З бурхливим розвитком влітієвий акумуляторпромисловості сценарії застосування літієвих батарей продовжують розширюватися і стають незамінним енергетичним пристроєм у житті та роботі людей.Що стосується виробничого процесу індивідуальних виробників літієвих батарей, процес виробництва літієвих батарей в основному включає інгредієнти, покриття, листове покриття, підготовку, намотування, лущення, прокатку, випікання, впорскування рідини, зварювання тощо. Нижче наведено ключові моменти процес виробництва літієвих батарей.Інгредієнти позитивного електрода Позитивний електрод літієвих батарей складається з активних матеріалів, провідних речовин, клеїв тощо. Спочатку сировину перевіряють і запікають.Загалом, провідний агент потрібно випікати при ≈120 ℃ протягом 8 годин, а клей PVDF потрібно випікати при ≈80 ℃ протягом 8 годин.Чи потрібні активні матеріали (LFP, NCM тощо) випікання та сушіння залежить від стану сировини.В даний час для загального виробництва літієвих батарей потрібна температура ≤40 ℃ і вологість ≤25% RH.Після завершення висихання необхідно заздалегідь підготувати клей PVDF (розчинник PVDF, розчин NMP).Якість клею PVDF має вирішальне значення для внутрішнього опору та електричних характеристик батареї.Фактори, які впливають на нанесення клею, включають температуру та швидкість перемішування.Чим вища температура, тим пожовтіння клею вплине на адгезію.Якщо швидкість змішування занадто висока, клей можна легко пошкодити.Питома швидкість обертання залежить від розміру дисперсійного диска.Загалом, лінійна швидкість дисперсійного диска становить 10-15 м/с (залежно від обладнання).У цей час в змішувальну ємність потрібно включити оборотну воду, а температура повинна бути ≤30°C.

Додайте катодну суспензію порціями.У цей час потрібно звернути увагу на порядок додавання матеріалів.Спочатку додайте активний матеріал і провідний агент, повільно перемішайте, потім додайте клей.Час подачі та співвідношення подачі також повинні суворо дотримуватися відповідно до процесу виробництва літієвих батарей.По-друге, необхідно суворо контролювати швидкість обертання та швидкість обертання обладнання.Загалом, лінійна швидкість дисперсії повинна бути вище 17 м/с.Від цього залежить продуктивність пристрою.Різні виробники сильно відрізняються.Також контролюйте вакуум і температуру змішування.На цьому етапі необхідно регулярно визначати розмір частинок і в'язкість суспензії.Розмір частинок і в'язкість тісно пов'язані з вмістом твердої речовини, властивостями матеріалу, послідовністю подачі та процесом виробництва літієвих батарей.У цей час звичайний процес вимагає температури ≤30 ℃, вологості ≤25% RH і ступеня вакууму ≤-0,085 мпа.Перенесіть суспензію в перевантажувальну ємність або фарбувальний цех.Після того, як суспензію буде виведено, її необхідно просіяти.Мета — відфільтрувати великі частинки, осадити та видалити феромагнітні та інші речовини.Великі частинки впливатимуть на покриття та можуть спричинити надмірний саморозряд батареї або ризик короткого замикання;занадто багато феромагнітного матеріалу в суспензії може спричинити надмірний саморозряд батареї та інші дефекти.Вимоги до цього процесу виробництва літієвої батареї: температура ≤ 40°C, вологість ≤ 25% відносної вологості, розмір сітки екрана ≤ 100 меш і розмір частинок ≤ 15 мкм.

Негативний електродінгредієнти Негативний електрод літієвої батареї складається з активного матеріалу, провідного агента, сполучного та диспергатора.По-перше, підтвердьте сировину.Традиційна анодна система – це процес змішування на основі води (розчинником є ​​деіонізована вода), тому немає особливих вимог до сушіння сировини.Процес виробництва літієвих батарей вимагає, щоб провідність деіонізованої води була ≤1 мкс/см.Вимоги до майстерні: температура ≤40℃, вологість ≤25%RH.Приготувати клей.Після визначення сировини необхідно спочатку приготувати клей (що складається з КМЦ і води).У цей момент залийте графіт С і провідний агент у змішувач для сухого змішування.Рекомендується не пилососити і не вмикати циркуляційну воду, тому що при сухому змішуванні частинки екструдуються, розтираються і нагріваються.Швидкість обертання низька, 15 ~ 20 об.Налийте клей у міксер і почніть пилососити (≤-0,09 мпа).Відіжміть гуму на низькій швидкості 15–20 об/хв 2 рази, потім відрегулюйте швидкість (низька швидкість 35 об/хв, висока швидкість 1200–1500 об/хв) і запустіть приблизно 15–60 хв відповідно до мокрого процесу кожного виробника.Нарешті, налийте SBR у блендер.Рекомендується низька швидкість перемішування, оскільки SBR є довголанцюговим полімером.Якщо швидкість обертання надто висока протягом тривалого часу, молекулярний ланцюг легко розірветься і втратить активність.Рекомендується перемішувати на низькій швидкості 35-40 об/хв і на високій швидкості 1200-1800 об/хв протягом 10-20 хвилин.Випробувана в'язкість (2000~4000 мПа.с), розмір часток (35 мкм≤), вміст твердої речовини (40-70%), ступінь вакууму та розмір сита (≤100 меш).Конкретні значення процесу змінюватимуться залежно від фізичних властивостей матеріалу та процесу змішування.У майстерні потрібна температура ≤30 ℃ і вологість ≤25% RH.Покриття катодного покриття Процес виготовлення літієвої батареї стосується екструдування або розпилення катодної суспензії на поверхню AB алюмінієвого колектора струму з щільністю однієї поверхні ≈20~40 мг/см2 (трикомпонентна літієва батарея).Температура печі зазвичай становить від 4 до 8 вузлів, а температура випікання кожної секції регулюється між 95°C і 120°C відповідно до фактичних потреб, щоб уникнути поперечних тріщин і крапання розчинника під час розтріскування випікання.Коефіцієнт швидкості валика для нанесення покриття становить 1,1-1,2, а положення зазору тонше на 20-30 мкм, щоб уникнути надмірного ущільнення положення етикетки через залишки під час роботи батареї, що може призвести до випадання літію.Вологість покриття ≤2000-3000 ppm (залежно від матеріалу та процесу).Температура позитивного електрода в цеху становить ≤30 ℃, а вологість ≤25%.Принципова схема виглядає наступним чином: Принципова схема покривної стрічки

Theвиробництво літієвих батарейпроцеспокриття негативного електродавідноситься до екструдування або розпилення суспензії негативного електрода на поверхню AB мідного колектора струму.Поверхнева щільність ≈ 10~15 мг/см2.Температура печі для нанесення покриття зазвичай має 4-8 секцій (або більше), а температура випікання кожної секції становить 80 ℃ ~ 105 ℃.Його можна регулювати відповідно до фактичних потреб, щоб уникнути тріщин при запіканні та поперечних тріщин.Коефіцієнт швидкості валика перенесення становить 1,2-1,3, зазор зменшується на 10-15 мкм, концентрація фарби становить ≤3000 ppm, температура негативного електрода в майстерні ≤30 ℃, а вологість ≤25%.Після того як позитивне покриття позитивної пластини висохне, барабан потрібно вирівняти протягом часу процесу.Валик використовується для ущільнення електродного листа (маса пов'язки в одиниці об'єму).В даний час існує два методи пресування позитивних електродів у процесі виробництва літієвих батарей: гаряче пресування та холодне пресування.У порівнянні з холодним пресуванням, гаряче пресування має більш високе ущільнення та меншу швидкість відскоку.Однак процес холодного пресування є відносно простим і легким в експлуатації та контролі.Основне обладнання ролика полягає в досягненні наступних значень процесу, щільності ущільнення, швидкості відскоку та подовження.При цьому слід зазначити, що на поверхні заготовки стрижня не допускається крихка стружка, тверді грудки, обсипалися матеріали, хвилясті краї тощо, а в зазорах не допускаються розриви.У цей час температура середовища в майстерні: ≤23 ℃, вологість: ≤25%.Справжня щільність сучасних звичайних матеріалів:

Зазвичай використовуване ущільнення:

Швидкість відскоку: загальний відскок 2-3 мкм

Подовження: лист позитивного електрода зазвичай становить ≈1,002

Після того, як рулон позитивного електрода завершено, наступним кроком є ​​розділення всієї частини електрода на невеликі смужки однакової ширини (що відповідає висоті батареї).Під час різання зверніть увагу на задирки полюсного наконечника.Необхідно всебічно перевірити полюсні наконечники на наявність задирок у напрямках X і Y за допомогою двовимірного обладнання.Процес поздовжньої довжини задирок Y≤1/2 H товщини діафрагми.Температура навколишнього середовища в цеху повинна бути ≤23 ℃, а точка роси повинна бути ≤-30 ℃.Процес виготовлення листів негативного електрода для листів негативного електрода літієвої батареї такий самий, як і для позитивних електродів, але дизайн процесу відрізняється.Температура навколишнього середовища в цеху повинна бути ≤23 ℃, а вологість – ≤25%.Справжня щільність звичайних матеріалів негативного електрода:

Зазвичай використовуване ущільнення негативного електрода: Швидкість відскоку: Загальний відскок 4-8 мкм Подовження: позитивна пластина загалом ≈ 1,002 Процес виробництва зняття з позитивного електрода літієвої батареї подібний до процесу зняття з позитивного електрода, і в обох випадках потрібно контролювати задирки в X і Напрямки Y.Температура навколишнього середовища в цеху повинна бути ≤23 ℃, а точка роси повинна бути ≤-30 ℃.Після того, як позитивна пластина буде готова до зняття, позитивну пластину потрібно висушити (120 °C), а потім алюмінієвий лист зварюють і упаковують.Під час цього процесу необхідно враховувати довжину вкладки та ширину формування.Беручи за приклад конструкцію **650 (таку як батарея 18650), конструкція з відкритими виступами головним чином враховує розумну взаємодію катодних виступів під час зварювання кришки та канавок.Якщо полюсні виступи залишаються відкритими занадто довго, під час прокатки може легко виникнути коротке замикання між полюсними виступами та сталевою оболонкою.Якщо вушка занадто коротка, кришку не можна припаяти.В даний час існує два види ультразвукових зварювальних головок: лінійні і точкові.У побутових процесах здебільшого використовуються лінійні зварювальні головки через міркування перевантаження по струму та міцності зварювання.Крім того, високотемпературний клей використовується для покриття контактів припою, головним чином для уникнення ризику короткого замикання, спричиненого металевими задирками та металевим сміттям.Температура навколишнього середовища в цеху повинна бути ≤23 ℃, точка роси повинна бути ≤-30 ℃, а вміст вологи в катоді повинен бути ≤500-1000 ppm.

Підготовка негативної пластиниНегативну пластину необхідно висушити (105-110°C), потім зварити і запакувати нікелеві листи.Також необхідно враховувати довжину пластини припою та ширину формування.Температура навколишнього середовища в цеху повинна бути ≤23 ℃, точка роси повинна бути ≤-30 ℃, а вміст вологи в негативному електроді має бути ≤500-1000 ppm.Намотування полягає в намотуванні сепаратора, листа позитивного електрода та листа негативного електрода в залізний сердечник через машину для намотування.Принцип полягає в тому, щоб обгорнути позитивний електрод негативним електродом, а потім розділити позитивний і негативний електроди через сепаратор.Оскільки негативний електрод традиційної системи є керуючим електродом конструкції батареї, конструкція ємності вища, ніж у позитивного електрода, так що під час формування заряду Li+ позитивного електрода може зберігатися у «вакансії» негативний електрод.Особливу увагу необхідно приділяти натягу обмотки та розташуванню полюсних наконечників під час намотування.Занадто малий натяг обмотки вплине на внутрішній опір і швидкість введення корпусу.Надмірна напруга може призвести до ризику короткого замикання або сколів.Вирівнювання стосується відносного розташування негативного електрода, позитивного електрода та сепаратора.Ширина негативного електрода 59,5 мм, позитивного електрода 58 мм, сепаратора 61 мм.Під час відтворення вони вирівнюються, щоб уникнути ризику короткого замикання.Напруга обмотки зазвичай становить 0,08-0,15 МПа для позитивного полюса, 0,08-0,15 МПа для негативного полюса, 0,08-0,15 МПа для верхньої діафрагми та 0,08-0,15 МПа для нижньої діафрагми.Конкретні налаштування залежать від обладнання та процесу.Температура навколишнього середовища в цьому цеху становить ≤23 ℃, точка роси ≤-30 ℃, а вміст вологи ≤500-1000 ppm.

Перш ніж встановити сердечник батареї в корпусі, необхідно провести випробування високовольтної батареї 200~500 В (щоб перевірити, чи немає короткого замикання високовольтної батареї), а також потрібне очищення пилососом для подальшого контролю пилу перед установкою в справа.Трьома основними контрольними точками літієвих батарей є вологість, задирки та пил.Після завершення попереднього процесу вставте нижню прокладку в нижню частину сердечника батареї, зігніть пластину позитивного електрода так, щоб поверхня була звернена до отвору для обмотки сердечника батареї, і нарешті вставте її вертикально в сталеву або алюмінієву оболонку.Для прикладу типу 18650 зовнішній діаметр ≈ 18 мм + висота ≈ 71,5 мм.Коли площа поперечного перерізу намотаного сердечника менша за внутрішню площу поперечного перерізу сталевого корпусу, швидкість вставлення сталевого корпусу становить приблизно від 97% до 98,5%.Тому що необхідно враховувати значення відскоку полюсного наконечника та ступінь проникнення рідини під час подальшого впорскування.Той самий процес, що й поверхнева підкладка, включає складання верхньої підкладки.Температура навколишнього середовища в цеху повинна бути ≤23 ℃, а точка роси повинна бути ≤-40 ℃.

Прокаткавставляє паяльний штифт (зазвичай зроблений з міді або сплаву) в середину сердечника припою.Зазвичай використовувані зварювальні штифти мають Φ2,5*1,6 мм, а міцність зварювання негативного електрода має бути ≥12 Н для кваліфікації.Якщо він занадто низький, це легко спричинить віртуальну пайку та надмірний внутрішній опір.Якщо він занадто високий, шар нікелю на поверхні сталевої оболонки легко зварити, що призведе до спаяних з’єднань, що призведе до прихованих небезпек, таких як іржа та витік.Просте розуміння прокатної канавки полягає в тому, щоб зафіксувати намотаний сердечник батареї на корпусі без тряски.У процесі виробництва цієї літієвої батареї особливу увагу слід приділяти відповідності швидкості поперечної екструзії та швидкості поздовжнього пресування, щоб уникнути різання корпусу із занадто високою поперечною швидкістю, і нікелевий шар виїмки відпаде, якщо подовжня швидкість надто висока, або це вплине на висоту виїмки та погіршить герметичність.Необхідно перевірити відповідність технологічних значень глибини, розширення та висоти канавки нормам (практичними та теоретичними розрахунками).Загальні розміри варильної панелі: 1,0, 1,2 і 1,5 мм.Після завершення канавки прокатки всю машину потрібно знову пропилососити, щоб уникнути металевих уламків.Ступінь вакууму має бути ≤-0,065 МПа, а час вакуумування має становити 1–2 с.Вимоги до температури навколишнього середовища в цій майстерні становлять ≤23 ℃, а точка роси – ≤-40 ℃.Випікання серцевини батареї Після того, як циліндричні листи батареї згорнуті та нарізані, дуже важливим є наступний процес виробництва літієвої батареї: випікання.Під час виробництва елементів батареї вводиться певна кількість вологи.Якщо вологість не вдасться вчасно контролювати в межах стандартного діапазону, це серйозно вплине на продуктивність і безпеку батареї.Як правило, для випічки використовується автоматична вакуумна піч.Акуратно розмістіть комірки для випікання, помістіть осушувач у духовку, встановіть параметри та підвищте температуру до 85°C (як приклад, літій-залізо-фосфатні батареї).Нижче наведено стандарти випічки для кількох різних специфікацій акумуляторних елементів:

Ін'єкції рідиниПроцес виробництва літієвої батареї включає тестування вологості випечених елементів батареї.Тільки після досягнення попередніх норм випікання можна переходити до наступного етапу: закачування електроліту.Швидко помістіть обсмажені батареї у вакуумний бардачок, зважте та запишіть вагу, надіньте чашку для ін’єкцій і додайте в чашку електроліт запланованої ваги (зазвичай виконується випробування батареї в рідині: помістіть батарею в чашку середній).Помістіть серцевину батареї в електроліт, замочіть її на деякий час, перевірте максимальну здатність батареї поглинати рідину (зазвичай наповнюйте рідиною відповідно до експериментального об’єму), помістіть її у вакуумну коробку для вакуумування (ступінь вакууму ≤ - 0,09 МПа) і прискорюють проникнення електроліту в електрод.Після кількох циклів вийміть елементи батареї та зважте їх.Розрахувати, чи відповідає об’єм впорскування проектному значенню.Якщо менше, то потрібно поповнити.Якщо його забагато, просто вилийте надлишок, доки ви не відповідатимете вимогам дизайну.Для бардачка потрібна температура ≤23℃ і точка роси ≤-45℃.

ЗварюванняПід час цього процесу виробництва літієвої батареї кришку батареї слід заздалегідь помістити в бардачок, і кришку батареї слід закріпити на нижній формі суперзварювального апарату однією рукою, а ядро ​​батареї слід тримати іншою руку.Вирівняйте плюсову клему елемента батареї з клемою кришки.Переконавшись, що наконечник позитивної клеми вирівняно з наконечником клеми кришки, увімкніть ультразвуковий зварювальний апарат.Потім натисніть на ножний перемикач зварювального апарату.Після цього блок батареї слід повністю оглянути, щоб перевірити ефект зварювання контактів припою.

Перевірте, чи вирівняно пайки.

Обережно потягніть за язичок припою, щоб перевірити, чи він не ослаб.

Батареї, у яких кришка батареї не заварена, необхідно повторно зварити.