Odată cu dezvoltarea rapidă abaterie cu litiuindustrie, scenariile de aplicare ale bateriilor cu litiu continuă să se extindă și să devină un dispozitiv energetic indispensabil în viața și munca oamenilor.Când vine vorba de procesul de producție al producătorilor de baterii cu litiu personalizate, procesul de producție a bateriilor cu litiu include în principal ingrediente, acoperire, folie, preparare, bobinare, decojire, rulare, coacere, injectare de lichid, sudare etc. În cele ce urmează sunt prezentate punctele cheie ale procesul de producție a bateriilor cu litiu.Ingredientele electrodului pozitiv Electrodul pozitiv al bateriilor cu litiu este compus din materiale active, agenți conductivi, adezivi etc. În primul rând, materiile prime sunt confirmate și coapte.În general, agentul conductor trebuie copt la ≈120℃ timp de 8 ore, iar adezivul PVDF trebuie copt la ≈80℃ timp de 8 ore.Dacă materialele active (LFP, NCM etc.) necesită coacere și uscare depinde de starea materiilor prime.În prezent, atelierul general de baterii cu litiu necesită temperatură ≤40℃ și umiditate ≤25%RH.După terminarea uscării, lipiciul PVDF (solvent PVDF, soluție NMP) trebuie pregătit în avans.Calitatea adezivului PVDF este esențială pentru rezistența internă și performanța electrică a bateriei.Factorii care afectează aplicarea adezivului includ temperatura și viteza de agitare.Cu cât temperatura este mai mare, îngălbenirea adezivului va afecta aderența.Dacă viteza de amestecare este prea mare, lipiciul se poate deteriora cu ușurință.Viteza de rotație specifică depinde de dimensiunea discului de dispersie.În general, viteza liniară a discului de dispersie este de 10-15 m/s (în funcție de echipament).În acest moment, rezervorul de amestecare trebuie să pornească apa în circulație, iar temperatura ar trebui să fie ≤30°C.

Adăugați suspensia catodică în loturi.În acest moment, trebuie să acordați atenție ordinii de adăugare a materialelor.Mai întâi adăugați materialul activ și agentul conductor, amestecați încet, apoi adăugați lipiciul.Timpul de hrănire și raportul de hrănire trebuie, de asemenea, implementate strict în conformitate cu procesul de producție a bateriilor cu litiu.În al doilea rând, viteza de rotație și viteza de rotație a echipamentului trebuie controlate strict.În general, viteza liniară de dispersie ar trebui să fie peste 17 m/s.Aceasta depinde de performanța dispozitivului.Diferiții producători variază foarte mult.De asemenea, controlați vidul și temperatura amestecării.În această etapă, dimensiunea particulelor și vâscozitatea suspensiei trebuie detectate în mod regulat.Dimensiunea particulelor și vâscozitatea sunt strâns legate de conținutul solid, proprietățile materialului, secvența de alimentare și procesul de fabricare a bateriilor cu litiu.În acest moment, procesul convențional necesită temperatură ≤30℃, umiditate ≤25%RH și grad de vid ≤-0,085mpa.Transferați suspensia într-un rezervor de transfer sau într-un atelier de vopsire.După ce nămolul este transferat, acesta trebuie cernut.Scopul este filtrarea particulelor mari, precipitarea și îndepărtarea substanțelor feromagnetice și a altor substanțe.Particulele mari vor afecta stratul de acoperire și pot provoca autodescărcare excesivă a bateriei sau riscul de scurtcircuit;prea mult material feromagnetic în suspensie poate provoca autodescărcare excesivă a bateriei și alte defecte.Cerințele de proces ale acestui proces de producție a bateriilor cu litiu sunt: ​​temperatură ≤ 40°C, umiditate ≤ 25% RH, dimensiunea ochiului ecranului ≤ 100 mesh și dimensiunea particulelor ≤ 15um.

Electrod negativingrediente Electrodul negativ al bateriei cu litiu este compus din material activ, agent conductor, liant și dispersant.În primul rând, confirmați materiile prime.Sistemul tradițional anodic este un proces de amestecare pe bază de apă (solventul este apă deionizată), astfel încât nu există cerințe speciale de uscare pentru materiile prime.Procesul de producție a bateriilor cu litiu necesită conductivitatea apei deionizate să fie ≤1us/cm.Cerințe atelier: temperatură ≤40℃, umiditate ≤25%RH.Pregătiți lipici.După ce materiile prime sunt determinate, lipiciul (compus din CMC și apă) trebuie mai întâi pregătit.În acest moment, turnați grafitul C și agentul conductor într-un mixer pentru amestecare uscată.Se recomandă să nu aspirați sau să porniți apa în circulație, deoarece particulele sunt extrudate, frecate și încălzite în timpul amestecării uscate.Viteza de rotație este de 15 ~ 20 rpm, ciclul de răzuire și măcinare este de 2-3 ori, iar intervalul de timp este ≈15min.Turnați adezivul în mixer și începeți să aspirați (≤-0,09mpa).Strângeți cauciucul la o viteză mică de 15 ~ 20 rpm de 2 ori, apoi reglați viteza (viteză mică 35 rpm, viteză mare 1200 ~ 1500 rpm) și rulați aproximativ 15 min ~ 60 min conform procesului umed al fiecărui producător.La final, turnați SBR-ul în blender.Se recomandă agitarea la viteză mică deoarece SBR este un polimer cu lanț lung.Dacă viteza de rotație este prea mare pentru o lungă perioadă de timp, lanțul molecular se va rupe cu ușurință și își va pierde activitatea.Se recomanda amestecarea la o viteza mica de 35-40rpm si la o viteza mare de 1200-1800rpm timp de 10-20 minute.Testați vâscozitatea (2000~4000 mPa.s), dimensiunea particulelor (35um≤), conținutul solid (40-70%), gradul de vid și plasa de ecran (≤100 mesh).Valorile specifice procesului vor varia în funcție de proprietățile fizice ale materialului și de procesul de amestecare.Atelierul necesită temperatură ≤30℃ și umiditate ≤25%RH.Acoperire acoperire catodică Procesul de fabricare a bateriilor cu litiu se referă la extrudarea sau pulverizarea suspensiei catodice pe suprafața AB a colectorului de curent din aluminiu, cu o densitate de suprafață unică de ≈20~40 mg/cm2 (tip baterie cu litiu ternară).Temperatura cuptorului este în general peste 4 până la 8 noduri, iar temperatura de coacere a fiecărei secțiuni este ajustată între 95 ° C și 120 ° C în funcție de nevoile reale, pentru a evita fisurile transversale și picurarea solventului în timpul crăpăturii coacerii.Raportul de viteză al rolei de acoperire de transfer este de 1,1-1,2, iar poziția golului este subțiată cu 20-30um pentru a evita compactarea excesivă a poziției etichetei din cauza cozii în timpul ciclării bateriei, ceea ce poate duce la precipitații de litiu.Umiditate acoperire ≤2000-3000ppm (în funcție de material și proces).Temperatura electrodului pozitiv în atelier este ≤30℃, iar umiditatea este ≤25%.Schema schematică este următoarea: Diagrama schematică a benzii de acoperire

Thefabricarea bateriilor cu litiuProcesul deacoperire cu electrod negativse referă la extrudarea sau pulverizarea șlamului de electrozi negativi pe suprafața AB a colectorului de curent de cupru.Densitatea unei singure suprafețe ≈ 10~15 mg/cm2.Temperatura cuptorului de acoperire are în general 4-8 secțiuni (sau mai multe), iar temperatura de coacere a fiecărei secțiuni este de 80℃ ~ 105℃.Poate fi ajustat în funcție de nevoile reale pentru a evita fisurile de coacere și fisurile transversale.Raportul vitezei rolei de transfer este de 1,2-1,3, decalajul este subțiat cu 10-15um, concentrația vopselei este ≤3000ppm, temperatura electrodului negativ în atelier este ≤30℃, iar umiditatea este ≤25%.După ce acoperirea pozitivă a plăcii pozitive se usucă, tamburul trebuie aliniat în timpul procesului.Rola este utilizată pentru compactarea foii electrodului (masa pansamentului pe unitate de volum).În prezent, există două metode de presare cu electrozi pozitivi în procesul de fabricare a bateriilor cu litiu: presare la cald și presare la rece.În comparație cu presarea la rece, presarea la cald are o compactare mai mare și o rată de revenire mai mică.Cu toate acestea, procesul de presare la rece este relativ simplu și ușor de operat și controlat.Echipamentul principal al rolei este de a atinge următoarele valori de proces, densitatea de compactare, rata de revenire și alungirea.În același timp, trebuie remarcat faptul că pe suprafața piesei de tijă nu sunt permise așchii casanti, bulgări tari, materiale căzute, margini ondulate etc. și nu sunt permise rupturi în goluri.În acest moment, temperatura mediului în atelier: ≤23℃, umiditate: ≤25%.Densitatea reală a materialelor convenționale actuale:

Compactare utilizată în mod obișnuit:

Rata rebound: rebound general 2-3 μm

Alungire: Foaia de electrod pozitiv este în general ≈1,002

După ce ruloul de electrod pozitiv este finalizat, următorul pas este împărțirea întregii piese de electrod în benzi mici de aceeași lățime (corespunzătoare înălțimii bateriei).Când tăiați, acordați atenție bavurilor piesei stâlp.Este necesar să se inspecteze complet piesele polare pentru bavuri în direcțiile X și Y cu ajutorul echipamentelor bidimensionale.Lungimea bavurilor longitudinale proces Y≤1/2 H grosimea diafragmei.Temperatura ambiantă a atelierului ar trebui să fie ≤23℃, iar punctul de rouă ar trebui să fie ≤-30℃.Procesul de fabricație al foilor cu electrozi negativi pentru foile cu electrozi negativi pentru baterii cu litiu este același cu cel al electrozilor pozitivi, dar designul procesului este diferit.Temperatura ambiantă a atelierului ar trebui să fie ≤23℃, iar umiditatea să fie ≤25%.Densitatea reală a materialelor obișnuite pentru electrozi negativi:

Compactarea electrodului negativ utilizat în mod obișnuit: Rata de rebound: Rebound generală 4-8um Alungire: Placa pozitivă în general ≈ 1,002 Procesul de producție de decapare a electrodului pozitiv al bateriei cu litiu este similar cu procesul de îndepărtare a electrodului pozitiv și ambele trebuie să controleze bavurile în X și Direcții Y.Temperatura ambiantă a atelierului ar trebui să fie ≤23℃, iar punctul de rouă ar trebui să fie ≤-30℃.După ce placa pozitivă este gata să fie demontată, placa pozitivă trebuie să fie uscată (120°C), apoi foaia de aluminiu este sudată și ambalată.În timpul acestui proces, trebuie luate în considerare lungimea urechii și lățimea matriței.Luând ca exemplu designul **650 (cum ar fi bateria 18650), designul cu urechi expuse trebuie să ia în considerare în principal cooperarea rezonabilă a urechilor catodului în timpul sudării cu șapcă și canelură.Dacă urechile stâlpului sunt expuse prea mult timp, se poate produce cu ușurință un scurtcircuit între urechile stâlpului și carcasa de oțel în timpul procesului de laminare.Dacă urechea este prea scurtă, capacul nu poate fi lipit.În prezent, există două tipuri de capete de sudare cu ultrasunete: liniare și în formă de punct.Procesele domestice folosesc în mare parte capete de sudare liniare din cauza supracurentului și rezistenței sudurii.În plus, lipiciul la temperatură înaltă este utilizat pentru a acoperi urechile de lipit, în principal pentru a evita riscul scurtcircuitelor cauzate de bavurile metalice și resturile de metal.Temperatura ambiantă a atelierului ar trebui să fie ≤23℃, punctul de rouă ar trebui să fie ≤-30℃, iar conținutul de umiditate al catodului ar trebui să fie ≤500-1000ppm.

Pregătirea plăcii negativePlaca negativă trebuie uscată (105-110°C), apoi foile de nichel sunt sudate și ambalate.De asemenea, trebuie luate în considerare lungimea urechii de lipit și lățimea de formare.Temperatura ambiantă a atelierului ar trebui să fie ≤23℃, punctul de rouă ar trebui să fie ≤-30℃, iar conținutul de umiditate al electrodului negativ trebuie să fie ≤500-1000ppm.Înfășurarea este de a înfășura separatorul, foaia cu electrod pozitiv și foaia cu electrodul negativ într-un miez de fier printr-o mașină de înfășurare.Principiul este de a înfășura electrodul pozitiv cu electrodul negativ și apoi separa electrozii pozitivi și negativi printr-un separator.Deoarece electrodul negativ al sistemului tradițional este electrodul de control al designului bateriei, designul de capacitate este mai mare decât cel al electrodului pozitiv, astfel încât în ​​timpul încărcării formațiunii, Li+ al electrodului pozitiv poate fi stocat în „vacant” de electrodul negativ.O atenție deosebită trebuie acordată tensiunii înfășurării și aranjamentului pieselor polare la înfășurare.Tensiunea prea mică a înfășurării va afecta rezistența internă și rata de inserare a carcasei.Tensiunea excesivă poate duce la riscul de scurtcircuit sau ciobire.Alinierea se referă la poziția relativă a electrodului negativ, electrodului pozitiv și separatorului.Lățimea electrodului negativ este de 59,5 mm, electrodul pozitiv este de 58 mm, iar separatorul este de 61 mm.Cele trei sunt aliniate în timpul redării pentru a evita riscul scurtcircuitelor.Tensiunea înfășurării este în general între 0,08-0,15Mpa pentru polul pozitiv, 0,08-0,15Mpa pentru polul negativ, 0,08-0,15Mpa pentru diafragma superioară și 0,08-0,15Mpa pentru diafragma inferioară.Ajustările specifice depind de echipament și proces.Temperatura ambiantă a acestui atelier este ≤23℃, punctul de rouă este ≤-30℃, iar conținutul de umiditate este ≤500-1000ppm.

Înainte ca miezul bateriei cu carcasă să fie instalat în carcasă, este necesar un test Hi-Pot de 200~500V (pentru a testa dacă bateria de înaltă tensiune este scurtcircuitată) și este necesară, de asemenea, aspirarea pentru a controla în continuare praful înainte de a fi instalată în cazul.Cele trei puncte majore de control ale bateriilor cu litiu sunt umiditatea, bavurile și praful.După finalizarea procesului anterior, introduceți garnitura inferioară în partea de jos a miezului bateriei, îndoiți foaia electrodului pozitiv astfel încât suprafața să fie orientată spre orificiul de înfășurare a miezului bateriei și, în final, introduceți-o vertical în carcasa de oțel sau carcasa de aluminiu.Luând ca exemplu tipul 18650, diametrul exterior ≈ 18 mm + înălțimea ≈ 71,5 mm.Când aria secțiunii transversale a miezului bobinat este mai mică decât aria secțiunii transversale interioare a carcasei de oțel, rata de inserare a carcasei de oțel este de aproximativ 97% până la 98,5%.Deoarece trebuie luate în considerare valoarea de rebound a piesei polare și gradul de penetrare a lichidului în timpul injectării ulterioare.Același proces ca și stratul de bază de suprafață include asamblarea stratului de bază superior.Temperatura ambiantă a atelierului ar trebui să fie ≤23℃, iar punctul de rouă ar trebui să fie ≤-40℃.

Rulareintroduce un știft de lipit (de obicei din cupru sau aliaj) în mijlocul miezului de lipit.Știfturile de sudură utilizate în mod obișnuit sunt Φ2.5*1.6mm, iar rezistența de sudare a electrodului negativ trebuie să fie ≥12N pentru a fi calificată.Dacă este prea scăzut, va provoca cu ușurință lipire virtuală și rezistență internă excesivă.Dacă este prea mare, este ușor să sudați stratul de nichel de pe suprafața carcasei de oțel, rezultând îmbinări de lipit, ceea ce duce la pericole ascunse, cum ar fi rugina și scurgerile.Înțelegerea simplă a canelurii de rulare este de a fixa miezul bateriei înfășurate pe carcasă fără a se scutura.În procesul de fabricație al acestei baterii cu litiu, trebuie acordată o atenție deosebită potrivirii vitezei de extrudare transversală și vitezei de presare longitudinală pentru a evita tăierea carcasei la o viteză transversală prea mare, iar stratul de nichel al crestăturii se va desprinde dacă viteza longitudinală este prea mare sau va fi afectată înălțimea crestăturii și va fi afectată etanșarea.Este necesar să se verifice dacă valorile procesului pentru adâncimea canelurii, extensia și înălțimea canelurii sunt conforme cu standardele (prin calcule practice și teoretice).Dimensiunile obișnuite ale plitei sunt 1,0, 1,2 și 1,5 mm.După terminarea canelurii de laminare, întreaga mașină trebuie să fie aspirată din nou pentru a evita resturile metalice.Gradul de vid ar trebui să fie ≤-0.065Mpa, iar timpul de aspirare ar trebui să fie de 1 ~ 2s.Cerințele de temperatură ambientală ale acestui atelier sunt ≤23℃, iar punctul de rouă este ≤-40℃.Coacerea miezului bateriei După ce foile cilindrice ale bateriei sunt rulate și canelate, următorul proces de producție a bateriei cu litiu este foarte important: coacerea.În timpul producției de celule de baterie, este introdusă o anumită cantitate de umiditate.Dacă umiditatea nu poate fi controlată în timp în intervalul standard, performanța și siguranța bateriei vor fi serios afectate.În general, pentru coacere se folosește un cuptor automat cu vid.Aranjați bine celulele care urmează să fie coapte, puneți desicantul în cuptor, setați parametrii și ridicați temperatura la 85°C (luând ca exemplu bateriile cu litiu fier fosfat).Următoarele sunt standardele de coacere pentru mai multe specificații diferite ale celulelor bateriei:

Injecție de lichidProcesul de fabricare a bateriilor cu litiu implică testarea umidității celulelor bateriei coapte.Doar după ce ați atins standardele anterioare de coacere puteți trece la pasul următor: injectarea electrolitului.Puneți rapid bateriile coapte în torpedoul cu vid, cântăriți și înregistrați greutatea, puneți paharul de injecție și adăugați greutatea proiectată a electrolitului în ceașcă (de obicei se efectuează un test al bateriei scufundate în lichid: puneți bateria în ceașcă mijloc).Puneți miezul bateriei în electrolit, înmuiați-l pentru o perioadă de timp, testați capacitatea maximă de absorbție a lichidului a bateriei (de obicei umpleți lichidul în funcție de volumul experimental), puneți-l într-o cutie de vid pentru a aspira (grad de vid ≤ - 0.09Mpa) și accelerează pătrunderea electrolitului în electrod.După mai multe cicluri, scoateți piesele bateriei și cântăriți-le.Calculați dacă volumul de injecție îndeplinește valoarea de proiectare.Dacă este mai puțin, trebuie completat.Dacă este prea mult, turnați excesul până când îndepliniți cerințele de proiectare.Mediul torpedoului necesită temperatură ≤23℃ și punct de rouă ≤-45℃.

SudareÎn timpul acestui proces de fabricare a bateriei cu litiu, capacul bateriei trebuie plasat în prealabil în torpedo, iar capacul bateriei trebuie fixat pe matrița inferioară a mașinii de sudură super cu o mână, iar miezul bateriei trebuie ținut cu cealaltă. mână.Aliniați borna pozitivă a celulei bateriei cu borna terminală a capacului.După ce ați confirmat că urechiul terminal pozitiv este aliniat cu terminalul capacului, pășiți pe aparatul de sudură cu ultrasunete.Apoi apăsați comutatorul de picior al aparatului de sudură.Ulterior, unitatea bateriei trebuie inspectată complet pentru a verifica efectul de sudare al urechilor de lipit.

Observați dacă urechile de lipit sunt aliniate.

Trageți ușor de urechea de lipit pentru a vedea dacă este slăbită.

Bateriile al căror capac nu este sudat ferm trebuie resudate.