С бързото развитие налитиева батерияиндустрията, сценариите за приложение на литиевите батерии продължават да се разширяват и да се превърнат в незаменимо енергийно устройство в живота и работата на хората.Когато става въпрос за производствения процес на персонализирани производители на литиеви батерии, процесът на производство на литиеви батерии включва главно съставки, покритие, листове, подготовка, навиване, обелване, валцуване, печене, инжектиране на течности, заваряване и т.н. Следното представя ключовите точки на процесът на производство на литиева батерия.Съставки на положителния електрод Положителният електрод на литиевите батерии се състои от активни материали, проводими агенти, лепила и др. Първо, суровините се потвърждават и изпичат.Най-общо казано, проводимият агент трябва да се пече при ≈120℃ за 8 часа, а лепилото PVDF трябва да се пече при ≈80℃ за 8 часа.Дали активните материали (LFP, NCM и др.) изискват изпичане и сушене зависи от състоянието на суровините.Понастоящем общата работилница за литиеви батерии изисква температура ≤40℃ и влажност ≤25%RH.След завършване на изсъхването е необходимо предварително да се подготви PVDF лепило (PVDF разтворител, NMP разтвор).Качеството на PVDF лепилото е от решаващо значение за вътрешното съпротивление и електрическите характеристики на батерията.Факторите, които влияят върху нанасянето на лепилото, включват температура и скорост на разбъркване.Колкото по-висока е температурата, пожълтяването на лепилото ще повлияе на адхезията.Ако скоростта на смесване е твърде висока, лепилото може лесно да се повреди.Конкретната скорост на въртене зависи от размера на дисперсионния диск.Най-общо казано, линейната скорост на дисперсионния диск е 10-15m/s (в зависимост от оборудването).По това време смесителният резервоар трябва да включи циркулиращата вода и температурата трябва да бъде ≤30°C.

Добавете катодната суспензия на партиди.По това време трябва да обърнете внимание на реда на добавяне на материали.Първо добавете активния материал и проводимия агент, разбъркайте бавно, след това добавете лепилото.Времето за подаване и съотношението на подаване също трябва да се спазват стриктно в съответствие с процеса на производство на литиева батерия.Второ, скоростта на въртене и скоростта на въртене на оборудването трябва да бъдат строго контролирани.Най-общо казано, линейната скорост на дисперсията трябва да бъде над 17 m/s.Това зависи от производителността на устройството.Различните производители се различават значително.Също така контролирайте вакуума и температурата на смесване.На този етап размерът на частиците и вискозитетът на суспензията трябва редовно да се откриват.Размерът на частиците и вискозитетът са тясно свързани със съдържанието на твърдо вещество, свойствата на материала, последователността на захранване и процеса на производство на литиева батерия.Понастоящем конвенционалният процес изисква температура ≤30℃, влажност ≤25%RH и степен на вакуум ≤-0,085mpa.Прехвърлете суспензията в резервоар за прехвърляне или бояджийски цех.След като суспензията се прехвърли, тя трябва да се пресее.Целта е филтриране на големи частици, утаяване и отстраняване на феромагнитни и други вещества.Големите частици ще засегнат покритието и могат да причинят прекомерно саморазреждане на батерията или риск от късо съединение;твърде много феромагнитен материал в суспензията може да причини прекомерно саморазреждане на батерията и други дефекти.Изискванията към процеса на този процес на производство на литиева батерия са: температура ≤ 40°C, влажност ≤ 25% относителна влажност, размер на мрежата на екрана ≤ 100 меша и размер на частиците ≤ 15 um.

Отрицателен електродсъставки Отрицателният електрод на литиевата батерия се състои от активен материал, проводящ агент, свързващо вещество и диспергатор.Първо, потвърдете суровините.Традиционната анодна система е процес на смесване на водна основа (разтворителят е дейонизирана вода), така че няма специални изисквания за сушене на суровините.Процесът на производство на литиева батерия изисква проводимостта на дейонизираната вода да бъде ≤1us/cm.Изисквания към работилницата: температура ≤40℃, влажност ≤25%RH.Пригответе лепило.След като се определят суровините, първо трябва да се подготви лепилото (съставено от CMC и вода).В този момент изсипете графит С и проводящ агент в миксер за сухо смесване.Препоръчва се да не се вакуумира или да се включва циркулираща вода, защото частиците се екструдират, трият и нагряват по време на сухото смесване.Скоростта на въртене е ниска скорост 15 ~ 20rpm, цикълът на изстъргване и смилане е 2-3 пъти, а интервалът от време е ≈15 минути.Изсипете лепилото в миксера и започнете да вакуумирате (≤-0,09mpa).Стиснете гумата при ниска скорост от 15~20rpm за 2 пъти, след това регулирайте скоростта (ниска скорост 35rpm, висока скорост 1200~1500rpm) и пуснете за около 15min~60min според мокрия процес на всеки производител.Накрая изсипете SBR в блендера.Препоръчва се разбъркване с ниска скорост, тъй като SBR е дълговерижен полимер.Ако скоростта на въртене е твърде висока за дълго време, молекулярната верига лесно ще се скъса и ще загуби активност.Препоръчително е да се разбърква на ниска скорост от 35-40rpm и висока скорост от 1200-1800rpm за 10-20 минути.Вискозитет на теста (2000~4000 mPa.s), размер на частиците (35um≤), съдържание на твърдо вещество (40-70%), степен на вакуум и сито (≤100 mesh).Конкретните стойности на процеса ще варират в зависимост от физическите свойства на материала и процеса на смесване.Работилницата изисква температура ≤30℃ и влажност ≤25%RH.Покриване на катодно покритие Процесът на производство на литиева батерия се отнася до екструдиране или пръскане на катодната суспензия върху AB повърхността на алуминиевия токоприемник с единична повърхностна плътност от ≈20~40 mg/cm2 (тип трикомпонентна литиева батерия).Температурата на пещта обикновено е над 4 до 8 възела, а температурата на печене на всяка секция се регулира между 95°C и 120°C според действителните нужди, за да се избегнат напречни пукнатини и капене на разтворител по време на крекинг при печене.Съотношението на скоростта на ролката за трансферно покритие е 1,1-1,2, а позицията на междината е изтънена с 20-30 um, за да се избегне прекомерно уплътняване на позицията на етикета поради изоставане по време на цикъла на батерията, което може да доведе до утаяване на литий.Влажност на покритието ≤2000-3000ppm (в зависимост от материала и процеса).Температурата на положителния електрод в работилницата е ≤30 ℃ и влажността е ≤25%.Схематичната диаграма е както следва: Схематична диаграма на лента за покритие

Theпроизводство на литиеви батериипроцес напокритие на отрицателния електродсе отнася до екструдиране или пръскане на суспензия от отрицателен електрод върху AB повърхността на медния колектор на ток.Единична повърхностна плътност ≈ 10~15 mg/cm2.Температурата на пещта за нанасяне на покритие обикновено има 4-8 секции (или повече), а температурата на печене на всяка секция е 80 ℃ ~ 105 ℃.Може да се регулира според действителните нужди, за да се избегнат пукнатини от печене и напречни пукнатини.Съотношението на скоростта на трансферната ролка е 1,2-1,3, междината е изтънена 10-15um, концентрацията на боята е ≤3000ppm, температурата на отрицателния електрод в работилницата е ≤30 ℃ и влажността е ≤25%.След като положителното покритие на положителната плоча изсъхне, барабанът трябва да се подравни в рамките на времето на процеса.Ролката се използва за уплътняване на електродния лист (масата на превръзката на единица обем).Понастоящем има два метода за пресоване на положителни електроди в процеса на производство на литиева батерия: горещо пресоване и студено пресоване.В сравнение със студеното пресоване, горещото пресоване има по-високо уплътняване и по-ниска скорост на отскок.Процесът на студено пресоване обаче е относително прост и лесен за работа и контрол.Основното оборудване на ролката е да постигне следните стойности на процеса, плътност на уплътняване, скорост на отскок и удължение.В същото време трябва да се отбележи, че не се допускат крехки стърготини, твърди бучки, паднали материали, вълнообразни ръбове и т.н. на повърхността на частта на пръта и не се допускат счупвания в пролуките.По това време температурата на работната среда: ≤23℃, влажност: ≤25%.Истинската плътност на настоящите конвенционални материали:

Често използвано уплътняване:

Скорост на отскок: общ отскок 2-3 μm

Удължение: Листът на положителния електрод обикновено е ≈1,002

След завършване на навиването на положителния електрод, следващата стъпка е да разделите цялото парче електрод на малки ивици с еднаква ширина (съответстващи на височината на батерията).Когато режете, обърнете внимание на неравностите на полюсната част.Необходимо е цялостно да се проверят полюсните накрайници за неравности в посоките X и Y с помощта на двумерно оборудване.Процес на дължина на надлъжно разрязване Y≤1/2 H дебелина на диафрагмата.Температурата на околната среда в цеха трябва да бъде ≤23℃, а точката на оросяване трябва да бъде ≤-30℃.Производственият процес на листове с отрицателни електроди за листове с отрицателни електроди на литиева батерия е същият като този на положителните електроди, но дизайнът на процеса е различен.Температурата на околната среда в цеха трябва да бъде ≤23 ℃ и влажността трябва да бъде ≤25%.Истинската плътност на обикновените материали за отрицателни електроди:

Често използвано уплътняване на отрицателния електрод: Скорост на отскок: Общо отскок 4-8um Удължение: Положителна плоча обикновено ≈ 1,002 Производственият процес на оголване на положителен електрод на литиева батерия е подобен на процеса на оголване на положителен електрод и и двата трябва да контролират неравностите в X и Y посоки.Температурата на околната среда в цеха трябва да бъде ≤23℃, а точката на оросяване трябва да бъде ≤-30℃.След като положителната плоча е готова за отстраняване, положителната плоча трябва да се изсуши (120°C), след което алуминиевият лист се заварява и опакова.По време на този процес трябва да се вземат предвид дължината на раздела и ширината на формоването.Вземайки дизайна **650 (като батерия 18650) като пример, дизайнът с открити накрайници е основно да вземе предвид разумното сътрудничество на катодните накрайници по време на заваряване на капачката и жлебовете на ролките.Ако полюсните зъбци са изложени твърде дълго, може лесно да възникне късо съединение между полюсните зъбци и стоманената обвивка по време на процеса на валцоване.Ако ухото е твърде късо, капачката не може да бъде запоена.В момента има два вида ултразвукови заваръчни глави: линейни и точкови.Домашните процеси използват предимно линейни заваръчни глави поради съображения за свръхток и якост на заваряване.В допълнение, високотемпературно лепило се използва за покриване на спойките, главно за да се избегне рискът от късо съединение, причинено от метални неравности и метални остатъци.Температурата на околната среда в работилницата трябва да бъде ≤23℃, точката на оросяване трябва да бъде ≤-30℃, а съдържанието на катодна влага трябва да бъде ≤500-1000ppm.

Подготовка на отрицателна плочаОтрицателната плоча трябва да се изсуши (105-110°C), след което никеловите листове се заваряват и пакетират.Дължината на спойката и ширината на формоване също трябва да се вземат предвид.Температурата на околната среда в цеха трябва да бъде ≤23℃, точката на оросяване трябва да бъде ≤-30℃, а съдържанието на влага на отрицателния електрод трябва да бъде ≤500-1000ppm.Навиването е навиване на сепаратора, листа с положителен електрод и листа с отрицателен електрод в желязна сърцевина чрез машина за навиване.Принципът е да се увие положителният електрод с отрицателния електрод и след това да се разделят положителните и отрицателните електроди чрез сепаратор.Тъй като отрицателният електрод на традиционната система е контролният електрод на дизайна на батерията, дизайнът на капацитета е по-висок от този на положителния електрод, така че по време на зареждането на формирането, Li+ на положителния електрод може да се съхранява в „свободното място“ на отрицателния електрод.Трябва да се обърне специално внимание на напрежението на намотката и разположението на полюсните части при навиване.Твърде малкото напрежение на намотката ще повлияе на вътрешното съпротивление и скоростта на вкарване на корпуса.Прекомерното напрежение може да доведе до риск от късо съединение или отчупване.Подравняването се отнася до относителната позиция на отрицателния електрод, положителния електрод и сепаратора.Ширината на отрицателния електрод е 59,5 mm, на положителния електрод е 58 mm, а на сепаратора е 61 mm.Трите са подравнени по време на възпроизвеждане, за да се избегне рискът от късо съединение.Напрежението на намотката обикновено е между 0,08-0,15Mpa за положителния полюс, 0,08-0,15Mpa за отрицателния полюс, 0,08-0,15Mpa за горната диафрагма и 0,08-0,15Mpa за долната диафрагма.Специфичните настройки зависят от оборудването и процеса.Температурата на околната среда в този цех е ≤23℃, точката на оросяване е ≤-30℃, а съдържанието на влага е ≤500-1000ppm.

Преди ядрото на батерията да бъде монтирано в кутията, е необходим Hi-Pot тест от 200~500V (за да се тества дали високоволтовата батерия има късо съединение), а също така е необходимо вакуумиране за по-нататъшен контрол на праха, преди да бъде инсталирана в случаят.Трите основни контролни точки на литиевите батерии са влага, неравности и прах.След приключване на предишния процес, поставете долното уплътнение в долната част на ядрото на батерията, огънете листа с положителен електрод, така че повърхността да е обърната към дупката за навиване на ядрото на батерията и накрая го поставете вертикално в стоманената обвивка или алуминиевата обвивка.Като вземем тип 18650 като пример, външният диаметър ≈ 18 mm + височина ≈ 71,5 mm.Когато площта на напречното сечение на навитата сърцевина е по-малка от площта на вътрешното напречно сечение на стоманената кутия, скоростта на вмъкване на стоманената кутия е приблизително 97% до 98,5%.Тъй като трябва да се вземат предвид стойността на отскок на полюсния накрайник и степента на проникване на течността по време на по-късно инжектиране.Същият процес като повърхностната подложка включва сглобяването на горната подложка.Температурата на околната среда в цеха трябва да бъде ≤23℃, а точката на оросяване трябва да бъде ≤-40℃.

Търкаляневкарва щифт за запояване (обикновено направен от мед или сплав) в средата на ядрото за запояване.Често използваните щифтове за заваряване са Φ2,5*1,6 mm, а якостта на заваряване на отрицателния електрод трябва да бъде ≥12N, за да бъде квалифициран.Ако е твърде ниско, лесно ще причини виртуално запояване и прекомерно вътрешно съпротивление.Ако е твърде висока, лесно се заварява никеловият слой върху повърхността на стоманената обвивка, което води до спойки, което води до скрити опасности като ръжда и изтичане.Простото разбиране на търкалящия жлеб е да се фиксира навитата сърцевина на батерията върху корпуса, без да се разклаща.В процеса на производство на тази литиева батерия трябва да се обърне специално внимание на съвпадението на скоростта на напречно екструдиране и скоростта на надлъжно пресоване, за да се избегне рязане на корпуса с твърде висока напречна скорост и никеловият слой на прореза ще падне, ако надлъжната скорост е твърде висока или височината на прореза ще бъде засегната и уплътнението ще бъде засегнато.Необходимо е да се провери дали процесните стойности за дълбочина на канала, разширение и височина на канала отговарят на стандартите (чрез практически и теоретични изчисления).Обичайните размери на плотовете са 1,0, 1,2 и 1,5 mm.След като жлебът за валцуване е завършен, цялата машина трябва да се почисти отново с прахосмукачка, за да се избегнат метални остатъци.Степента на вакуум трябва да бъде ≤-0,065Mpa, а времето за вакуумиране трябва да бъде 1~2 s.Изискванията за околна температура в този цех са ≤23℃, а точката на оросяване е ≤-40℃.Изпичане на сърцевината на батерията След като цилиндричните листове на батерията са навити и набраздени, следващият производствен процес на литиева батерия е много важен: изпичането.По време на производството на батерийни клетки се въвежда определено количество влага.Ако влагата не може да бъде контролирана в рамките на стандартния диапазон навреме, работата и безопасността на батерията ще бъдат сериозно засегнати.Обикновено за печене се използва автоматична вакуумна фурна.Подредете спретнато клетките за печене, поставете десиканта във фурната, задайте параметрите и повишете температурата до 85°C (като пример вземете литиево-железно-фосфатните батерии).Следните са стандартите за печене за няколко различни спецификации на батерийни клетки:

Течна инжекцияПроцесът на производство на литиева батерия включва тестване на влажността на изпечените батерийни клетки.Само след достигане на предишните стандарти за печене можете да преминете към следващата стъпка: инжектиране на електролита.Бързо поставете изпечените батерии във вакуумната жабка, претеглете и запишете теглото, поставете инжекционната чаша и добавете проектираното тегло електролит в чашата (обикновено се извършва тест на батерията, потопена в течност: поставете батерията в чашата средата).Поставете сърцевината на батерията в електролита, накиснете я за определен период от време, тествайте максималния капацитет за абсорбиране на течности на батерията (обикновено напълнете течността според експерименталния обем), поставете я във вакуумна кутия за вакуумиране (степен на вакуум ≤ - 0,09Mpa) и ускоряват проникването на електролита в електрода.След няколко цикъла извадете частите на батерията и ги претеглете.Изчислете дали инжекционният обем отговаря на проектната стойност.Ако е по-малко, трябва да се допълни.Ако има твърде много, просто излейте излишното, докато изпълните изискванията за дизайн.Средата на жабката изисква температура ≤23℃ и точка на оросяване ≤-45℃.

ЗаваряванеПо време на този процес на производство на литиева батерия, капакът на батерията трябва да се постави предварително в жабката и капакът на батерията трябва да се фиксира върху долната форма на машината за супер заваряване с една ръка, а ядрото на батерията трябва да се държи с другата ръка.Подравнете положителното ухо на акумулаторната клетка с извода на капака.След като се уверите, че положителният извод е подравнен с извода на капачката, стъпете върху ултразвуковата заваръчна машина.След това натиснете крачния превключвател на машината за заваряване.След това модулът на батерията трябва да бъде напълно инспектиран, за да се провери ефектът на заваряване на спойките.

Наблюдавайте дали спойките са подравнени.

Издърпайте леко спойката, за да видите дали е разхлабена.

Батериите, чийто капак на батерията не е здраво заварен, трябва да бъдат заварени отново.