S brzim razvojemlitijeva baterijaU industriji se scenariji primjene litijevih baterija nastavljaju širiti i postaju nezamjenjiv energetski uređaj u životima i radu ljudi. Kada je riječ o proizvodnom procesu proizvođača litijevih baterija po narudžbi, proces proizvodnje litijevih baterija uglavnom uključuje sastojke, premazivanje, izradu folija, pripremu, namatanje, oblikovanje, valjanje, pečenje, ubrizgavanje tekućine, zavarivanje itd. U nastavku se uvode ključne točke procesa proizvodnje litijevih baterija. Sastojci pozitivne elektrode Pozitivna elektroda litijevih baterija sastoji se od aktivnih materijala, vodljivih sredstava, ljepila itd. Prvo se sirovine provjeravaju i peku. Općenito govoreći, vodljivo sredstvo treba peći na ≈120 ℃ tijekom 8 sati, a ljepilo PVDF treba peći na ≈80 ℃ tijekom 8 sati. Trebaju li aktivni materijali (LFP, NCM itd.) pečenje i sušenje ovisi o stanju sirovina. Trenutno, opća radionica za litijeve baterije zahtijeva temperaturu ≈40 ℃ i vlažnost ≤25% relativne vlažnosti. Nakon što je sušenje završeno, potrebno je unaprijed pripremiti PVDF ljepilo (PVDF otapalo, NMP otopina). Kvaliteta PVDF ljepila ključna je za unutarnji otpor i električne performanse baterije. Čimbenici koji utječu na nanošenje ljepila uključuju temperaturu i brzinu miješanja. Što je temperatura viša, žutilo ljepila utjecat će na prianjanje. Ako je brzina miješanja prebrza, ljepilo se može lako oštetiti. Specifična brzina rotacije ovisi o veličini disperzijskog diska. Općenito govoreći, linearna brzina disperzijskog diska je 10-15 m/s (ovisno o opremi). U ovom trenutku, spremnik za miješanje mora uključiti cirkulaciju vode, a temperatura treba biti ≤30°C.

Katodnu suspenziju dodajte u serijama. U ovom trenutku morate obratiti pozornost na redoslijed dodavanja materijala. Prvo dodajte aktivni materijal i vodljivo sredstvo, polako miješajte, a zatim dodajte ljepilo. Vrijeme dodavanja i omjer dodavanja također se moraju strogo provoditi u skladu s postupkom proizvodnje litijeve baterije. Drugo, brzina rotacije i brzina rotacije opreme moraju se strogo kontrolirati. Općenito govoreći, linearna brzina disperzije trebala bi biti iznad 17 m/s. To ovisi o performansama uređaja. Različiti proizvođači uvelike se razlikuju. Također kontrolirajte vakuum i temperaturu miješanja. U ovoj fazi potrebno je redovito pratiti veličinu čestica i viskoznost suspenzije. Veličina čestica i viskoznost usko su povezani sa sadržajem krutih tvari, svojstvima materijala, redoslijedom dodavanja i postupkom proizvodnje litijeve baterije. U ovom trenutku, konvencionalni postupak zahtijeva temperaturu ≤30 ℃, vlažnost ≤25% relativne vlažnosti i stupanj vakuuma ≤-0,085 mpa. Prebacite suspenziju u spremnik za prijenos ili lakirnicu. Nakon što se suspenzija prenese, potrebno ju je prosijati. Svrha je filtrirati velike čestice, taložiti i ukloniti feromagnetske i druge tvari. Velike čestice će utjecati na premaz i mogu uzrokovati pretjerano samopražnjenje baterije ili rizik od kratkog spoja; previše feromagnetskog materijala u suspenziji može uzrokovati pretjerano samopražnjenje baterije i druge nedostatke. Zahtjevi procesa ovog procesa proizvodnje litijeve baterije su: temperatura ≤ 40°C, vlažnost ≤ 25% relativne vlažnosti, veličina oka sita ≤ 100 mesh i veličina čestica ≤ 15μm.

Negativna elektrodaSastojci Negativna elektroda litijeve baterije sastoji se od aktivnog materijala, vodljivog sredstva, veziva i disperzanta. Prvo, potvrdite sirovine. Tradicionalni anodni sustav je proces miješanja na bazi vode (otapalo je deionizirana voda), tako da nema posebnih zahtjeva za sušenje sirovina. Proces proizvodnje litijeve baterije zahtijeva da vodljivost deionizirane vode bude ≤1us/cm. Zahtjevi za radionicu: temperatura ≤40℃, vlažnost ≤25%RH. Pripremite ljepilo. Nakon što se odrede sirovine, prvo se mora pripremiti ljepilo (sastavljeno od CMC-a i vode). U ovom trenutku, ulijte grafit C i vodljivo sredstvo u miješalicu za suho miješanje. Preporučuje se ne usisavati ili uključivati ​​​​cirkulirajuću vodu, jer se čestice ekstrudiraju, trljaju i zagrijavaju tijekom suhog miješanja. Brzina rotacije je mala, 15~20 o/min, ciklus struganja i mljevenja je 2-3 puta, a interval je ≈15 minuta. Ulijte ljepilo u miješalicu i počnite usisavati (≤-0,09 MPa). Stisnite gumu pri maloj brzini od 15~20 okretaja u minuti 2 puta, zatim prilagodite brzinu (mala brzina 35 okretaja u minuti, velika brzina 1200~1500 okretaja u minuti) i miješajte oko 15 minuta do 60 minuta, ovisno o mokrom postupku svakog proizvođača. Na kraju, ulijte SBR u blender. Preporučuje se miješanje pri maloj brzini jer je SBR polimer dugog lanca. Ako je brzina rotacije prebrza dulje vrijeme, molekularni lanac će se lako prekinuti i izgubiti aktivnost. Preporučuje se miješanje pri maloj brzini od 35-40 okretaja u minuti i velikoj brzini od 1200-1800 okretaja u minuti tijekom 10-20 minuta. Ispitajte viskoznost (2000~4000 mPa.s), veličinu čestica (35um≤), sadržaj krutih tvari (40-70%), stupanj vakuuma i veličinu sita (≤100 mesh). Specifične procesne vrijednosti varirat će ovisno o fizičkim svojstvima materijala i procesu miješanja. Radionica zahtijeva temperaturu ≤30℃ i vlažnost ≤25%RH. Premazivanje katode Postupak proizvodnje litijeve baterije odnosi se na ekstruziju ili prskanje katodne suspenzije na AB površinu aluminijskog kolektora struje, s površinskom gustoćom od ≈20~40 mg/cm2 (ternarni tip litijeve baterije). Temperatura peći je općenito iznad 4 do 8 čvorova, a temperatura pečenja svakog dijela podešava se između 95°C i 120°C prema stvarnim potrebama kako bi se izbjegle poprečne pukotine i kapanje otapala tijekom pečenja. Omjer brzine valjka za prijenos premaza je 1,1-1,2, a položaj razmaka se stanjuje za 20-30um kako bi se izbjeglo prekomjerno zbijanje položaja naljepnice zbog nakupljanja tijekom ciklusa baterije, što može dovesti do taloženja litija. Vlažnost premaza ≤2000-3000ppm (ovisno o materijalu i procesu). Temperatura pozitivne elektrode u radionici je ≤30℃, a vlažnost ≤25%. Shematski dijagram je sljedeći: Shematski dijagram trake za premazivanje

Theproizvodnja litijevih baterijaprocespremaz negativne elektrodeOdnosi se na ekstruziju ili prskanje suspenzije negativne elektrode na AB površinu bakrenog kolektora struje. Gustoća pojedinačne površine ≈ 10~15 mg/cm2. Temperatura peći za premazivanje općenito ima 4-8 dijelova (ili više), a temperatura pečenja svakog dijela je 80℃~105℃. Može se prilagoditi prema stvarnim potrebama kako bi se izbjegle pukotine pri pečenju i poprečne pukotine. Omjer brzine prijenosnog valjka je 1,2-1,3, razmak se stanjuje 10-15um, koncentracija boje je ≤3000ppm, temperatura negativne elektrode u radionici je ≤30℃, a vlažnost zraka ≤25%. Nakon što se pozitivni premaz pozitivne ploče osuši, bubanj se mora poravnati unutar vremena procesa. Valjak se koristi za zbijanje ploče elektrode (masa premaza po jedinici volumena). Trenutno postoje dvije metode prešanja pozitivnih elektroda u procesu proizvodnje litijevih baterija: vruće prešanje i hladno prešanje. U usporedbi s hladnim prešanjem, vruće prešanje ima veću zbijenost i nižu brzinu odbijanja. Međutim, proces hladnog prešanja je relativno jednostavan i lagan za rukovanje i kontrolu. Glavna oprema valjka je postizanje sljedećih procesnih vrijednosti, gustoće zbijanja, brzine odbijanja i istezanja. Istovremeno, treba napomenuti da na površini komada šipke nisu dopušteni krhki komadići, tvrde grudice, otpali materijali, valoviti rubovi itd., a pukotine nisu dopuštene u prazninama. U ovom trenutku, temperatura okoline radionice: ≤23℃, vlažnost: ≤25%. Prava gustoća trenutnih konvencionalnih materijala:

Često korišteno zbijanje:

Brzina odskoka: opći odskok 2-3 μm

Istezanje: List pozitivne elektrode je općenito ≈1,002

Nakon što je završeno smotavanje pozitivne elektrode, sljedeći korak je dijeljenje cijelog komada elektrode na male trake iste širine (koje odgovaraju visini baterije). Prilikom rezanja obratite pozornost na neravnine na polnom dijelu. Potrebno je sveobuhvatno pregledati polne dijelove na neravnine u smjeru X i Y pomoću dvodimenzionalne opreme. Duljina uzdužnog neravnog dijela postupka Y ≤1/2 H debljine dijafragme. Temperatura okoline u radionici treba biti ≤23 ℃, a točka rosišta ≤-30 ℃. Proces proizvodnje listova negativnih elektroda za litijeve baterije isti je kao i za pozitivne elektrode, ali je dizajn procesa drugačiji. Temperatura okoline u radionici treba biti ≤23 ℃, a vlažnost zraka ≤25%. Prava gustoća uobičajenih materijala negativnih elektroda:

Uobičajeno korišteno zbijanje negativnih elektroda: Brzina odbijanja: Opći odboj 4-8um Istezanje: Pozitivna ploča općenito ≈ 1,002 Proizvodni proces skidanja pozitivne elektrode litijeve baterije sličan je procesu skidanja pozitivne elektrode i oba zahtijevaju kontrolu neravnina u smjeru X i Y. Temperatura okoline u radionici treba biti ≤23 ℃, a točka rosišta ≤-30 ℃. Nakon što je pozitivna ploča spremna za skidanje, pozitivnu ploču treba osušiti (120 °C), a zatim se aluminijski lim zavari i pakira. Tijekom ovog procesa potrebno je uzeti u obzir duljinu jezička i širinu kalupa. Uzimajući **650 dizajn (kao što je baterija 18650) kao primjer, dizajn s izloženim jezičcima uglavnom uzima u obzir razumnu suradnju katodnih jezičaka tijekom zavarivanja poklopca i utora valjka. Ako su jezičci polova predugo izloženi, lako može doći do kratkog spoja između jezičaka polova i čelične ljuske tijekom procesa valjanja. Ako je ušica prekratka, poklopac se ne može zalemiti. Trenutno postoje dvije vrste ultrazvučnih glava za zavarivanje: linearne i točkaste. U kućanstvu se uglavnom koriste linearne glave za zavarivanje zbog razmatranja prekomjerne struje i čvrstoće zavarivanja. Osim toga, za prekrivanje lemnih jezičaka koristi se visokotemperaturno ljepilo, uglavnom kako bi se izbjegao rizik od kratkih spojeva uzrokovanih metalnim neravninama i metalnim krhotinama. Temperatura okoline u radionici treba biti ≤23 ℃, rosište ≤-30 ℃, a sadržaj vlage u katodi ≤500-1000 ppm.

Priprema negativne pločeNegativnu ploču treba osušiti (105-110°C), zatim se niklani listovi zavaruju i pakiraju. Također treba uzeti u obzir duljinu lemnog jezička i širinu oblikovanja. Temperatura okoline u radionici treba biti ≤23℃, rosište ≤-30℃, a sadržaj vlage u negativnoj elektrodi ≤500-1000 ppm. Namotavanje je namatanje separatora, lista pozitivne elektrode i lista negativne elektrode u željeznu jezgru pomoću stroja za namatanje. Princip je omotati pozitivnu elektrodu negativnom elektrodom, a zatim odvojiti pozitivne i negativne elektrode pomoću separatora. Budući da je negativna elektroda tradicionalnog sustava kontrolna elektroda u dizajnu baterije, dizajn kapaciteta je veći od kapaciteta pozitivne elektrode, tako da se tijekom punjenja formiranjem, Li+ pozitivne elektrode može pohraniti u "prazno mjesto" negativne elektrode. Posebnu pozornost treba posvetiti napetosti namota i rasporedu polova prilikom namotavanja. Premala napetost namota utjecat će na unutarnji otpor i brzinu umetanja kućišta. Prekomjerna napetost može dovesti do rizika od kratkog spoja ili lomljenja. Poravnanje se odnosi na relativni položaj negativne elektrode, pozitivne elektrode i separatora. Širina negativne elektrode je 59,5 mm, pozitivne elektrode je 58 mm, a separatora je 61 mm. Tri su poravnate tijekom reprodukcije kako bi se izbjegao rizik od kratkog spoja. Napetost namota općenito je između 0,08-0,15 MPa za pozitivni pol, 0,08-0,15 MPa za negativni pol, 0,08-0,15 MPa za gornju dijafragmu i 0,08-0,15 MPa za donju dijafragmu. Specifična podešavanja ovise o opremi i procesu. Temperatura okoline ove radionice je ≤23 ℃, rosište je ≤-30 ℃, a sadržaj vlage je ≤500-1000 ppm.

Prije ugradnje jezgre baterije u kućište, potreban je Hi-Pot test od 200~500V (kako bi se provjerilo je li visokonaponska baterija kratko spojena), a potrebno je i usisavanje radi daljnje kontrole prašine prije ugradnje u kućište. Tri glavne kontrolne točke litijevih baterija su vlaga, neravnine i prašina. Nakon što je prethodni postupak završen, umetnite donju brtvu u dno jezgre baterije, savijte lim pozitivne elektrode tako da površina bude okrenuta prema rupici za namotaje jezgre baterije i na kraju ga umetnite okomito u čeličnu ili aluminijsku ljusku. Uzimajući tip 18650 kao primjer, vanjski promjer ≈ 18 mm + visina ≈ 71,5 mm. Kada je površina poprečnog presjeka namotane jezgre manja od unutarnjeg presjeka čeličnog kućišta, brzina umetanja čeličnog kućišta je približno 97% do 98,5%. Budući da se mora uzeti u obzir vrijednost odbijanja pola i stupanj prodiranja tekućine tijekom kasnijeg ubrizgavanja. Isti postupak kao i površinska podloga uključuje sastavljanje gornje podloge. Temperatura okoline u radionici treba biti ≤23 ℃, a rosište ≤-40 ℃.

ValjanjeU sredinu jezgre lema umetne se lemni klin (obično izrađen od bakra ili legure). Uobičajeno korišteni zavarivački klinovi su Φ2,5*1,6 mm, a čvrstoća zavarivanja negativne elektrode treba biti ≥12N da bi se kvalificirala. Ako je preniska, lako će uzrokovati virtualno lemljenje i prekomjerni unutarnji otpor. Ako je previsoka, lako se zavaruje sloj nikla na površini čelične ljuske, što rezultira lemnim spojevima i dovodi do skrivenih opasnosti poput hrđe i curenja. Jednostavno razumijevanje valjanja utora je pričvršćivanje namotane jezgre baterije na kućište bez tresenja. U procesu proizvodnje ove litijeve baterije, posebnu pozornost treba posvetiti usklađivanju brzine poprečne ekstruzije i brzine uzdužnog prešanja kako bi se izbjeglo rezanje kućišta previsokom poprečnom brzinom, a sloj nikla zareza će otpasti ako je uzdužna brzina prebrza ili će visina zareza biti pogođena i brtvljenje će biti pogođeno. Potrebno je provjeriti jesu li procesne vrijednosti za dubinu utora, produženje i visinu utora u skladu sa standardima (praktičnim i teorijskim izračunima). Uobičajene veličine ploče za kuhanje su 1,0, 1,2 i 1,5 mm. Nakon što je utor za valjanje završen, cijeli stroj treba ponovno usisati kako bi se izbjegli metalni ostaci. Stupanj vakuuma trebao bi biti ≤-0,065 MPa, a vrijeme usisavanja trebalo bi biti 1~2 s. Zahtjevi za temperaturu okoline ove radionice su ≤23 ℃, a točka rosišta ≤-40 ℃. Pečenje jezgre baterije Nakon što su cilindrični listovi baterije valjani i utorani, sljedeći proces proizvodnje litijeve baterije je vrlo važan: pečenje. Tijekom proizvodnje baterijskih ćelija uvodi se određena količina vlage. Ako se vlaga ne može kontrolirati unutar standardnog vremenskog raspona, performanse i sigurnost baterije bit će ozbiljno narušene. Općenito se za pečenje koristi automatska vakuumska peć. Uredno rasporedite ćelije koje će se peći, stavite sredstvo za sušenje u pećnicu, postavite parametre i povisite temperaturu na 85 °C (uzimajući litijeve željezo fosfatne baterije kao primjer). Slijede standardi pečenja za nekoliko različitih specifikacija baterijskih ćelija:

Ubrizgavanje tekućineProces proizvodnje litijeve baterije uključuje ispitivanje vlažnosti pečenih baterijskih ćelija. Tek nakon postizanja prethodnih standarda pečenja možete prijeći na sljedeći korak: ubrizgavanje elektrolita. Pečene baterije brzo stavite u vakuumsku kutiju za rukavice, izvažite i zabilježite težinu, stavite posudu za ubrizgavanje i dodajte predviđenu težinu elektrolita u posudu (obično se provodi ispitivanje baterije uronjene u tekućinu: baterija se stavi u sredinu posude). Stavite jezgru baterije u elektrolit, potopite je neko vrijeme, testirajte maksimalni kapacitet apsorpcije tekućine baterije (obično napunite tekućinu prema eksperimentalnom volumenu), stavite je u vakuumsku kutiju za vakuumiranje (stupanj vakuuma ≤ -0,09 MPa) i ubrzajte prodiranje elektrolita u elektrodu. Nakon nekoliko ciklusa, izvadite dijelove baterije i izvažite ih. Izračunajte odgovara li volumen ubrizgavanja predviđenoj vrijednosti. Ako je manji, potrebno ga je nadopuniti. Ako ga ima previše, jednostavno izlijte višak dok ne zadovoljite projektne zahtjeve. Okruženje u kutiji za rukavice zahtijeva temperaturu ≤23 ℃ i točku rosišta ≤ -45 ℃.

ZavarivanjeTijekom ovog procesa proizvodnje litijeve baterije, poklopac baterije treba unaprijed staviti u pretinac za rukavice, a poklopac baterije treba pričvrstiti na donji kalup super aparata za zavarivanje jednom rukom, a jezgru baterije treba držati drugom rukom. Poravnajte pozitivni pol baterije s terminalnim jezičkom poklopca. Nakon što provjerite je li pozitivni pol poravnat s terminalnim jezičkom poklopca, stanite na ultrazvučni aparat za zavarivanje. Zatim pritisnite nožnu sklopku aparata za zavarivanje. Nakon toga, baterijsku jedinicu treba u potpunosti pregledati kako bi se provjerio učinak zavarivanja lemnih jezičaka.

Promatrajte jesu li jezičci za lemljenje poravnati.

Lagano povucite jezičak za lemljenje kako biste vidjeli je li labav.

Baterije čiji poklopac nije čvrsto zavaren potrebno je ponovno zavariti.