Sparčiai vystantisličio baterijapramonėje, ličio baterijų taikymo scenarijai toliau plečiasi ir tampa nepakeičiamu energijos įrenginiu žmonių gyvenime ir darbe.Kalbant apie pritaikytų ličio baterijų gamintojų gamybos procesą, ličio baterijų gamybos procesas daugiausia apima ingredientus, dangą, lakštų dangą, paruošimą, vyniojimą, lukštenimą, valcavimą, kepimą, skysčio įpurškimą, suvirinimą ir kt. Toliau pateikiami pagrindiniai ličio baterijų gamybos procesas.Teigiamų elektrodų sudedamosios dalys Ličio baterijų teigiamą elektrodą sudaro aktyvios medžiagos, laidžios medžiagos, klijai ir tt Pirma, žaliavos yra patvirtinamos ir kepamos.Paprastai tariant, laidus agentas turi būti kepamas ≈120 ℃ temperatūroje 8 valandas, o lipnus PVDF – ≈80 ℃ temperatūroje 8 valandas.Ar aktyviąsias medžiagas (LFP, NCM ir kt.) reikia kepti ir džiovinti, priklauso nuo žaliavų būklės.Šiuo metu bendroms ličio baterijų dirbtuvėms reikalinga temperatūra ≤40 ℃ ir drėgmė ≤25% RH.Po džiovinimo reikia iš anksto paruošti PVDF klijus (PVDF tirpiklis, NMP tirpalas).PVDF klijų kokybė yra labai svarbi akumuliatoriaus vidinei varžai ir elektriniam veikimui.Veiksniai, turintys įtakos klijų naudojimui, yra temperatūra ir maišymo greitis.Kuo aukštesnė temperatūra, tuo klijų pageltimas turės įtakos sukibimui.Jei maišymo greitis yra per didelis, klijai gali būti lengvai pažeisti.Specifinis sukimosi greitis priklauso nuo dispersinio disko dydžio.Paprastai tariant, dispersinio disko tiesinis greitis yra 10-15m/s (priklausomai nuo įrangos).Šiuo metu maišymo bakas turi įjungti cirkuliuojantį vandenį, o temperatūra turi būti ≤30°C.

Įpilkite katodo srutos partijomis.Šiuo metu reikia atkreipti dėmesį į medžiagų pridėjimo tvarką.Pirmiausia įpilkite aktyviosios medžiagos ir laidžios medžiagos, lėtai maišykite, tada įpilkite klijų.Maitinimo laikas ir maitinimo santykis taip pat turi būti griežtai įgyvendinami pagal ličio baterijos gamybos procesą.Antra, turi būti griežtai kontroliuojamas įrangos sukimosi greitis ir sukimosi greitis.Paprastai kalbant, dispersijos tiesinis greitis turėtų būti didesnis nei 17 m/s.Tai priklauso nuo įrenginio veikimo.Skirtingi gamintojai labai skiriasi.Taip pat kontroliuokite maišymo vakuumą ir temperatūrą.Šiame etape reikia reguliariai nustatyti srutų dalelių dydį ir klampumą.Dalelių dydis ir klampumas yra glaudžiai susiję su kietosios medžiagos kiekiu, medžiagos savybėmis, padavimo seka ir ličio baterijos gamybos procesu.Šiuo metu įprastam procesui reikalinga temperatūra ≤30 ℃, drėgmė ≤25% RH ir vakuumo laipsnis ≤-0,085 MPa.Perkelkite suspensiją į perpylimo baką arba dažų parduotuvę.Po to, kai srutos pašalinamos, jas reikia sijoti.Tikslas yra filtruoti dideles daleles, nusodinti ir pašalinti feromagnetines ir kitas medžiagas.Didelės dalelės paveiks dangą ir gali sukelti pernelyg didelį akumuliatoriaus savaiminį išsikrovimą arba trumpojo jungimo riziką;per daug feromagnetinės medžiagos suspensijoje gali sukelti pernelyg didelį akumuliatoriaus savaiminį išsikrovimą ir kitus defektus.Šio ličio baterijos gamybos proceso proceso reikalavimai yra šie: temperatūra ≤ 40 °C, drėgmė ≤ 25% RH, ekrano tinklelio dydis ≤ 100 akių ir dalelių dydis ≤ 15 um.

Neigiamas elektrodassudedamosios dalys Neigiamas ličio baterijos elektrodas sudarytas iš aktyvios medžiagos, laidžios medžiagos, rišiklio ir dispergento.Pirma, patvirtinkite žaliavas.Tradicinė anodo sistema yra maišymo procesas vandens pagrindu (tirpiklis yra dejonizuotas vanduo), todėl nėra jokių specialių žaliavų džiovinimo reikalavimų.Ličio baterijų gamybos procesas reikalauja, kad dejonizuoto vandens laidumas būtų ≤1us/cm.Dirbtuvių reikalavimai: temperatūra ≤40℃, drėgmė ≤25%RH.Paruoškite klijus.Nustačius žaliavas, pirmiausia reikia paruošti klijus (sudarytus iš CMC ir vandens).Šiuo metu grafitą C ir laidžią medžiagą supilkite į maišytuvą sausam maišymui.Rekomenduotina nesiurbti ir neįjungti cirkuliuojančio vandens, nes sauso maišymo metu dalelės išspaudžiamos, trinamos ir kaitinamos.Sukimosi greitis yra mažas 15–20 aps./min., grandymo ir šlifavimo ciklas yra 2–3 kartus, o intervalo laikas yra ≈15 min.Supilkite klijus į maišytuvą ir pradėkite siurbti (≤-0,09mpa).Suspauskite gumą mažu 15–20 aps./min. greičiu 2 kartus, tada sureguliuokite greitį (mažas greitis 35 aps./min., didelis greitis 1200–1500 aps./min.) ir paleiskite apie 15–60 min. pagal kiekvieno gamintojo drėgną procesą.Galiausiai supilkite SBR į maišytuvą.Rekomenduojama maišyti mažu greičiu, nes SBR yra ilgos grandinės polimeras.Jei sukimosi greitis ilgą laiką yra per didelis, molekulinė grandinė lengvai nutrūks ir praras aktyvumą.Maišyti rekomenduojama mažu 35-40 aps./min. greičiu ir dideliu 1200-1800 aps./min. greičiu 10-20 min.Bandomas klampumas (2000–4000 mPa.s), dalelių dydis (35 um≤), kietųjų medžiagų kiekis (40-70%), vakuuminis laipsnis ir tinklelio tinklelis (≤100 akių).Konkrečios proceso vertės skirsis priklausomai nuo fizinių medžiagos savybių ir maišymo proceso.Dirbtuvėms reikalinga temperatūra ≤30℃ ir drėgmė ≤25%RH.Dengimo katodo danga Ličio baterijos gamybos procesas reiškia katodo suspensijos išspaudimą arba purškimą ant aliuminio srovės kolektoriaus AB paviršiaus, kai vieno paviršiaus tankis yra ≈20–40 mg/cm2 (trikomponentės ličio baterijos tipas).Krosnies temperatūra paprastai yra aukštesnė nei 4–8 mazgai, o kiekvienos sekcijos kepimo temperatūra reguliuojama nuo 95 °C iki 120 °C, atsižvelgiant į faktinius poreikius, kad būtų išvengta skersinių įtrūkimų ir tirpiklio lašėjimo kepimo metu.Pernešimo dangos ritinėlio greičio santykis yra 1,1–1,2, o tarpo padėtis praskiedžiama 20–30 um, kad būtų išvengta pernelyg didelio etiketės padėties sutankinimo dėl uodegos susikaupimo akumuliatoriaus veikimo metu, dėl kurio gali iškristi ličio nuosėdos.Dangos drėgmė ≤2000-3000ppm (priklausomai nuo medžiagos ir proceso).Teigiamo elektrodo temperatūra dirbtuvėse yra ≤30℃, o drėgnumas ≤25%.Scheminė schema yra tokia: Dengimo juostos schema

Theličio baterijų gamybaprocesasneigiama elektrodo dangareiškia neigiamo elektrodo srutos išspaudimą arba purškimą ant varinio srovės kolektoriaus AB paviršiaus.Vieno paviršiaus tankis ≈ 10~15 mg/cm2.Dengimo krosnies temperatūra paprastai turi 4-8 sekcijas (ar daugiau), o kiekvienos sekcijos kepimo temperatūra yra 80 ℃ ~ 105 ℃.Jį galima reguliuoti pagal faktinius poreikius, kad būtų išvengta įtrūkimų ir skersinių įtrūkimų.Perdavimo volelio greičio santykis yra 1,2–1,3, tarpas praskiedžiamas 10–15 um, dažų koncentracija ≤3000 ppm, neigiama elektrodo temperatūra dirbtuvėse yra ≤30℃, o drėgmė ≤25%.Po to, kai teigiamos plokštės teigiama danga išdžiūsta, būgną reikia išlyginti per proceso laiką.Volelis naudojamas elektrodo lakštui sutankinti (tvarsčio masė tūrio vienetui).Šiuo metu ličio baterijų gamybos procese naudojami du teigiamų elektrodų presavimo būdai: karštasis presavimas ir šaltasis presavimas.Palyginti su šaltuoju presavimu, karštasis presavimas turi didesnį tankinimą ir mažesnį atšokimo greitį.Tačiau šalto spaudimo procesas yra gana paprastas ir lengvai valdomas bei valdomas.Pagrindinė volo įranga yra pasiekti šias proceso vertes, tankinimo tankį, atšokimo greitį ir pailgėjimą.Tuo pačiu reikia atkreipti dėmesį į tai, kad ant meškerykočio dalies paviršiaus neleidžiamos trapios drožlės, kieti gumuliukai, nukritusios medžiagos, banguoti kraštai ir pan., o tarpuose neleidžiami lūžiai.Šiuo metu dirbtuvės aplinkos temperatūra: ≤23℃, drėgmė: ≤25%.Tikrasis dabartinių įprastų medžiagų tankis:

Dažniausiai naudojamas tankinimas:

Atšokimo greitis: bendras atšokimas 2-3 μm

Pailgėjimas: teigiamas elektrodo lapas paprastai yra ≈1,002

Užbaigus teigiamo elektrodo ritinį, kitas žingsnis yra padalinti visą elektrodo dalį į mažas tokio pat pločio juosteles (atitinkančias akumuliatoriaus aukštį).Pjaudami atkreipkite dėmesį į stulpo atbrailą.Būtina visapusiškai apžiūrėti polių gabalus, ar nėra įdubimų X ir Y kryptimis, naudojant dvimatę įrangą.Išilginio šerdies ilgio procesas Y≤1/2 H diafragmos storis.Aplinkos temperatūra dirbtuvėse turi būti ≤23℃, o rasos taškas – ≤-30℃.Ličio baterijų neigiamų elektrodų lakštų gamybos procesas yra toks pat, kaip ir teigiamų elektrodų, tačiau proceso konstrukcija skiriasi.Aplinkos temperatūra dirbtuvėse turi būti ≤23 ℃, o drėgmė – ≤25%.Tikrasis įprastų neigiamų elektrodų medžiagų tankis:

Dažniausiai naudojamas neigiamo elektrodo sutankinimas: atšokimo greitis: bendras atšokimas 4–8 um Pailgėjimas: teigiama plokštelė paprastai ≈ 1,002 Ličio akumuliatoriaus teigiamo elektrodo pašalinimo procesas yra panašus į teigiamo elektrodo nuėmimo procesą, ir abu turi kontroliuoti X ir Y kryptys.Aplinkos temperatūra dirbtuvėse turi būti ≤23℃, o rasos taškas – ≤-30℃.Po to, kai teigiama plokštė yra paruošta nuimti, teigiamą plokštę reikia išdžiovinti (120 °C), tada aliuminio lakštas suvirinamas ir supakuojamas.Šio proceso metu reikia atsižvelgti į skirtuko ilgį ir liejimo plotį.Kaip pavyzdį imant **650 konstrukciją (pvz., 18650 bateriją), konstrukcijoje su atviromis ąselėmis daugiausia atsižvelgiama į pagrįstą katodo skirtukų bendradarbiavimą suvirinant dangtelį ir ritininį griovelį.Jei polių ąselės yra atviros per ilgai, valcavimo proceso metu tarp polių ąselių ir plieninio apvalkalo gali lengvai įvykti trumpasis jungimas.Jei antgalis per trumpas, dangtelis negali būti lituojamas.Šiuo metu yra dviejų tipų ultragarsinės suvirinimo galvutės: linijinės ir taško formos.Buitiniuose procesuose dažniausiai naudojamos linijinės suvirinimo galvutės, atsižvelgiant į viršsrovę ir suvirinimo stiprumą.Be to, litavimo antgaliams padengti naudojami aukštos temperatūros klijai, daugiausia siekiant išvengti trumpojo jungimo pavojaus, kurį sukelia metalo nuolaužos ir metalo nuolaužos.Aplinkos temperatūra dirbtuvėse turi būti ≤23 ℃, rasos taškas turi būti ≤-30 ℃, o katodo drėgmės kiekis turi būti ≤500-1000 ppm.

Neigiamos plokštelės paruošimasNeigiamą plokštę reikia išdžiovinti (105-110°C), tada nikelio lakštai suvirinami ir supakuojami.Taip pat reikia atsižvelgti į litavimo skirtuko ilgį ir formavimo plotį.Aplinkos temperatūra dirbtuvėse turi būti ≤23 ℃, rasos taškas turi būti ≤-30 ℃, o neigiamo elektrodo drėgmės kiekis turi būti ≤500-1000 ppm.Apvija yra skirta suvynioti separatorių, teigiamo elektrodo lakštą ir neigiamą elektrodo lakštą į geležinę šerdį per vyniojimo mašiną.Principas yra apvynioti teigiamą elektrodą su neigiamu elektrodu, o tada atskirti teigiamą ir neigiamą elektrodus per separatorių.Kadangi tradicinės sistemos neigiamas elektrodas yra akumuliatoriaus konstrukcijos valdymo elektrodas, talpos konstrukcija yra didesnė nei teigiamo elektrodo, todėl formavimosi įkrovimo metu teigiamo elektrodo Li+ gali būti saugomas „laisvoje vietoje“. neigiamas elektrodas.Ypatingą dėmesį reikia atkreipti į apvijos įtempimą ir polių išdėstymą vyniojant.Per mažas apvijos įtempimas turės įtakos vidiniam pasipriešinimui ir korpuso įdėjimo greičiui.Dėl per didelio įtempimo gali kilti trumpojo jungimo arba įtrūkimo pavojus.Išlygiavimas reiškia santykinę neigiamo elektrodo, teigiamo elektrodo ir separatoriaus padėtį.Neigiamojo elektrodo plotis 59,5 mm, teigiamo elektrodo – 58 mm, separatoriaus – 61 mm.Trys atkūrimo metu yra sulygiuoti, kad būtų išvengta trumpojo jungimo pavojaus.Apvijos įtempimas paprastai yra tarp 0,08–0,15 MPa teigiamo poliaus, 0,08–0,15 Mpa neigiamo poliaus, 0,08–0,15 MPa viršutinės diafragmos ir 0,08–0,15 Mpa apatinės diafragmos.Konkretūs koregavimai priklauso nuo įrangos ir proceso.Šio cecho aplinkos temperatūra yra ≤23 ℃, rasos taškas yra ≤-30 ℃, o drėgmės kiekis yra ≤500-1000 ppm.

Prieš įdedant į korpusą supakuotą akumuliatoriaus šerdį, reikia atlikti 200–500 V Hi-Pot bandymą (siekiant patikrinti, ar aukštos įtampos akumuliatoriuje nėra trumpojo jungimo), taip pat reikia išsiurbti, kad būtų toliau kontroliuojamos dulkės prieš įmontuojant. byla.Trys pagrindiniai ličio baterijų valdymo taškai yra drėgmė, įbrėžimai ir dulkės.Baigę ankstesnį procesą, įkiškite apatinę tarpinę į akumuliatoriaus šerdies apačią, sulenkite teigiamo elektrodo lakštą taip, kad paviršius būtų nukreiptas į akumuliatoriaus šerdies apvijos angą, ir galiausiai įkiškite vertikaliai į plieninį arba aliuminio korpusą.Kaip pavyzdį imant tipą 18650, išorinis skersmuo ≈ 18 mm + aukštis ≈ 71,5 mm.Kai suvyniotos šerdies skerspjūvio plotas yra mažesnis už vidinį plieninio korpuso skerspjūvio plotą, plieninio korpuso įdėjimo greitis yra maždaug 97–98,5%.Kadangi reikia atsižvelgti į stulpo atšokimo vertę ir skysčio prasiskverbimo laipsnį vėlesnio įpurškimo metu.Tas pats procesas, kaip ir paviršinis paklotas, apima viršutinio pakloto surinkimą.Aplinkos temperatūra dirbtuvėse turi būti ≤23℃, o rasos taškas – ≤-40℃.

Riedėjimasį litavimo šerdies vidurį įkiša litavimo kaištį (dažniausiai pagamintą iš vario arba lydinio).Dažniausiai naudojami suvirinimo kaiščiai yra Φ2,5 * 1,6 mm, o neigiamo elektrodo suvirinimo stipris turi būti ≥12N, kad būtų galima kvalifikuoti.Jei jis yra per žemas, tai lengvai sukels virtualų litavimą ir per didelį vidinį pasipriešinimą.Jei jis yra per aukštas, nikelio sluoksnį nuo plieno korpuso paviršiaus lengva nuvirinti, todėl susidaro litavimo jungtys, o tai gali sukelti paslėptų pavojų, pvz., rūdžių ir nuotėkio.Paprastas riedėjimo griovelio supratimas yra pritvirtinti suvyniotą akumuliatoriaus šerdį ant korpuso nekratant.Šios ličio baterijos gamybos procese ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas skersinio ekstruzijos greičio ir išilginio presavimo greičio suderinimui, kad korpusas nebūtų perpjaunamas per dideliu skersiniu greičiu, o įpjovos nikelio sluoksnis nukris, jei išilginis greitis yra per didelis arba bus paveiktas įpjovos aukštis ir sandarumas.Būtina patikrinti, ar griovelio gylio, išplėtimo ir griovelio aukščio proceso reikšmės atitinka standartus (praktiniais ir teoriniais skaičiavimais).Įprasti kaitlentės dydžiai yra 1,0, 1,2 ir 1,5 mm.Užbaigus valcavimo griovelį, visą mašiną reikia dar kartą išsiurbti, kad būtų išvengta metalinių šiukšlių.Vakuumo laipsnis turi būti ≤-0,065 Mpa, o siurbimo laikas turi būti 1–2 s.Šios dirbtuvės aplinkos temperatūros reikalavimai yra ≤23 ℃, o rasos taškas yra ≤-40 ℃.Akumuliatoriaus šerdies kepimas Po to, kai cilindriniai baterijos lakštai yra suvynioti ir išraižyti, labai svarbus kitas ličio baterijos gamybos procesas: kepimas.Gaminant akumuliatoriaus elementus, įvedamas tam tikras drėgmės kiekis.Jei drėgmės nepavyks laiku kontroliuoti standartiniame diapazone, akumuliatoriaus veikimas ir saugumas bus rimtai paveikti.Paprastai kepimui naudojama automatinė vakuuminė orkaitė.Tvarkingai išdėliokite kepimo ląsteles, įdėkite sausiklio į orkaitę, nustatykite parametrus ir pakelkite temperatūrą iki 85°C (pavyzdžiui, ličio geležies fosfato baterijas).Toliau pateikiami kelių skirtingų baterijų elementų specifikacijų kepimo standartai:

Skysčio įpurškimasLičio baterijų gamybos procesas apima iškeptų baterijų elementų drėgmės bandymą.Tik pasiekę ankstesnius kepimo standartus galite pereiti prie kito žingsnio: elektrolito įpurškimo.Greitai įdėkite iškepusias baterijas į vakuuminių pirštinių dėžutę, pasverkite ir užfiksuokite svorį, uždėkite įpurškimo taurelę ir į puodelį įpilkite numatyto svorio elektrolito (dažniausiai atliekamas skystyje panardintos baterijos testas: įdėkite bateriją į puodelį). vidurys).Įdėkite akumuliatoriaus šerdį į elektrolitą, tam tikrą laiką pamirkykite, patikrinkite maksimalią akumuliatoriaus skysčio sugeriamąją galią (dažniausiai užpildykite skysčiu pagal eksperimentinį tūrį), įdėkite į vakuuminę dėžę, kad išsiurbtumėte (vakuumo laipsnis ≤ - 0,09Mpa) ir pagreitinti elektrolito prasiskverbimą į elektrodą.Po kelių ciklų išimkite akumuliatoriaus dalis ir pasverkite.Apskaičiuokite, ar įpurškimo tūris atitinka projektinę vertę.Jei jo mažiau, jį reikia papildyti.Jei yra per daug, tiesiog nupilkite perteklių, kol atitiksite dizaino reikalavimus.Pirštinių dėžutėje reikalinga temperatūra ≤23 ℃ ir rasos taškas ≤-45 ℃.

SuvirinimasŠio ličio baterijos gamybos proceso metu akumuliatoriaus dangtelis turi būti iš anksto įdėtas į pirštinių dėžę, o akumuliatoriaus dangtelis turi būti pritvirtintas prie apatinės super suvirinimo mašinos formos, o kita ranka turi būti laikomas akumuliatoriaus šerdis. ranka.Sulygiuokite teigiamą akumuliatoriaus elemento auselę su dangtelio gnybtų ąsele.Įsitikinę, kad teigiamo gnybto antgalis yra sulygiuotas su dangtelio gnybto ąsele, užlipkite ant ultragarsinio suvirinimo aparato.Tada paspauskite suvirinimo aparato kojinį jungiklį.Po to akumuliatoriaus bloką reikia visiškai patikrinti, kad būtų patikrintas litavimo skirtukų suvirinimo efektas.

Stebėkite, ar litavimo ąselės yra sulygiuotos.

Švelniai patraukite litavimo skirtuką, kad pamatytumėte, ar jis atsilaisvino.

Akumuliatorius, kurių dangtelis nėra tvirtai privirintas, reikia suvirinti iš naujo.