Πώς κατασκευάζονται μπαταρίες;

Πώς κατασκευάζονται μπαταρίες;

Ως βασικός φορέας ισχύος στην εποχή της νέας ενέργειας, η παραγωγική διαδικασία των μπαταριών λιθίου ενσωματώνει τα κορυφαία επιτεύγματα της επιστήμης των υλικών, της παραγωγής ακριβείας και της έξυπνης τεχνολογίας. Από την άποψη ολόκληρης της αλυσίδας της βιομηχανίας, αυτό το άρθρο αναλύει βαθιά την πλήρη παραγωγική διαδικασία των μπαταριών λιθίου από "σκόνη" σε "κύτταρο μπαταρίας", καλύπτοντας βασικούς δεσμούς όπως η προετοιμασία υλικού, η επίστρωση των ηλεκτροδίων, η συγκρότηση των κυττάρων μπαταρίας και ο έλεγχος του σχηματισμού και ο συνδυασμός των παραμέτρων διεργασίας και της επιλογής του εξοπλισμού για να σας βοηθήσουν να κυριαρχήσει η υποκείμενη λογική της κατασκευής της μπαταρίας.

Το 70% της απόδοσης των μπαταριών λιθίου καθορίζεται από τις πρώτες ύλες. Η αναλογία και η προεπεξεργασία θετικών και αρνητικών ενεργών υλικών, αγώγιμων παραγόντων και συνδετικών είναι το σημείο εκκίνησης της διαδικασίας παραγωγής.

1.1 Προετοιμασία θετικών υλικών ηλεκτροδίων

• Ανάμειξη πρώτων υλών: Το οξείδιο του κοβαλτίου λιθίου (LCO), το φωσφορικό σίδερο λιθίου (LFP) ή το τριμερές υλικό (NCM) χρησιμοποιείται ως μήτρα και αναμειγνύεται με αγώγιμους παράγοντες (όπως υπεραγωγικά μαύρα άνθρακα) και δεσμευτικά (PVDF).
• Προετοιμασία διαλύματος κόλλας: Όταν χρησιμοποιείται η υγρή διαδικασία, το PVDF πρέπει να διαλύεται σε Ν-μεθυλοπυρρολιδόνη (NMP) για να σχηματίσει διάλυμα κόλλας με σταθερό ιξώδες (περιοχή ιξώδους 2000-4000 mpa · s).
• Διασπορά: Η διασπορά υψηλής ταχύτητας εκτελείται από έναν πλανητικό μίξερ υπό κενό (μικρότερο ή ίσο με -0 085MPa) για να εξασφαλιστεί ομοιόμορφη κατανομή ενεργών ουσιών (μέγεθος σωματιδίων μικρότερο ή ίσο με 15μm).

1.2 Προετοιμασία αρνητικών υλικών ηλεκτροδίων

• Προ -θεραπεία γραφίτη: Ο φυσικός\/τεχνητός γραφίτης αναμιγνύεται με αγώγιμο παράγοντα (νανοσωλήνες άνθρακα) και συνδετικό υλικό (SBR, CMC) μετά από άλεση και εξέταση σφαίρας και υδατικό διαλύτη (απιονισμένη αγωγιμότητα νερού μικρότερη ή ίση με 1 μs\/cm).
• Έλεγχος σταθερότητας πολτρασίας: Η μοριακή θραύση μακράς αλυσίδας αποφεύγεται με σταδιακή ανάμιξη (ξηρή ανάμιξη → υγρή ανάμιξη → προσθήκη SBR) και το ιξώδες ελέγχεται σε 2000-4000 MPa · s.

Βασικός εξοπλισμός: Μηχανή ανάμιξης κενού, Nano Sand Mill, υπερηχητικό διασπορά.

Η επικάλυψη είναι η βασική διαδικασία μετατροπής του πολτού σε φύλλα ηλεκτροδίων, τα οποία επηρεάζουν άμεσα την ενεργειακή πυκνότητα και τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

2.1 Ταξινόμηση διαδικασιών επικάλυψης

• Επικάλυψη λεπίδων:Κατάλληλο για το πολτό υψηλής στερεής περιεκτικότητας (θετικό ηλεκτρόδιο στερεό περιεχόμενο 60-70%), ακρίβεια πάχους επικάλυψης ± 1μm.
• Επικάλυψη εξώθησης σχισμής:Χρησιμοποιείται για εξαιρετικά λεπτή επικάλυψη (αρνητική πυκνότητα επιφάνειας ηλεκτροδίου 8-12 mg\/cm²), ομοιομορφία άκρων ± 0. 2mm.

2.2 Έλεγχος παραμέτρων ξήρανσης

• Θετικό ψήσιμο ηλεκτροδίων:Σχεδιασμός ζώνης θερμοκρασίας πολλαπλών σταδίων (95-120 βαθμός), υπολείμματα διαλύτη μικρότερο ή ίσο με 2000ppm, για να αποφευχθεί η ρωγμή και η "φλούδα πορτοκαλιού".
• Αρνητικό ψήσιμο ηλεκτροδίων:ξήρανση χαμηλής θερμοκρασίας (80-105 βαθμός), αποφύγετε την οξείδωση γραφίτη, τον έλεγχο υγρασίας μικρότερο ή ίσο με 3000ppm.

Τεχνικές δυσκολίες: αραίωση της άκρης του φύλλου ηλεκτροδίου (θετική αραίωση ηλεκτροδίου 20-30 μm, αρνητικό ηλεκτρόδιο {{1} μm), για να αποφευχθεί η συγκέντρωση του στρες στην περιοχή του αυτιού και να προκαλέσει καθίζηση λιθίου.

Το επικαλυμμένο ηλεκτρόδιο πρέπει να συμπιεσθεί, να σχίσει και να συγκολληθεί η καρτέλα μπαταρίας για να σχηματίσει ένα τυποποιημένο συγκρότημα ηλεκτροδίου.

3.1 Διαδικασία κύλισης

• Κρύο πιέσεις και καυτή πίεση:Το Hot Pressing (80-120 βαθμός) μπορεί να αυξήσει την πυκνότητα συμπίεσης (LFP φτάνει στο 2.
• Έλεγχος επιμήκυνσης:θετικό ηλεκτρόδιο μικρότερο ή ίσο με {{0}}. 2%, αρνητικό ηλεκτρόδιο μικρότερο ή ίσο με 0,12%, για να αποφευχθεί η θραύση κατά τη διάρκεια της περιέλιξης.

3.2 ΣΥΝΘΕΣΗ ΚΑΙ ΤΑΧΥΤΗΤΑ

• Ανίχνευση Burr: Ανίχνευση:Το όργανο μέτρησης δευτερογενούς στοιχείου λέιζερ χρησιμοποιείται, το ύψος Burr μικρότερο ή ίσο με το πάχος του διαφράγματος 1\/2 (όπως το διάφραγμα 20μm, το burr λιγότερο ή το ίσο με 10 μm).
• Υπερηχητική συγκόλληση:Η θετική αντοχή συγκόλλησης του πόλου σε αυτιά μεγαλύτερη ή ίση με 8n\/mm2, το αρνητικό πόλο νικελίου χρησιμοποιεί γραμμική κεφαλή συγκόλλησης για να αποτρέψει τις βλάβες.

Βασικός εξοπλισμός:Υψηλή ακρίβεια κυλίνδρων,Μηχανή σχισίματος ηλεκτροδίων, Μηχανή συγκόλλησης καρτέλας μπαταρίας.

Ο ακριβής σχεδιασμός πλαστικοποίησης των φύλλων ηλεκτροδίων και των διαφράγματος είναι η βασική εγγύηση της ασφάλειας των κυττάρων των μπαταριών και της ενεργειακής πυκνότητας.

4.1 Διαδικασία περιέλιξης

• Έλεγχος έντασης:Θετική τάση ηλεκτροδίου {{0}}. 08-0.
• Ακρίβεια ευθυγράμμισης:Πλάτος αρνητικού ηλεκτροδίου> θετικό ηλεκτρόδιο 1,5mm (όπως θετικό ηλεκτρόδιο 58mm και αρνητικό ηλεκτρόδιο 59,5mm), διάφραγμα που επικεντρώνει την απόκλιση μικρότερη ή ίση με ± 0 3mm.

4.2 κέλυφος και έγχυση υγρού

• Ξήρανση κενού:80 μοίρες για 4 ώρες, περιεκτικότητα σε υγρασία μικρότερη ή ίση με 500ppm, για να αποφευχθεί η αποσύνθεση των ηλεκτρολυτών.
• Έγχυση ηλεκτρολύτη:Προστασία αζώτου στο γάντι (περιεκτικότητα σε οξυγόνο μικρότερη ή ίση με 1 0 ppm), ποσότητα έγχυσης μικρότερο ή ίσο με ± 0,1g, χρόνο εμβάπτισης μεγαλύτερος ή ίσος με 8 ώρες.

Τεχνική ανακάλυψη:Η διαδικασία στοίβαξης αντικαθιστά την περιέλιξη (όπως η μπαταρία της λεπίδας), ο ρυθμός χρησιμοποίησης του χώρου αυξήθηκε κατά περισσότερο από 15%.

Το κύτταρο της μπαταρίας πρέπει να υποβληθεί σε σύνθετη επεξεργασία, όπως ο σχηματισμός, η διαίρεση χωρητικότητας και η γήρανση πριν να μετατραπεί σε ένα εξειδικευμένο τελικό προϊόν.

5.1 Διαδικασία σχηματισμού

• Πρώτη χρέωση και απαλλαγή:0. 02C Ενεργοποίηση μικρού ρεύματος (τάση 3. 0-4.
• Επεξεργασία εξάτμισης:Η πίεση υψηλής θερμοκρασίας (6 0 βαθμός \/0.5MPa) για την εκκένωση υπολειμματικού αερίου και μείωση του ρυθμού επέκτασης.

5.2 Διαβάθμιση και εξέταση χωρητικότητας

• Ταξινόμηση χωρητικότητας:0.
• K δοκιμή αξίας:πτώση τάσης μικρότερη ή ίση με 5MV μετά από να στέκεται για 72 ώρες, διαλογή αυτο-απόκτησης μη φυσιολογικών κυττάρων μπαταρίας.

Έξυπνη αναβάθμιση:Το σύστημα οπτικής επιθεώρησης AI επιτυγχάνει ρυθμό ανίχνευσης ελαττωμάτων κομματιών (μαύρες κηλίδες, γρατζουνιές) μεγαλύτερη ή ίση με 99,9%.

"Ταξινόμηση χωρητικότητας: Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής των μπαταριών, λόγω λόγων επεξεργασίας, η πραγματική χωρητικότητα της μπαταρίας δεν μπορεί να είναι εντελώς συνεπής. Η διαδικασία ταξινόμησης των μπαταριών ανά χωρητικότητα μέσω ορισμένων δοκιμών φόρτισης και εκφόρτισης χρησιμοποιώνταςΕξοπλισμός δοκιμής φόρτισης μπαταρίαςονομάζεται ταξινόμηση χωρητικότητας. "

Θετικό και αρνητικό υλικό ηλεκτροδίων ομογενοποίηση ➯ Επικάλυψη ηλεκτροδίου ➯ Κύλος ηλεκτροδίου ➯ Διακύμανση ηλεκτροδίου ➯ Ξήρανση ηλεκτροδίου ➯ Εξέγερση ηλεκτροδίου ➯ Jelly Roll Insertion σε Can ➯ Αρνητική συγκόλληση ηλεκτροδίων ➯ Case Grooving ➯ Cap Welding ➯ Σχέδιο κενού.

"Σχηματισμός μπαταρίας:Αφού δοθεί μια συναρμολογημένη μπαταρία ένα ορισμένο ρεύμα, τα ενεργά υλικά των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων της μπαταρίας διεγείρονται και τελικά η ηλεκτροχημική διαδικασία που καθιστά την μπαταρία να έχει χωρητικότητα εκφόρτισης ονομάζεται σχηματισμός. Η μπαταρία μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο ως πηγή ενέργειας μετά τον σχηματισμό. "

Η παραγωγή μπαταριών λιθίου πρέπει να ληφθεί υπόψη η αποτελεσματικότητα και η βιωσιμότητα και η διαχείριση κλειστού βρόχου απαιτείται από την ανάκτηση σκόνης έως την επεξεργασία λυμάτων.

6.1 Σύστημα ανάκτησης σκόνης

• Θετική σκόνη ηλεκτροδίου:Απομάκρυνση σκόνης σάκου + ενεργοποιημένη προσρόφηση άνθρακα, ρυθμός ανάκτησης μεγαλύτερος ή ίσος με 98%.
• Ανάκτηση NMP:Ο καθαρισμός του πύργου απόσταξης, ο ρυθμός επαναχρησιμοποίησης διαλύτη μεγαλύτερο ή ίσο με 95%.

6.2 επεξεργασία λυμάτων

• Τα λύματα που περιέχουν φθορίου:Χημική κατακρήμνιση + θεραπεία αντίστροφης όσμωσης, συγκέντρωση ιόντων φθορίου μικρότερη ή ίση με 10mg\/L.
• Ιλύ γραφίτη:Υψηλής θερμοκρασίας Η εύθραυστη για την παρασκευή ανακυκλωμένου γραφίτη, το ποσοστό χρησιμοποίησης των πόρων μεγαλύτερη ή ίση με 80%.

Διαδικασία μπαταρίας στερεάς κατάστασης:Η τεχνολογία ξηρού ηλεκτροδίου εξαλείφει τη χρήση διαλυτών και μειώνει την κατανάλωση ενέργειας κατά 40%.
Ακραία κατασκευή:4680 Μεγάλο κυλινδρικό κύτταρο μπαταρίας με σχεδιασμό πλήρους αυτιού, ο κύκλος παραγωγής αυξάνεται σε 300ppm.
Ψηφιακό δίδυμο:Η εικονική προσομοίωση ολόκληρης της διαδικασίας από τη διασπορά του πολτού σε σχηματισμό, μειώνοντας το κόστος δοκιμών και σφάλματος κατά 70%.
Από τη διασπορά υλικού νανο-κλίμακας έως τον έξυπνο έλεγχο ποιότητας, η κατασκευή μπαταριών λιθίου είναι μια ακριβής συμφωνία που καλύπτει τα επίπεδα μικρο-και μακροεντολών.