S brzim razvojemlitijumska baterijaU industriji, scenariji primjene litijum baterija nastavljaju se širiti i postaju nezamjenjiv energetski uređaj u životima i radu ljudi. Kada je u pitanju proizvodni proces proizvođača litijum baterija po narudžbi, proces proizvodnje litijum baterija uglavnom uključuje sastojke, premazivanje, izradu folija, pripremu, namotavanje, ljuštenje, valjanje, pečenje, ubrizgavanje tečnosti, zavarivanje itd. U nastavku su predstavljene ključne tačke procesa proizvodnje litijum baterija. Sastojci pozitivne elektrode Pozitivna elektroda litijum baterija sastoji se od aktivnih materijala, provodnih sredstava, ljepila itd. Prvo, sirovine se potvrđuju i peku. Općenito govoreći, provodno sredstvo treba peći na ≈120℃ tokom 8 sati, a ljepilo PVDF treba peći na ≈80℃ tokom 8 sati. Da li aktivni materijali (LFP, NCM, itd.) zahtijevaju pečenje i sušenje zavisi od stanja sirovina. Trenutno, opća radionica za litijum baterije zahtijeva temperaturu ≤40℃ i vlažnost ≤25% relativne vlažnosti. Nakon što je sušenje završeno, PVDF ljepilo (PVDF rastvarač, NMP rastvor) treba unaprijed pripremiti. Kvalitet PVDF ljepila je ključan za unutrašnji otpor i električne performanse baterije. Faktori koji utiču na nanošenje ljepila uključuju temperaturu i brzinu miješanja. Što je temperatura viša, žutilo ljepila će uticati na prianjanje. Ako je brzina miješanja prebrza, ljepilo se može lako oštetiti. Specifična brzina rotacije zavisi od veličine disperzionog diska. Generalno govoreći, linearna brzina disperzionog diska je 10-15 m/s (u zavisnosti od opreme). U ovom trenutku, rezervoar za miješanje mora uključiti cirkulirajuću vodu, a temperatura treba biti ≤30°C.

Katodnu suspenziju dodajte u serijama. U ovom trenutku, potrebno je obratiti pažnju na redoslijed dodavanja materijala. Prvo dodajte aktivni materijal i provodno sredstvo, polako miješajte, a zatim dodajte ljepilo. Vrijeme dodavanja i omjer dodavanja također se moraju strogo provoditi u skladu s procesom proizvodnje litijumskih baterija. Drugo, brzina rotacije i brzina rotacije opreme moraju se strogo kontrolirati. Općenito govoreći, linearna brzina disperzije treba biti iznad 17 m/s. To ovisi o performansama uređaja. Različiti proizvođači se uvelike razlikuju. Također, kontrolirajte vakuum i temperaturu miješanja. U ovoj fazi, veličinu čestica i viskoznost suspenzije potrebno je redovno pratiti. Veličina čestica i viskoznost su usko povezane sa sadržajem čvrste tvari, svojstvima materijala, redoslijedom dodavanja i procesom proizvodnje litijumskih baterija. U ovom trenutku, konvencionalni proces zahtijeva temperaturu ≤30℃, vlažnost ≤25%RH i stepen vakuuma ≤-0,085 mpa. Prebacite suspenziju u transferni rezervoar ili radionicu za farbanje. Nakon što se suspenzija prebaci, potrebno ju je prosijati. Svrha je filtriranje velikih čestica, taloženje i uklanjanje feromagnetskih i drugih tvari. Velike čestice će uticati na premaz i mogu uzrokovati prekomjerno samopražnjenje baterije ili rizik od kratkog spoja; previše feromagnetnog materijala u suspenziji može uzrokovati prekomjerno samopražnjenje baterije i druge nedostatke. Procesni zahtjevi ovog procesa proizvodnje litijumskih baterija su: temperatura ≤ 40°C, vlažnost ≤ 25% relativne vlažnosti, veličina otvora sita ≤ 100 mesh i veličina čestica ≤ 15μm.

Negativna elektrodaSastojci Negativna elektroda litijum baterije sastoji se od aktivnog materijala, provodnog sredstva, veziva i disperzanta. Prvo, potvrdite sirovine. Tradicionalni anodni sistem je proces miješanja na bazi vode (rastvarač je dejonizovana voda), tako da nema posebnih zahtjeva za sušenje sirovina. Proces proizvodnje litijum baterije zahtijeva provodljivost dejonizovane vode ≤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, sipajte grafit C i provodno sredstvo u mikser za suvo miješanje. Preporučuje se da se ne usisava ili ne uključuje cirkulirajuća voda, jer se čestice ekstrudiraju, trljaju i zagrijavaju tokom suvog miješanja. Brzina rotacije je mala, 15~20 o/min, ciklus struganja i mljevenja je 2-3 puta, a interval je ≈15 minuta. Sipajte ljepilo u mikser i počnite usisavati (≤-0,09mpa). Stisnite gumu pri maloj brzini od 15~20 o/min 2 puta, zatim prilagodite brzinu (mala brzina 35 o/min, velika brzina 1200~1500 o/min) i miješajte oko 15 minuta do 60 minuta, u skladu s mokrim postupkom svakog proizvođača. Na kraju, sipajte SBR u blender. Preporučuje se miješanje pri maloj brzini jer je SBR polimer dugog lanca. Ako je brzina rotacije prebrza tokom dužeg vremena, molekularni lanac će se lako prekinuti i izgubiti aktivnost. Preporučuje se miješanje pri maloj brzini od 35-40 o/min i velikoj brzini od 1200-1800 o/min tokom 10-20 minuta. Testirajte viskoznost (2000~4000 mPa.s), veličinu čestica (35um≤), sadržaj čvrstih materija (40-70%), stepen vakuuma i veličinu sita (≤100 mesh). Specifične procesne vrijednosti će varirati ovisno o fizičkim svojstvima materijala i procesu miješanja. Radionica zahtijeva temperaturu ≤30℃ i vlažnost ≤25%RH. Premazivanje katode Proces proizvodnje litijumskih baterija odnosi se na ekstruziju ili prskanje katodne suspenzije na AB površinu aluminijumskog kolektora struje, sa pojedinačnom površinskom gustinom od ≈20~40 mg/cm2 (ternarni tip litijumske baterije). Temperatura peći je uglavnom iznad 4 do 8 čvorova, a temperatura pečenja svakog dijela se podešava između 95°C i 120°C prema stvarnim potrebama kako bi se izbjegle poprečne pukotine i kapanje rastvarača tokom pečenja. Omjer brzine valjka za prenos premaza je 1,1-1,2, a položaj razmaka se stanjuje za 20-30um kako bi se izbjeglo prekomjerno zbijanje položaja etikete zbog nakupljanja tokom ciklusa baterije, što može dovesti do taloženja litijuma. Vlažnost premaza ≤2000-3000ppm (u zavisnosti od materijala i procesa). Temperatura pozitivne elektrode u radionici je ≤30℃, a vlažnost ≤25%. Šematski dijagram je sljedeći: Šematski dijagram trake za premazivanje

Theproizvodnja litijumskih baterijaprocespremaz negativne elektrodeOdnosi se na ekstruziju ili prskanje suspenzije negativne elektrode na AB površinu bakarnog kolektora struje. Gustina pojedinačne površine ≈ 10~15 mg/cm2. Temperatura peći za premazivanje obično ima 4-8 sekcija (ili više), a temperatura pečenja svake sekcija je 80℃~105℃. Može se podesiti prema stvarnim potrebama kako bi se izbjegle pukotine pri pečenju i poprečne pukotine. Omjer brzine prenosnog 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 treba poravnati unutar vremena procesa. Valjak se koristi za sabijanje lista elektrode (masa premaza po jedinici zapremine). Trenutno postoje dvije metode presovanja pozitivnih elektroda u procesu proizvodnje litijumskih baterija: toplo presovanje i hladno presovanje. U poređenju sa hladnim presovanjem, toplo presovanje ima veću sabijenost i nižu brzinu odbijanja. Međutim, proces hladnog presovanja je relativno jednostavan i lak za rukovanje i kontrolu. Glavna oprema valjka je postizanje sljedećih procesnih vrijednosti, gustine zbijanja, brzine odbijanja i izduženja. Istovremeno, treba napomenuti da krhki komadići, tvrde grudve, otpali materijali, valoviti rubovi itd. nisu dozvoljeni na površini komada šipke, a lomovi nisu dozvoljeni u prazninama. U ovom trenutku, temperatura okoline radionice: ≤23℃, vlažnost: ≤25%. Prava gustina trenutnih konvencionalnih materijala:

Često korišteno zbijanje:

Brzina odskoka: opći odskok 2-3 μm

Izduženje: Debljina sloja pozitivne elektrode je uglavnom ≈1,002

Nakon što je završeno namatanje pozitivne elektrode, sljedeći korak je dijeljenje cijelog komada elektrode na male trake iste širine (koje odgovaraju visini baterije). Prilikom rezanja obratite pažnju na neravnine na polnom dijelu. Potrebno je sveobuhvatno pregledati polne dijelove na neravnine u X i Y smjerovima uz pomoć dvodimenzionalne opreme. Dužina uzdužnog neravnog dijela procesa Y ≤1/2 H debljine dijafragme. Temperatura okoline u radionici treba biti ≤23℃, a tačka rose ≤-30℃. Proces proizvodnje listova negativnih elektroda za listove negativnih elektroda litijumskih baterija 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 Izduženje: Pozitivna ploča općenito ≈ 1.002 Proizvodni proces skidanja pozitivne elektrode litijumske baterije sličan je procesu skidanja pozitivne elektrode i oba zahtijevaju kontrolu neravnina u X i Y smjerovima. Temperatura okoline u radionici treba biti ≤23℃, a tačka rose ≤-30℃. Nakon što je pozitivna ploča spremna za skidanje, pozitivna ploča se mora osušiti (120°C), a zatim se aluminijski lim zavari i pakuje. Tokom ovog procesa, potrebno je uzeti u obzir dužinu jezička i širinu kalupa. Uzimajući **650 dizajn (kao što je baterija 18650) kao primjer, dizajn s izloženim jezičcima uglavnom uzima u obzir razumnu saradnju katodnih jezičaka tokom zavarivanja poklopca i žljeba valjka. Ako su jezičci polova predugo izloženi, lako može doći do kratkog spoja između jezičaka polova i čelične ljuske tokom procesa valjanja. Ako je ušica prekratka, poklopac se ne može zalemiti. Trenutno postoje dvije vrste ultrazvučnih glava za zavarivanje: linearne i tačkaste. U domaćinstvima 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 ostacima. Temperatura okoline u radionici treba biti ≤23℃, tačka rose ≤-30℃, a sadržaj vlage u katodi ≤500-1000 ppm.

Priprema negativne pločeNegativnu ploču treba osušiti (105-110°C), zatim se nikl ploče zavaruju i pakuju. Također treba uzeti u obzir dužinu lemnog jezička i širinu oblikovanja. Temperatura okoline u radionici treba biti ≤23℃, tačka rose treba biti ≤-30℃, a sadržaj vlage u negativnoj elektrodi treba biti ≤500-1000ppm. Namotavanje je namotavanje separatora, ploče pozitivne elektrode i ploče negativne elektrode u željezno jezgro pomoću mašine za namotavanje. Princip je omotati pozitivnu elektrodu negativnom elektrodom, a zatim odvojiti pozitivne i negativne elektrode pomoću separatora. Budući da je negativna elektroda tradicionalnog sistema kontrolna elektroda u dizajnu baterije, dizajn kapaciteta je veći od kapaciteta pozitivne elektrode, tako da se tokom punjenja formiranjem, Li+ pozitivne elektrode može pohraniti u "prazno mjesto" negativne elektrode. Posebnu pažnju treba posvetiti napetosti namotaja i rasporedu polova prilikom namotavanja. Premala napetost namotaja će uticati na unutrašnji 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 tokom reprodukcije kako bi se izbjegao rizik od kratkog spoja. Napon namotaja je uglavnom 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 zavise od opreme i procesa. Temperatura okoline u ovoj radionici je ≤23 ℃, tačka rose 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 da li je visokonaponska baterija kratko spojena), a potrebno je i usisavanje radi daljnje kontrole prašine prije ugradnje u kućište. Tri glavne kontrolne tačke litijumskih baterija su vlaga, neravnine i prašina. Nakon što je prethodni postupak završen, umetnite donju brtvu u dno jezgre baterije, savijte list pozitivne elektrode tako da površina bude okrenuta prema rupici za namotavanje jezgre baterije i na kraju je umetnite vertikalno 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 unutrašnje površine poprečnog presjeka čeličnog kućišta, stopa umetanja čeličnog kućišta je približno 97% do 98,5%. Jer se mora uzeti u obzir vrijednost odbijanja pola i stepen prodiranja tečnosti tokom kasnijeg ubrizgavanja. Isti postupak kao i površinska podloga uključuje montažu gornje podloge. Temperatura okoline u radionici treba biti ≤23℃, a tačka rose ≤-40℃.

ValjanjeU sredinu jezgre lema ubacuje se lemna igla (obično napravljena od bakra ili legure). Uobičajeno korištene igle za zavarivanje 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 unutrašnji otpor. Ako je previsoka, lako je zavariti sloj nikla na površini čelične ljuske, što rezultira lemnim spojevima i dovodi do skrivenih opasnosti poput hrđe i curenja. Jednostavno razumijevanje valjanog žlijeba je pričvršćivanje namotane jezgre baterije na kućište bez podrhtavanja. U procesu proizvodnje ove litijumske baterije, posebnu pažnju treba posvetiti usklađivanju brzine poprečne ekstruzije i brzine uzdužnog presovanja 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 zaptivanje će biti pogođeno. Potrebno je provjeriti da li su procesne vrijednosti za dubinu žlijeba, produženje i visinu žlijeba u skladu sa standardima (praktičnim i teorijskim proračunima). Uobičajene veličine ploče za kuhanje su 1,0, 1,2 i 1,5 mm. Nakon što je završeno valjanje žljebova, cijelu mašinu je potrebno ponovo usisati kako bi se izbjegli metalni ostaci. Stepen vakuuma treba biti ≤-0,065 MPa, a vrijeme usisavanja treba biti 1~2 s. Zahtjevi za temperaturu okoline u ovoj radionici su ≤23 ℃, a tačka rose ≤-40 ℃. Pečenje jezgre baterije Nakon što su cilindrični listovi baterije valjani i utoreni, sljedeći proces proizvodnje litijumskih baterija je veoma važan: pečenje. Tokom proizvodnje baterijskih ćelija unosi se određena količina vlage. Ako se vlaga ne može kontrolisati u standardnom vremenskom rasponu, performanse i sigurnost baterije će biti ozbiljno ugrožene. Općenito, za pečenje se koristi automatska vakuumska peć. Uredno rasporedite ćelije koje će se peći, stavite sredstvo za sušenje u peć, podesite parametre i podignite temperaturu na 85 °C (uzimajući litijum-željezno-fosfatne baterije kao primjer). Slijede standardi pečenja za nekoliko različitih specifikacija baterijskih ćelija:

Ubrizgavanje tečnostiProces proizvodnje litijumskih baterija uključuje testiranje vlažnosti pečenih baterijskih ćelija. Tek nakon dostizanja prethodnih standarda pečenja možete prijeći na sljedeći korak: ubrizgavanje elektrolita. Brzo stavite pečene baterije u vakuumsku kutiju za rukavice, izvažite i zabilježite težinu, stavite posudu za ubrizgavanje i dodajte projektovanu težinu elektrolita u posudu (obično se provodi test baterije uronjene u tečnost: baterija se stavi u sredinu posude). Stavite jezgro baterije u elektrolit, potopite ga određeno vrijeme, testirajte maksimalni kapacitet apsorpcije tečnosti baterije (obično se tečnost puni prema eksperimentalnoj zapremini), stavite je u vakuumsku kutiju za vakuumiranje (stepen vakuuma ≤ -0,09 MPa) i ubrzajte prodiranje elektrolita u elektrodu. Nakon nekoliko ciklusa, izvadite dijelove baterije i izvažite ih. Izračunajte da li zapremina ubrizgavanja odgovara projektovanoj vrijednosti. Ako je manja, potrebno ju je dopuniti. Ako je previše, samo izlijte višak dok ne ispunite projektne zahtjeve. Okruženje u kutiji za rukavice zahtijeva temperaturu ≤23 ℃ i tačku rose ≤ -45 ℃.

ZavarivanjeTokom ovog procesa proizvodnje litijumske 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 jezgro baterije treba držati drugom rukom. Poravnajte pozitivni pol baterije sa terminalnim jezičkom poklopca. Nakon što se uvjerite da je pozitivni pol poravnat sa terminalnim jezičkom poklopca, stanite na aparat za ultrazvučno zavarivanje. Zatim pritisnite nožnu pedalu aparata za zavarivanje. Nakon toga, baterijsku jedinicu treba u potpunosti pregledati kako bi se provjerio učinak zavarivanja lemnih jezičaka.

Provjerite da li su jezičci za lemljenje poravnati.

Lagano povucite jezičak za lemljenje da vidite da li je labav.

Baterije čiji poklopac nije čvrsto zavaren potrebno je ponovo zavariti.