Amb el ràpid desenvolupament de labateria de litiA la indústria, els escenaris d'aplicació de les bateries de liti continuen expandint-se i esdevenen un dispositiu energètic indispensable en la vida i la feina de les persones. Pel que fa al procés de producció de fabricants de bateries de liti personalitzades, el procés de producció de bateries de liti inclou principalment ingredients, recobriment, làmines, preparació, bobinatge, descamació, laminació, cocció, injecció de líquids, soldadura, etc. A continuació, es presenten els punts clau del procés de producció de bateries de liti. Ingredients de l'elèctrode positiu L'elèctrode positiu de les bateries de liti està compost per materials actius, agents conductors, adhesius, etc. Primer, es confirmen i es couen les matèries primeres. En general, l'agent conductor s'ha de coure a ≈120 ℃ durant 8 hores i l'adhesiu PVDF s'ha de coure a ≈80 ℃ durant 8 hores. Si els materials actius (LFP, NCM, etc.) requereixen cocció i assecat depèn de l'estat de les matèries primeres. Actualment, el taller general de bateries de liti requereix una temperatura ≤40 ℃ i una humitat ≤25% HR. Un cop finalitzat l'assecat, cal preparar amb antelació la cola PVDF (dissolvent PVDF, solució NMP). La qualitat de la cola PVDF és fonamental per a la resistència interna i el rendiment elèctric de la bateria. Els factors que afecten l'aplicació de la cola inclouen la temperatura i la velocitat d'agitació. Com més alta sigui la temperatura, més groguenc serà la cola que afectarà l'adhesió. Si la velocitat de mescla és massa ràpida, la cola es pot danyar fàcilment. La velocitat de rotació específica depèn de la mida del disc de dispersió. En general, la velocitat lineal del disc de dispersió és de 10-15 m/s (segons l'equip). En aquest moment, cal que el dipòsit de mescla engegui l'aigua circulant i la temperatura ha de ser ≤30 °C.

Afegiu la suspensió de càtode per lots. En aquest moment, heu de parar atenció a l'ordre d'afegir els materials. Primer afegiu el material actiu i l'agent conductor, remeneu lentament i després afegiu la cola. El temps d'alimentació i la relació d'alimentació també s'han d'implementar estrictament d'acord amb el procés de producció de la bateria de liti. En segon lloc, la velocitat de rotació i la velocitat de rotació de l'equip s'han de controlar estrictament. En general, la velocitat lineal de dispersió ha de ser superior a 17 m/s. Això depèn del rendiment del dispositiu. Els diferents fabricants varien molt. També controleu el buit i la temperatura de la barreja. En aquesta etapa, cal detectar regularment la mida de les partícules i la viscositat de la suspensió. La mida de les partícules i la viscositat estan estretament relacionades amb el contingut sòlid, les propietats del material, la seqüència d'alimentació i el procés de fabricació de la bateria de liti. En aquest moment, el procés convencional requereix una temperatura ≤30 ℃, una humitat ≤25% HR i un grau de buit ≤-0,085 mpa. Transferiu la suspensió a un tanc de transferència o a un taller de pintura. Després de transferir la suspensió, cal tamisar-la. L'objectiu és filtrar partícules grans, precipitar i eliminar substàncies ferromagnètiques i d'altra mena. Les partícules grans afectaran el recobriment i poden causar una autodescàrrega excessiva de la bateria o risc de curtcircuit; massa material ferromagnètic a la suspensió pot causar una autodescàrrega excessiva de la bateria i altres defectes. Els requisits del procés d'aquest procés de producció de bateries de liti són: temperatura ≤ 40 °C, humitat ≤ 25% HR, mida de malla de la pantalla ≤ 100 mesh i mida de partícula ≤ 15 µm.

elèctrode negatiuIngredients L'elèctrode negatiu de la bateria de liti està compost de material actiu, agent conductor, aglutinant i dispersant. Primer, confirmeu les matèries primeres. El sistema d'ànode tradicional és un procés de barreja a base d'aigua (el dissolvent és aigua desionitzada), de manera que no hi ha requisits especials d'assecat per a les matèries primeres. El procés de producció de bateries de liti requereix que la conductivitat de l'aigua desionitzada sigui ≤1us/cm. Requisits del taller: temperatura ≤40℃, humitat ≤25%HR. Prepareu la cola. Després de determinar les matèries primeres, primer s'ha de preparar la cola (composta de CMC i aigua). En aquest punt, aboqueu el grafit C i l'agent conductor en un mesclador per a la barreja en sec. Es recomana no aspirar ni encendre l'aigua circulant, ja que les partícules s'extrudeixen, es freguen i s'escalfen durant la barreja en sec. La velocitat de rotació és de baixa velocitat de 15~20 rpm, el cicle de raspat i mòlta és de 2-3 vegades i l'interval de temps és de ≈15 min. Aboqueu la cola al mesclador i comenceu a aspirar (≤-0.09mpa). Premeu la goma a baixa velocitat de 15~20 rpm durant 2 vegades, després ajusteu la velocitat (baixa velocitat 35 rpm, alta velocitat 1200~1500 rpm) i deixeu-la funcionar durant uns 15 min~60 min segons el procés humit de cada fabricant. Finalment, aboqueu l'SBR a la batedora. Es recomana remenar a baixa velocitat, ja que l'SBR és un polímer de cadena llarga. Si la velocitat de rotació és massa ràpida durant molt de temps, la cadena molecular es trencarà fàcilment i perdrà activitat. Es recomana remenar a baixa velocitat de 35-40 rpm i a alta velocitat de 1200-1800 rpm durant 10-20 minuts. Proveu la viscositat (2000~4000 mPa.s), la mida de partícula (35um≤), el contingut de sòlids (40-70%), el grau de buit i la malla de la pantalla (≤100 mesh). Els valors específics del procés variaran segons les propietats físiques del material i el procés de mescla. El taller requereix una temperatura ≤30℃ i una humitat ≤25%HR. Recobriment del càtode El procés de fabricació de bateries de liti es refereix a l'extrusió o polvorització de la suspensió del càtode a la superfície AB del col·lector de corrent d'alumini, amb una densitat superficial única de ≈20~40 mg/cm2 (tipus de bateria de liti ternària). La temperatura del forn és generalment superior a 4 a 8 nusos, i la temperatura de cocció de cada secció s'ajusta entre 95°C i 120°C segons les necessitats reals per evitar esquerdes transversals i degoteig de dissolvent durant la cocció. La relació de velocitat del corró de recobriment de transferència és d'1,1-1,2, i la posició de l'espai s'aprima en 20-30um per evitar una compactació excessiva de la posició de l'etiqueta a causa de la cua durant el cicle de la bateria, que pot provocar precipitacions de liti. Humitat del recobriment ≤2000-3000ppm (segons el material i el procés). La temperatura de l'elèctrode positiu al taller és ≤30℃ i la humitat és ≤25%. El diagrama esquemàtic és el següent: Diagrama esquemàtic de la cinta de recobriment

Elfabricació de bateries de litiprocés derecobriment d'elèctrode negatiues refereix a l'extrusió o polvorització de pasta d'elèctrode negatiu a la superfície AB del col·lector de corrent de coure. Densitat superficial única ≈ 10~15 mg/cm2. La temperatura del forn de recobriment generalment té 4-8 seccions (o més), i la temperatura de cocció de cada secció és de 80 ℃ ~ 105 ℃. Es pot ajustar segons les necessitats reals per evitar esquerdes de cocció i esquerdes transversals. La relació de velocitat del corró de transferència és d'1,2-1,3, el buit s'aprima 10-15 um, la concentració de pintura és ≤3000 ppm, la temperatura de l'elèctrode negatiu al taller és ≤30 ℃ i la humitat és ≤25%. Després que el recobriment positiu de la placa positiva s'assequi, cal alinear el tambor dins del temps del procés. El corró s'utilitza per compactar la làmina d'elèctrode (la massa del vestit per unitat de volum). Actualment, hi ha dos mètodes de premsat d'elèctrode positiu en el procés de fabricació de bateries de liti: premsat en calent i premsat en fred. En comparació amb el premsat en fred, el premsat en calent té una major compactació i una taxa de rebot més baixa. Tanmateix, el procés de premsat en fred és relativament senzill i fàcil d'operar i controlar. L'equip principal del corró és aconseguir els següents valors de procés: densitat de compactació, velocitat de rebot i allargament. Al mateix temps, cal tenir en compte que no es permeten estelles fràgils, grumolls durs, materials caiguts, vores ondulades, etc. a la superfície de la peça de vareta, i no es permeten trencaments als buits. En aquest moment, la temperatura ambient del taller és: ≤23 ℃, humitat: ≤25%. La densitat real dels materials convencionals actuals:

Compactació més utilitzada:

Taxa de rebot: rebot general 2-3 μm

Allargament: la làmina d'elèctrode positiva és generalment ≈1.002

Un cop finalitzat el rotlle d'elèctrode positiu, el següent pas és dividir tota la peça d'elèctrode en petites tires de la mateixa amplada (corresponent a l'alçada de la bateria). En tallar, presteu atenció a les rebaves de la peça polar. Cal inspeccionar exhaustivament les peces polars per detectar rebaves en les direccions X i Y amb l'ajuda d'un equip bidimensional. Procés de longitud de rebava longitudinal Y≤1/2 H gruix del diafragma. La temperatura ambient del taller ha de ser ≤23 ℃ i el punt de rosada ha de ser ≤-30 ℃. El procés de fabricació de làmines d'elèctrodes negatius per a làmines d'elèctrodes negatius de bateries de liti és el mateix que el dels elèctrodes positius, però el disseny del procés és diferent. La temperatura ambient del taller ha de ser ≤23 ℃ i la humitat ha de ser ≤25%. Densitat real dels materials comuns d'elèctrodes negatius:

Compactació d'elèctrode negatiu d'ús comú: Taxa de rebot: Rebot general 4-8um Elongació: Placa positiva generalment ≈ 1.002 El procés de producció de pelat d'elèctrode positiu de bateria de liti és similar al procés de pelat d'elèctrode positiu, i tots dos necessiten controlar les rebaves en les direccions X i Y. La temperatura ambient del taller ha de ser ≤23 ℃ i el punt de rosada ha de ser ≤-30 ℃. Després que la placa positiva estigui a punt per ser pelada, cal assecar-la (120 °C) i després soldar i empaquetar la làmina d'alumini. Durant aquest procés, cal tenir en compte la longitud de la pestanya i l'amplada del modelat. Prenent com a exemple el disseny **650 (com la bateria 18650), el disseny amb pestanyes exposades és principalment per tenir en compte la cooperació raonable de les pestanyes del càtode durant la soldadura de la tapa i el solc de rodament. Si les pestanyes del pol estan exposades durant massa temps, es pot produir fàcilment un curtcircuit entre les pestanyes del pol i la carcassa d'acer durant el procés de laminació. Si la pestanya és massa curta, la tapa no es pot soldar. Actualment, hi ha dos tipus de capçals de soldadura per ultrasons: lineals i en forma de punt. Els processos domèstics utilitzen principalment capçals de soldadura lineals a causa de consideracions de sobrecorrent i força de soldadura. A més, s'utilitza cola d'alta temperatura per cobrir les pestanyes de soldadura, principalment per evitar el risc de curtcircuits causats per rebaves metàl·liques i restes metàl·liques. La temperatura ambient del taller ha de ser ≤23 ℃, el punt de rosada ha de ser ≤-30 ℃ i el contingut d'humitat del càtode ha de ser ≤500-1000 ppm.

Preparació de plaques negativesCal assecar la placa negativa (105-110 °C) i, a continuació, soldar i empaquetar les làmines de níquel. També cal tenir en compte la longitud de la pestanya de soldadura i l'amplada de conformació. La temperatura ambient del taller ha de ser ≤23 ℃, el punt de rosada ha de ser ≤-30 ℃ i el contingut d'humitat de l'elèctrode negatiu ha de ser ≤500-1000 ppm. El bobinatge consisteix a enrotllar el separador, la làmina de l'elèctrode positiu i la làmina de l'elèctrode negatiu en un nucli de ferro a través d'una màquina de bobinatge. El principi és embolicar l'elèctrode positiu amb l'elèctrode negatiu i després separar els elèctrodes positiu i negatiu a través d'un separador. Com que l'elèctrode negatiu del sistema tradicional és l'elèctrode de control del disseny de la bateria, el disseny de capacitat és superior al de l'elèctrode positiu, de manera que durant la càrrega de formació, el Li+ de l'elèctrode positiu es pot emmagatzemar a la "buit" de l'elèctrode negatiu. Cal prestar especial atenció a la tensió de bobinatge i a la disposició de la peça polar durant el bobinatge. Una tensió de bobinatge massa petita afectarà la resistència interna i la velocitat d'inserció de la carcassa. Una tensió excessiva pot provocar el risc de curtcircuit o estellat. L'alineació es refereix a la posició relativa de l'elèctrode negatiu, l'elèctrode positiu i el separador. L'amplada de l'elèctrode negatiu és de 59,5 mm, l'elèctrode positiu és de 58 mm i el separador és de 61 mm. Els tres estan alineats durant la reproducció per evitar el risc de curtcircuits. La tensió de bobinatge generalment és d'entre 0,08-0,15 MPa per al pol positiu, 0,08-0,15 MPa per al pol negatiu, 0,08-0,15 MPa per al diafragma superior i 0,08-0,15 MPa per al diafragma inferior. Els ajustos específics depenen de l'equip i el procés. La temperatura ambient d'aquest taller és ≤23 ℃, el punt de rosada és ≤-30 ℃ i el contingut d'humitat és ≤500-1000 ppm.

Abans d'instal·lar el nucli de la bateria a la carcassa, cal una prova Hi-Pot de 200~500V (per comprovar si la bateria d'alt voltatge està en curtcircuit), i també cal aspirar per controlar encara més la pols abans d'instal·lar-la a la carcassa. Els tres punts de control principals de les bateries de liti són la humitat, les rebaves i la pols. Un cop finalitzat el procés anterior, inseriu la junta inferior a la part inferior del nucli de la bateria, doblegueu la làmina de l'elèctrode positiu de manera que la superfície estigui orientada cap al forat de l'elèctrode del nucli de la bateria i, finalment, inseriu-la verticalment a la carcassa d'acer o a la carcassa d'alumini. Prenent com a exemple el tipus 18650, el diàmetre exterior és ≈ 18 mm + alçada ≈ 71,5 mm. Quan l'àrea de la secció transversal del nucli enrotllat és més petita que l'àrea de la secció transversal interior de la carcassa d'acer, la taxa d'inserció de la carcassa d'acer és aproximadament del 97% al 98,5%. Perquè s'ha de tenir en compte el valor de rebot de la peça polar i el grau de penetració del líquid durant la injecció posterior. El mateix procés que la capa inferior superficial inclou el muntatge de la capa inferior superior. La temperatura ambient del taller ha de ser ≤23 ℃ i el punt de rosada ha de ser ≤-40 ℃.

Rodantinsereix una agulla de soldadura (normalment feta de coure o aliatge) al mig del nucli de soldadura. Les agulles de soldadura que s'utilitzen habitualment són Φ2.5 * 1.6 mm, i la força de soldadura de l'elèctrode negatiu ha de ser ≥12N per ser qualificada. Si és massa baixa, provocarà fàcilment soldadura virtual i una resistència interna excessiva. Si és massa alta, és fàcil soldar la capa de níquel a la superfície de la carcassa d'acer, donant lloc a unions de soldadura, que comporten perills ocults com ara oxidació i fuites. La comprensió senzilla de la ranura de rodament és fixar el nucli de la bateria enrotllada a la carcassa sense sacsejar. En el procés de fabricació d'aquesta bateria de liti, s'ha de prestar especial atenció a la coincidència de la velocitat d'extrusió transversal i la velocitat de premsat longitudinal per evitar tallar la carcassa a una velocitat transversal massa alta, i la capa de níquel de l'osca caurà si la velocitat longitudinal és massa ràpida o l'alçada de l'osca es veurà afectada i el segellat es veurà afectat. Cal comprovar si els valors del procés per a la profunditat de la ranura, l'extensió i l'alçada de la ranura compleixen amb els estàndards (mitjançant càlculs pràctics i teòrics). Les mides habituals de la placa de cocció són 1,0, 1,2 i 1,5 mm. Un cop finalitzada la ranura de laminació, cal tornar a aspirar tota la màquina per evitar restes metàl·liques. El grau de buit ha de ser ≤-0,065 MPa i el temps d'aspiració ha de ser d'1 a 2 s. Els requisits de temperatura ambient d'aquest taller són ≤23 ℃ i el punt de rosada és ≤-40 ℃. Cocció del nucli de la bateria Després d'enrotllar i ranurar les làmines cilíndriques de la bateria, el següent procés de producció de bateries de liti és molt important: la cocció. Durant la producció de cel·les de bateria, s'introdueix una certa quantitat d'humitat. Si la humitat no es pot controlar dins del rang de temps estàndard, el rendiment i la seguretat de la bateria es veuran greument afectats. Generalment, s'utilitza un forn de buit automàtic per a la cocció. Col·loqueu les cel·les que s'han de coure ordenadament, poseu el dessecant al forn, configureu els paràmetres i augmenteu la temperatura a 85 °C (prenent com a exemple les bateries de fosfat de ferro i liti). Els següents són els estàndards de cocció per a diverses especificacions de cel·les de bateria:

Injecció de líquidsEl procés de fabricació de bateries de liti implica proves d'humitat de les cel·les de bateria cuites. Només després d'assolir els estàndards de cocció anteriors es pot procedir al següent pas: injectar l'electròlit. Col·loqueu ràpidament les bateries cuites a la guantera de buit, peseu-les i anoteu-ne el pes, poseu-hi la tassa d'injecció i afegiu-hi el pes dissenyat d'electròlit (normalment es realitza una prova de bateria immersa en líquid: poseu la bateria al mig de la tassa). Col·loqueu el nucli de la bateria a l'electròlit, submergiu-lo durant un període de temps, proveu la capacitat màxima d'absorció de líquid de la bateria (normalment ompliu el líquid segons el volum experimental), poseu-lo en una caixa de buit per fer buit (grau de buit ≤ -0,09 MPa) i accelereu la penetració de l'electròlit a l'elèctrode. Després de diversos cicles, retireu les peces de la bateria i peseu-les. Calculeu si el volum d'injecció compleix el valor de disseny. Si és inferior, cal reposar-lo. Si n'hi ha massa, només cal abocar l'excés fins que compliu els requisits de disseny. L'entorn de la guantera requereix una temperatura ≤23 ℃ i un punt de rosada ≤ -45 ℃.

SoldaduraDurant aquest procés de fabricació de bateries de liti, la coberta de la bateria s'ha de col·locar prèviament a la guantera, i la coberta de la bateria s'ha de fixar al motlle inferior de la supersoldadora amb una mà i el nucli de la bateria s'ha de subjectar amb l'altra mà. Alineeu la pestanya positiva de la cel·la de la bateria amb la pestanya del terminal de la coberta. Després de confirmar que la pestanya positiva del terminal està alineada amb la pestanya del terminal de la tapa, poseu-vos en marxa a la màquina de soldadura per ultrasons. A continuació, premeu l'interruptor de peu de la màquina de soldadura. Posteriorment, cal inspeccionar completament la unitat de bateria per comprovar l'efecte de soldadura de les pestanyes de soldadura.

Observeu si les pestanyes de soldadura estan alineades.

Estireu suaument la pestanya de soldadura per veure si està solta.

Les bateries la tapa de les quals no estigui fermament soldada s'han de tornar a soldar.