Hvordan produseres batterier?

Hvordan produseres batterier?

Som kjernekraftbærer i den nye energitiden integrerer produksjonsprosessen til litiumbatterier de beste prestasjonene til materialvitenskap, presisjonsproduksjon og intelligent teknologi. Fra hele bransjekjeden, analyserer denne artikkelen dypt den komplette produksjonsprosessen med litiumbatterier fra "pulver" til "battericelle", som dekker nøkkelkoblinger som materialforberedelse, elektrodebelegg, batteriscellemontering og formasjonstesting, og kombinerer prosessparametere og valg av utstyr for å hjelpe deg med å mestre underliggende logikk av litiumbatteri.

70% av ytelsen til litiumbatterier bestemmes av råvarer. Forholdet og forbehandling av positive og negative aktive materialer, ledende midler og bindemidler er utgangspunktet for produksjonsprosessen.

1.1 Forberedelse av positive elektrodematerialer

• Råstoffblanding: Litiumkoboltoksyd (LCO), litiumjernfosfat (LFP) eller ternært materiale (NCM) brukes som matrisen, og blandet med ledende midler (som superledende karbon -svart) og binder (PVDF) i proporsjon.
• Forberedelse av limløsning: Når du bruker den våte prosessen, må PVDF oppløses i N-metylpyrrolidon (NMP) for å danne en limløsning med stabil viskositet (viskositetsområde 2000-4000 mpa · s).
• Slurry -spredning: Høyhastighetsdispersjon utføres av en planetarisk mikser under vakuum (mindre enn eller lik -0. 085MPA) for å sikre jevn fordeling av aktive stoffer (partikkelstørrelse mindre enn eller lik 15μm).

1.2 Forberedelse av negative elektrodematerialer

• Grafittforbehandling: Naturlig\/kunstig grafitt blandes med ledende middel (karbon nanorør) og bindemiddel (SBR, CMC) etter kulefresing og screening, og et vandig løsningsmiddel (avionisert vannkonduktivitet mindre enn eller lik 1μs\/cm) brukes.
• Slurry Stabilitetskontroll: Molekylær brudd på langkjedet unngås ved iscenesatt blanding (tørr blanding → våtblanding → SBR-tilsetning), og viskositeten styres til 2000-4000 MPA · s.

Nøkkelutstyr: Vakuumblandingsmaskin, Nano Sand Mill, Ultrasonic disperser.

Belegg er kjerneprosessen for å konvertere oppslemming til elektrodeark, noe som direkte påvirker energitettheten og syklusens levetid på batteriet.

2.1 Klassifisering av beleggprosesser

• Bladbelegg:Passer for høyt fast innholdsoppslemming (positiv elektrode fast innhold 60-70%), beleggtykkelse nøyaktighet ± 1μm.
• Spalte ekstruderingbelegg:brukt til ultra-tynt belegg (negativ elektrodeoverflatetetthet 8-12 mg\/cm²), kant ensartethet på ± 0. 2mm.

2.2 Tørkeparameterkontroll

• Positiv elektrodebaking:Multi-trinns temperatursonedesign (95-120 grad), løsningsmiddelrester mindre enn eller lik 2000ppm, for å forhindre sprekker og "appelsinskalleffekt".
• Negativ elektrodebaking:Tørking av lav temperatur (80-105 grad), unngå grafittoksidasjon, fuktighetskontroll mindre enn eller lik 3000 ppm.

Tekniske vanskeligheter: tynning av kanten av elektrodearket (positiv elektrode tynning 20-30 μm, negativ elektrode 10-15 μm), for å forhindre stresskonsentrasjon i øreområdet og forårsake litiumutfelling.

Den belagte elektroden må komprimeres, spalte og batterisveising for å danne en standardisert elektrodeenhet.

3.1 Rullingsprosess

• Kaldt pressing og varm pressing:Varmtrykk (80-120 grad) kan øke komprimeringstettheten (LFP når 2. 4-2. 6g\/cm³) og redusere reboundhastigheten (positiv elektrode mindre enn eller lik 3μm).
• Forlengelseskontroll:Positiv elektrode mindre enn eller lik {{0}}. 2%, negativ elektrode mindre enn eller lik 0,12%, for å unngå brudd under vikling.

3.2 SLITTING OG TAB Sveising

• Slitting Burr -deteksjon:Målingsinstrument for laser sekundært element brukes, burrhøyde mindre enn eller lik 1\/2 membran tykkelse (for eksempel 20μm membran, burr mindre enn eller lik 10μm).
• Ultralydsveising:Positiv aluminiumstangsveisestyrke større enn eller lik 8N\/mm², negativt nikkelstangør bruker lineært sveisehode for å forhindre overstrømsskader.

Nøkkelutstyr:High Precision Roller Press,Elektrode -spaltemaskin, Batteri -fane spot sveisemaskin.

Den nøyaktige lamineringsdesignet av elektrodeark og membraner er kjernegarantien for batteriscellesikkerhet og energitetthet.

4.1 Viklingsprosess

• Spenningskontroll:Positiv elektrodespenning {{0}}. 08-0. 15mpa, membranspenningsforskjell mindre enn eller lik 0,03MPa, for å forhindre rynker og ødelagte belter.
• Justeringsnøyaktighet:Negativ elektrodebredde> Positiv elektrode 1,5 mm (for eksempel positiv elektrode 58mm og negativ elektrode 59,5 mm), membran -sentreringsavvik mindre enn eller lik ± 0. 3mm.

4.2 Avskalling og flytende injeksjon

• Vakuumtørking:80 graders baking i 4 timer, fuktighetsinnhold mindre enn eller lik 500 ppm, for å unngå elektrolytt -nedbrytning.
• Elektrolyttinjeksjon:Nitrogenbeskyttelse i hanskeboksen (oksygeninnhold mindre enn eller lik 1 0 ppm), injeksjonsmengdefeil mindre enn eller lik ± 0,1 g, nedsenkningstid større enn eller lik 8 timer.

Teknisk gjennombrudd:Stablingsprosessen erstatter vikling (for eksempel bladbatteri), øvde romutnyttelsesgraden med mer enn 15%.

Batterisellen må gjennomgå kompleks prosessering som dannelse, kapasitetsavdeling og aldring før den kan transformeres til et kvalifisert ferdig produkt.

5.1 Formasjonsprosess

• Første ladning og utladning:0. 02C liten strømaktivering (spenning 3. 0-4. 2V), SEI -filmdannelsestemperatur kontrolleres til 25 ± 2 grader.
• Eksosbehandling:Høytemperaturtrykk (6 0 grad \/0.5mpa) for å tømme gjenværende gass og redusere ekspansjonshastigheten.

5.2 Kapasitetsgradering og screening

• Kapasitetsgradering:0. 5C ladning og utladningssyklus, kapasitetsavvik mindre enn eller lik ± 3%, intern motstandsforskjell mindre enn eller lik 5%.
• K Verditest:Spenning faller mindre enn eller lik 5 mV etter å ha stått i 72 timer, og screening av selvutladnings unormale batterisceller.

Intelligent oppgradering:AI -visuelt inspeksjonssystem oppnår en deteksjonshastighet av polstykkefeil (svarte flekker, riper) større enn eller lik 99,9%.

"Kapasitetsgradering: Under produksjonsprosessen med batterier, på grunn av prosessgrunner, kan ikke den faktiske kapasiteten til batteriet være helt konsistent. Prosessen med å klassifisere batterier etter kapasitet gjennom visse ladnings- og utladningstester ved bruk avBatteriladning Testutstyrkalles kapasitetsgradering. "

Positiv og negativ elektrodemateriale Homogenisering ➯ Elektrodebelegg ➯ Elektrode Rulling ➯ Elektrode Spalt ➯ Elektrode Tørking ➯ Elektrode Vikling ➯ Jelly Roll Insertion Into CAN ➯ Negativ elektrode sveising ➯ SAKING ➯ CAP Sveising ➯ Vacuum tørking ➯ Elektrolyte Inveksjon ➯ ElectRoly Elecuum ➯ Batteri

"Batteridannelse:Etter at det samlede batteriet er gitt en viss strøm, stimuleres de aktive materialene til de positive og negative elektrodene til batteriet, og til slutt kalles den elektrokjemiske prosessen som får batteriet til å få utslippskapasitet, kalles formasjon. Batteriet kan bare brukes som strømkilde etter dannelse. "

Litiumbatteriproduksjon må ta hensyn til effektivitet og bærekraft, og styring av lukket sløyfe er nødvendig av støvgjenvinning til avløpsbehandling.

6.1 Støvgjenvinningssystem

• Positivt elektrode støv:Pose støvfjerning + aktivert karbonadsorpsjon, utvinningshastighet større enn eller lik 98%.
• NMP -gjenoppretting:Destillasjonstårnrensing, gjenbrukshastighet for løsningsmiddel som er større enn eller lik 95%.

6.2 Avløpsvannbehandling

• Fluorholdig avløpsvann:Kjemisk nedbør + omvendt osmosebehandling, fluorionkonsentrasjon mindre enn eller lik 10 mg\/l.
• Grafittslam:Kalsinering av høy temperatur for å fremstille resirkulert grafitt, ressursutnyttelsesgrad større enn eller lik 80%.

Solid-state batteriprosess:Tørr elektrode -teknologi eliminerer bruken av løsningsmidler og reduserer energiforbruket med 40%.
Ekstrem produksjon:4680 Stor sylindrisk batteriscelle med full øre-design, produksjonssyklusen økes til 300 ppm.
Digital tvilling:Virtuell simulering av hele prosessen fra oppslemmingsdispersjon til dannelse, reduserer prøve- og feilkostnadene med 70%.
Fra nano-skala materialdispersjon til intelligent kvalitetskontroll, er litiumbatteriproduksjon en presis symfoni som spenner over mikro- og makronivået.