje, aby vodivosť deionizovanej vody bola ≤1us/cm.Dielenské požiadavky: teplota ≤40℃, vlhkosť ≤25%RH.Pripravte lepidlo.Po určení surovín je potrebné najskôr pripraviť lepidlo (zložené z CMC a vody).V tomto bode nalejte grafit C a vodivé činidlo do mixéra na suché miešanie.Odporúča sa nevysávať ani nezapínať cirkulujúcu vodu, pretože častice sa pri suchom miešaní vytláčajú, otierajú a zahrievajú.Rýchlosť otáčania je nízka rýchlosť 15 ~ 20 ot / min, cyklus škrabania a brúsenia je 2-3 krát a časový interval je ≈ 15 minút.Nalejte lepidlo do mixéra a začnite vysávať (≤-0,09 mpa).Stlačte gumu pri nízkej rýchlosti 15 ~ 20 otáčok za minútu dvakrát, potom upravte rýchlosť (nízka rýchlosť 35 otáčok za minútu, vysoká rýchlosť 1 200 až 1 500 otáčok za minútu) a nechajte pôsobiť približne 15 až 60 minút podľa mokrého procesu každého výrobcu.Nakoniec nalejte SBR do mixéra.Odporúča sa miešanie pri nízkej rýchlosti, pretože SBR je polymér s dlhým reťazcom.Ak je rýchlosť otáčania príliš vysoká po dlhú dobu, molekulárny reťazec sa ľahko zlomí a stratí aktivitu.Odporúča sa miešať pri nízkej rýchlosti 35-40 ot./min. a vysokej rýchlosti 1200-1800 ot./min. po dobu 10-20 minút.Testujte viskozitu (2000~4000 mPa.s), veľkosť častíc (35 um<), obsah pevných látok (40-70 %), stupeň vákua a sito (<100 mesh).Špecifické hodnoty procesu sa budú líšiť v závislosti od fyzikálnych vlastností materiálu a procesu miešania.Dielňa vyžaduje teplotu ≤30℃ a vlhkosť ≤25%RH.Povlak katódového povlaku Výrobný proces lítiovej batérie sa týka vytláčania alebo striekania katódovej suspenzie na povrch AB hliníkového zberača prúdu s jedinou povrchovou hustotou ≈20~40 mg/cm2 (typ ternárnych lítiových batérií).Teplota pece je vo všeobecnosti nad 4 až 8 uzlov a teplota vypaľovania každej sekcie sa nastavuje medzi 95 °C a 120 °C podľa skutočných potrieb, aby sa predišlo priečnym trhlinám a odkvapkávaniu rozpúšťadla počas praskania pri pečení.Pomer rýchlosti prenosového poťahovacieho valca je 1,1 až 1,2 a poloha medzery sa stenčí o 20 až 30 um, aby sa predišlo nadmernému zhutneniu polohy štítku v dôsledku chvenia počas cyklovania batérie, čo môže viesť k zrážaniu lítia.Vlhkosť náteru ≤2000-3000ppm (v závislosti od materiálu a procesu).Teplota kladnej elektródy v dielni je ≤30℃ a vlhkosť je ≤25%.Schematický diagram je nasledovný: Schematický diagram nanášacej pásky

Thevýroba lítiových batériíproceszáporný povlak elektródysa týka vytláčania alebo striekania suspenzie záporných elektród na povrch AB medeného zberača prúdu.Jednotlivá povrchová hustota ≈ 10~15 mg/cm2.Teplota poťahovacej pece má vo všeobecnosti 4-8 sekcií (alebo viac) a teplota pečenia každej sekcie je 80 ℃ ~ 105 ℃.Dá sa nastaviť podľa skutočných potrieb, aby sa predišlo prasklinám pri pečení a priečnym trhlinám.Pomer rýchlosti prenosového valca je 1,2-1,3, medzera je stenčená o 10-15um, koncentrácia farby je ≤3000ppm, teplota zápornej elektródy v dielni je ≤30℃ a vlhkosť je ≤25%.Po zaschnutí pozitívneho povlaku pozitívnej platne musí byť bubon zarovnaný v priebehu procesu.Valec sa používa na zhutnenie elektródového listu (hmotnosť obväzu na jednotku objemu).V súčasnosti existujú v procese výroby lítiových batérií dve metódy lisovania kladných elektród: lisovanie za tepla a lisovanie za studena.V porovnaní s lisovaním za studena má lisovanie za tepla vyššie zhutnenie a nižšiu rýchlosť odrazu.Proces lisovania za studena je však pomerne jednoduchý a ľahko ovládateľný a ovládateľný.Hlavným vybavením valca je dosiahnuť nasledujúce procesné hodnoty, hustotu zhutnenia, rýchlosť odrazu a predĺženie.Zároveň je potrebné poznamenať, že na povrchu tyčového kusu nie sú povolené krehké triesky, tvrdé hrudky, spadnuté materiály, zvlnené okraje atď., V medzerách nie sú povolené zlomy.V tomto čase je teplota prostredia dielne: ≤ 23 ℃, vlhkosť: ≤ 25 %.Skutočná hustota súčasných konvenčných materiálov:

Bežne používané zhutňovanie:

Rýchlosť odrazu: všeobecný odraz 2-3 μm

Predĺženie: Kladný elektródový list je vo všeobecnosti ≈1,002

Po dokončení kladného kotúča elektródy je ďalším krokom rozdelenie celého kusu elektródy na malé prúžky rovnakej šírky (zodpovedajúcej výške batérie).Pri rozrezávaní dávajte pozor na otrepy pólového nadstavca.Je potrebné komplexne skontrolovať pólové nástavce na otrepy v smere X a Y pomocou dvojrozmerného zariadenia.Proces dĺžky pozdĺžneho otrepu Y≤1/2H hrúbka membrány.Okolitá teplota v dielni by mala byť ≤23℃ a rosný bod by mal byť ≤-30℃.Výrobný proces záporných elektródových listov pre záporné elektródové listy lítiovej batérie je rovnaký ako pri kladných elektródach, ale dizajn procesu je odlišný.Okolitá teplota v dielni by mala byť ≤ 23 ℃ a vlhkosť by mala byť ≤ 25 %.Skutočná hustota bežných materiálov záporných elektród:

Bežne používané zhutňovanie zápornej elektródy: Rýchlosť odrazu: Všeobecný odraz 4-8um Predĺženie: Kladná doska všeobecne ≈ 1,002 Výrobný proces odizolovania kladnej elektródy z lítiovej batérie je podobný procesu odstraňovania kladnej elektródy a obidva musia kontrolovať otrepy v X a Smery Y.Okolitá teplota v dielni by mala byť ≤23℃ a rosný bod by mal byť ≤-30℃.Keď je pozitívna platňa pripravená na odizolovanie, musí sa pozitívna platňa vysušiť (120 °C) a potom je hliníkový plech zvarený a zabalený.Počas tohto procesu je potrebné zvážiť dĺžku chlopne a šírku formovania.Ak vezmeme ako príklad dizajn **650 (ako je batéria 18650), pri dizajne s odkrytými výstupkami sa berie do úvahy najmä primeraná spolupráca katódových výstupkov počas zvárania drážok uzáveru a valca.Ak sú pólové jazýčky odkryté príliš dlho, môže ľahko dôjsť ku skratu medzi pólovými jazýčkami a oceľovým plášťom počas procesu valcovania.Ak je očko príliš krátke, uzáver sa nedá prispájkovať.V súčasnosti existujú dva typy ultrazvukových zváracích hláv: lineárne a bodové.Domáce procesy väčšinou používajú lineárne zváracie hlavy kvôli úvahám o nadprúde a pevnosti zvárania.Okrem toho sa na zakrytie spájkovacích plôšok používa vysokoteplotné lepidlo, hlavne aby sa predišlo riziku skratu spôsobeného kovovými otrepami a kovovými úlomkami.Okolitá teplota dielne by mala byť ≤23℃, rosný bod by mal byť ≤-30℃ a obsah vlhkosti katódy by mal byť ≤500-1000 ppm.

Príprava negatívnej platneNegatívna platňa sa musí vysušiť (105-110 °C), potom sa niklové platne zvaria a zabalia.Je tiež potrebné vziať do úvahy dĺžku spájkovacieho jazýčka a šírku tvarovania.Okolitá teplota v dielni by mala byť ≤23℃, rosný bod by mal byť ≤-30℃ a obsah vlhkosti zápornej elektródy by mal byť ≤500-1000 ppm.Navíjanie je navíjanie separátora, listu kladnej elektródy a listu zápornej elektródy do železného jadra cez navíjací stroj.Princípom je obaliť kladnú elektródu zápornou elektródou a potom oddeliť kladnú a zápornú elektródu cez separátor.Keďže záporná elektróda tradičného systému je riadiacou elektródou konštrukcie batérie, kapacitný dizajn je vyšší ako pri kladnej elektróde, takže počas formovacieho nabíjania môže byť Li+ kladnej elektródy uložený na „voľnom mieste“ záporná elektróda.Pri navíjaní je potrebné venovať zvláštnu pozornosť napätiu vinutia a usporiadaniu pólových nástavcov.Príliš malé napätie vinutia ovplyvní vnútorný odpor a rýchlosť vkladania krytu.Nadmerné napätie môže viesť k riziku skratu alebo odštiepenia.Zarovnanie sa týka relatívnej polohy zápornej elektródy, kladnej elektródy a separátora.Šírka zápornej elektródy je 59,5 mm, kladnej elektródy je 58 mm a separátora je 61 mm.Tri sú počas prehrávania zarovnané, aby sa predišlo riziku skratu.Napätie vinutia je všeobecne medzi 0,08-0,15 MPa pre kladný pól, 0,08-0,15 MPa pre záporný pól, 0,08-0,15 MPa pre hornú membránu a 0,08-0,15 MPa pre spodnú membránu.Špecifické úpravy závisia od zariadenia a procesu.Okolitá teplota v tejto dielni je ≤23℃, rosný bod je ≤-30℃ a obsah vlhkosti je ≤500-1000 ppm.

Pred inštaláciou jadra batérie do puzdra je potrebný Hi-Pot test 200 ~ 500 V (na otestovanie, či vysokonapäťová batéria nie je skratovaná) a na ďalšiu kontrolu prachu pred inštaláciou je potrebné aj vysávanie. púzdro.Tri hlavné kontrolné body lítiových batérií sú vlhkosť, otrepy a prach.Po dokončení predchádzajúceho procesu vložte spodné tesnenie do spodnej časti jadra batérie, ohnite list kladnej elektródy tak, aby povrch smeroval k otvoru vinutia jadra batérie, a nakoniec ho vložte vertikálne do oceľového alebo hliníkového obalu.Ak vezmeme ako príklad typ 18650, vonkajší priemer ≈ 18 mm + výška ≈ 71,5 mm.Keď je plocha prierezu navinutého jadra menšia ako vnútorná plocha prierezu oceľového puzdra, miera vkladania oceľového puzdra je približne 97 % až 98,5 %.Pretože sa musí brať do úvahy hodnota odrazu pólového nástavca a stupeň prieniku kvapaliny pri neskoršom vstrekovaní.Rovnaký proces ako pri povrchovej podložke zahŕňa montáž vrchnej podložky.Okolitá teplota v dielni by mala byť ≤23℃ a rosný bod by mal byť ≤-40℃.

Rolovanievloží spájkovací kolík (zvyčajne vyrobený z medi alebo zliatiny) do stredu spájkovacieho jadra.Bežne používané zváracie kolíky sú Φ2,5 x 1,6 mm a zváracia sila zápornej elektródy by mala byť ≥12N, aby bola kvalifikovaná.Ak je príliš nízka, ľahko spôsobí virtuálne spájkovanie a nadmerný vnútorný odpor.Ak je príliš vysoká, je ľahké odvariť vrstvu niklu na povrchu oceľového plášťa, čo vedie k spájkovaným spojom, čo vedie k skrytým nebezpečenstvám, ako je hrdza a netesnosť.Jednoduchým pochopením rolovacej drážky je upevnenie navinutého jadra batérie na kryte bez otrasov.Pri výrobnom procese tejto lítiovej batérie by sa mala venovať osobitná pozornosť zosúladeniu rýchlosti priečnej extrúzie a rýchlosti pozdĺžneho lisovania, aby sa zabránilo rezaniu plášťa príliš vysokou priečnou rýchlosťou a niklová vrstva zárezu spadne, ak pozdĺžna rýchlosť je príliš vysoká alebo bude ovplyvnená výška zárezu a bude ovplyvnené tesnenie.Je potrebné skontrolovať, či procesné hodnoty hĺbky drážky, predĺženia a výšky drážky zodpovedajú normám (praktickým a teoretickým výpočtom).Bežné veľkosti varných dosiek sú 1,0, 1,2 a 1,5 mm.Po dokončení valcovacej drážky je potrebné celý stroj znova povysávať, aby sa zabránilo kovovým úlomkom.Stupeň vákua by mal byť ≤-0,065 MPa a čas vákua by mal byť 1 ~ 2 s.Požiadavky na teplotu okolia v tejto dielni sú ≤23℃ a rosný bod je ≤-40℃.Pečenie jadra batérie Po zvinutí a drážkovaní valcových plechov batérie je veľmi dôležitý ďalší proces výroby lítiovej batérie: pečenie.Pri výrobe batériových článkov sa vnáša určité množstvo vlhkosti.Ak vlhkosť nie je možné kontrolovať v rámci štandardného časového rozsahu, výkon a bezpečnosť batérie bude vážne ovplyvnená.Vo všeobecnosti sa na pečenie používa automatická vákuová rúra.Články na pečenie úhľadne usporiadajte, vložte sušidlo do rúry, nastavte parametre a zvýšte teplotu na 85 °C (ako príklad vezmite lítium-železofosfátové batérie).Nasledujú normy pečenia pre niekoľko rôznych špecifikácií batériových článkov:

Kvapalná injekciaProces výroby lítiovej batérie zahŕňa testovanie vlhkosti zapečených batériových článkov.Až po dosiahnutí predchádzajúcich noriem pečenia môžete prejsť na ďalší krok: vstreknutie elektrolytu.Upečené batérie rýchlo vložte do vákuovej odkladacej skrinky, zvážte a zaznamenajte hmotnosť, nasaďte injekčnú nádobku a pridajte do nádobky určenú hmotnosť elektrolytu (zvyčajne sa vykoná test batérie ponorený do kvapaliny: vložte batériu do nádobky stred).Jadro batérie vložte do elektrolytu, na určitý čas namočte, vyskúšajte maximálnu absorpčnú kapacitu batérie (zvyčajne naplňte kvapalinu podľa experimentálneho objemu), vložte ju do vákuového boxu na vákuovanie (stupeň vákua ≤ - 0,09 MPa) a urýchliť prienik elektrolytu do elektródy.Po niekoľkých cykloch vyberte kusy batérie a odvážte ich.Vypočítajte, či vstrekovaný objem zodpovedá projektovanej hodnote.Ak je ho menej, treba ho doplniť.Ak je príliš veľa, jednoducho vylejte prebytok, kým nesplníte požiadavky na dizajn.Prostredie príručnej skrinky vyžaduje teplotu ≤23℃ a rosný bod ≤-45℃.

ZváraniePočas tohto výrobného procesu lítiovej batérie by mal byť kryt batérie vopred umiestnený do odkladacej skrinky a kryt batérie by mal byť jednou rukou pripevnený na spodnú formu superzváracieho stroja a jadro batérie by malo byť držané druhou rukou. ruka.Zarovnajte kladný výstupok článku batérie s výstupkom na kryte.Po potvrdení, že výstupok kladného pólu je zarovnaný s výstupkom viečka, nastúpte na ultrazvukový zvárací stroj.Potom zošliapnite nožný spínač zváračky.Potom by mala byť batériová jednotka úplne skontrolovaná, aby sa skontroloval zvárací účinok spájkovacích plôšok.

Sledujte, či sú spájkovacie plôšky zarovnané.

Jemne potiahnite spájkovaciu plôšku, aby ste zistili, či nie je uvoľnená.

Batérie, ktorých kryt batérie nie je pevne privarený, je potrebné prevariť.