Med den raske utviklingen avlitiumbatteriI industrien fortsetter bruksscenariene for litiumbatterier å utvide seg og bli en uunnværlig energikilde i folks liv og arbeid. Når det gjelder produksjonsprosessen til tilpassede litiumbatteriprodusenter, inkluderer produksjonsprosessen for litiumbatterier hovedsakelig ingredienser, belegg, påføring, klargjøring, vikling, avskalling, valsing, baking, væskeinjeksjon, sveising, osv. Følgende introduserer hovedpunktene i produksjonsprosessen for litiumbatterier. Ingredienser for positive elektroder Den positive elektroden i litiumbatterier består av aktive materialer, ledende stoffer, lim, osv. Først blir råmaterialene bekreftet og bakt. Generelt sett må det ledende stoffet bakes ved ≈120 ℃ i 8 timer, og limet PVDF må bakes ved ≈80 ℃ i 8 timer. Om aktive materialer (LFP, NCM, osv.) krever baking og tørking, avhenger av råmaterialenes tilstand. For tiden krever det generelle litiumbatteriverkstedet en temperatur ≤40 ℃ og en fuktighet ≤25 % RF. Etter at tørkingen er fullført, må PVDF-lim (PVDF-løsningsmiddel, NMP-løsning) klargjøres på forhånd. Kvaliteten på PVDF-lim er avgjørende for batteriets indre motstand og elektriske ytelse. Faktorer som påvirker limpåføringen inkluderer temperatur og rørehastighet. Jo høyere temperaturen er, desto gulfarging av limet vil påvirke vedheftet. Hvis blandehastigheten er for høy, kan limet lett bli skadet. Den spesifikke rotasjonshastigheten avhenger av størrelsen på dispersjonsskiven. Generelt sett er den lineære hastigheten til dispersjonsskiven 10–15 m/s (avhengig av utstyr). På dette tidspunktet må blandetanken slå på sirkulasjonsvannet, og temperaturen bør være ≤30 °C.

Tilsett katodeoppslemmingen i omganger. På dette tidspunktet må du være oppmerksom på rekkefølgen materialene tilsettes. Tilsett først det aktive materialet og det ledende stoffet, rør sakte, og tilsett deretter limet. Matingstiden og matingsforholdet må også implementeres strengt i henhold til litiumbatteriets produksjonsprosess. For det andre må rotasjonshastigheten og rotasjonshastigheten til utstyret kontrolleres strengt. Generelt sett bør den lineære dispersjonshastigheten være over 17 m/s. Dette avhenger av enhetens ytelse. Ulike produsenter varierer sterkt. Kontroller også vakuum og temperatur under blandingen. På dette stadiet må partikkelstørrelsen og viskositeten til oppslemmingen måles regelmessig. Partikkelstørrelsen og viskositeten er nært knyttet til faststoffinnholdet, materialegenskapene, matingssekvensen og produksjonsprosessen for litiumbatteriet. På dette tidspunktet krever den konvensjonelle prosessen en temperatur ≤30 ℃, fuktighet ≤25 % RF og vakuumgrad ≤-0,085 mpa. Overfør oppslemmingen til en overføringstank eller et lakkeringsverksted. Etter at oppslemmingen er overført, må den siktes. Formålet er å filtrere store partikler, utfelle og fjerne ferromagnetiske og andre stoffer. Store partikler vil påvirke belegget og kan forårsake overdreven selvutlading av batteriet eller risiko for kortslutning. For mye ferromagnetisk materiale i slammet kan forårsake overdreven selvutlading av batteriet og andre defekter. Prosesskravene for denne litiumbatteriproduksjonsprosessen er: temperatur ≤ 40 °C, fuktighet ≤ 25 % RF, siktstørrelse ≤ 100 mesh og partikkelstørrelse ≤ 15 µm.

Negativ elektrodeIngredienser Den negative elektroden til litiumbatteriet består av aktivt materiale, ledende middel, bindemiddel og dispergeringsmiddel. Bekreft først råmaterialene. Det tradisjonelle anodesystemet er en vannbasert blandeprosess (løsningsmidlet er avionisert vann), så det er ingen spesielle tørkekrav for råmaterialene. Produksjonsprosessen for litiumbatterier krever at konduktiviteten til avionisert vann er ≤1us/cm. Verkstedkrav: temperatur ≤40 ℃, fuktighet ≤25 % RF. Forbered lim. Etter at råmaterialene er bestemt, må limet (sammensatt av CMC og vann) først fremstilles. Hell deretter grafitt C og det ledende middelet i en mikser for tørrblanding. Det anbefales ikke å støvsuge eller slå på sirkulerende vann, fordi partiklene ekstruderes, gnides og varmes opp under tørrblandingen. Rotasjonshastigheten er lav hastighet 15~20 o/min, skrape- og slipesyklusen er 2-3 ganger, og intervalltiden er ≈15 min. Hell limet i mikseren og begynn å støvsuge (≤-0,09 mpa). Klem gummien ved lav hastighet på 15–20 o/min to ganger, juster deretter hastigheten (lav hastighet 35 o/min, høy hastighet 1200–1500 o/min), og kjør i ca. 15–60 minutter i henhold til produsentens våtprosess. Hell til slutt SBR i blenderen. Lav omrøring anbefales, da SBR er en langkjedet polymer. Hvis rotasjonshastigheten er for høy over lengre tid, vil molekylkjeden lett ryke og miste aktivitet. Det anbefales å røre ved lav hastighet på 35–40 o/min og høy hastighet på 1200–1800 o/min i 10–20 minutter. Test viskositet (2000–4000 mPa.s), partikkelstørrelse (35µm≤), faststoffinnhold (40–70 %), vakuumgrad og siktnett (≤100 mesh). Spesifikke prosessverdier vil variere avhengig av materialets fysiske egenskaper og blandeprosessen. Verkstedet krever en temperatur på ≤30 ℃ og en fuktighet på ≤25 % RF. Katodebelegg for litiumbatterier Produksjonsprosessen refererer til ekstrudering eller sprøyting av katodeoppslemmingen på AB-overflaten til aluminiumsstrømkollektoren, med en enkelt overflatetetthet på ≈20~40 mg/cm2 (ternært litiumbatteri). Ovnstemperaturen er vanligvis over 4 til 8 knop, og steketemperaturen for hver seksjon justeres mellom 95 °C og 120 °C i henhold til faktiske behov for å unngå tverrgående sprekker og løsemiddeldrypp under stekesprekker. Hastighetsforholdet for overføringsbeleggvalsen er 1,1-1,2, og spalteposisjonen tynnes ut med 20-30 µm for å unngå overdreven komprimering av etikettposisjonen på grunn av halefall under batterisyklus, noe som kan føre til litiumutfelling. Beleggfuktighet ≤2000-3000 ppm (avhengig av materiale og prosess). Den positive elektrodetemperaturen i verkstedet er ≤30 ℃ og fuktigheten er ≤25 %. Skjematisk diagram er som følger: Skjematisk diagram av beleggbånd

Deproduksjon av litiumbatterierprosessen mednegativ elektrodebeleggRefererer til ekstrudering eller sprøyting av negativ elektrodeslam på AB-overflaten til kobberstrømkollektoren. Enkeltoverflatetetthet ≈ 10~15 mg/cm2. Beleggovnens temperatur har vanligvis 4-8 seksjoner (eller mer), og steketemperaturen for hver seksjon er 80℃~105℃. Den kan justeres i henhold til faktiske behov for å unngå stekesprekker og tverrgående sprekker. Hastighetsforholdet for overføringsvalsen er 1,2-1,3, gapet er tynnet ut med 10-15µm, malingskonsentrasjonen er ≤3000 ppm, den negative elektrodetemperaturen i verkstedet er ≤30℃, og fuktigheten er ≤25%. Etter at det positive belegget på den positive platen tørker, må trommelen justeres innen prosesstiden. Valsen brukes til å komprimere elektrodearket (massen av forbindingen per volumenhet). For tiden finnes det to positive elektrodepressemetoder i produksjonsprosessen for litiumbatterier: varmpressing og kaldpressing. Sammenlignet med kaldpressing har varmpressing høyere komprimering og lavere rebound-rate. Kaldpresseprosessen er imidlertid relativt enkel og lett å betjene og kontrollere. Valsens hovedutstyr er å oppnå følgende prosessverdier, komprimeringstetthet, returhastighet og forlengelse. Samtidig bør det bemerkes at sprø flis, harde klumper, nedfallende materialer, bølgete kanter osv. ikke er tillatt på overflaten av stangstykket, og brudd er ikke tillatt i sprekkene. På dette tidspunktet er verkstedmiljøtemperaturen: ≤23 ℃, fuktighet: ≤25 %. Den sanne tettheten til nåværende konvensjonelle materialer:

Vanlig brukt komprimering:

Reboundrate: generell rebound 2-3 μm

Forlengelse: Positiv elektrodeplate er vanligvis ≈1,002

Etter at den positive elektroderullen er ferdig, er neste trinn å dele hele elektrodestykket i små strimler med samme bredde (tilsvarer batteriets høyde). Vær oppmerksom på grader på polstykket når du skjærer. Det er nødvendig å inspisere polstykkene grundig for grader i X- og Y-retningene ved hjelp av todimensjonalt utstyr. Langsgående graders lengde prosess Y ≤ 1/2 H membrantykkelse. Omgivelsestemperaturen i verkstedet bør være ≤ 23 ℃, og duggpunktet bør være ≤ -30 ℃. Produksjonsprosessen for negative elektrodeark for litiumbatteri negative elektrodeark er den samme som for positive elektroder, men prosessdesignet er annerledes. Omgivelsestemperaturen i verkstedet bør være ≤ 23 ℃ og fuktigheten bør være ≤ 25 %. Sann tetthet av vanlige negative elektrodematerialer:

Vanlig brukt negativ elektrodekomprimering: Rebound rate: Generell rebound 4-8um Forlengelse: Positiv plate vanligvis ≈ 1.002 Produksjonsprosessen for positiv elektrodestripping av litiumbatterier ligner på den positive elektrodestrippingsprosessen, og begge må kontrollere grader i X- og Y-retningen. Omgivelsestemperaturen i verkstedet bør være ≤23 ℃, og duggpunktet bør være ≤-30 ℃. Etter at den positive platen er klar til å strippes, må den positive platen tørkes (120 °C), og deretter sveises og pakkes aluminiumsplaten. Under denne prosessen må fliklengde og støpebredde tas i betraktning. Med **650-designet (som 18650-batteriet) som et eksempel, er designet med eksponerte fliker hovedsakelig for å vurdere rimelig samarbeid mellom katodeflikene under sveising av hette og valsespor. Hvis polflikene er eksponert for lenge, kan det lett oppstå kortslutning mellom polflikene og stålskallet under valseprosessen. Hvis tappen er for kort, kan ikke hetten loddes. For tiden finnes det to typer ultralydsveisehoder: lineære og punktformede. I husholdningsprosesser brukes det hovedsakelig lineære sveisehoder på grunn av hensyn til overstrøm og sveisestyrke. I tillegg brukes høytemperaturlim til å dekke loddeflikene, hovedsakelig for å unngå risikoen for kortslutning forårsaket av metallgrater og metallrester. Omgivelsestemperaturen i verkstedet bør være ≤23 ℃, duggpunktet bør være ≤-30 ℃, og katodens fuktighetsinnhold bør være ≤500-1000 ppm.

Forberedelse av negativ plateDen negative platen må tørkes (105–110 °C), deretter sveises og pakkes nikkelplatene. Lengden på loddefliken og formingsbredden må også tas i betraktning. Omgivelsestemperaturen i verkstedet bør være ≤23 ℃, duggpunktet bør være ≤–30 ℃, og fuktighetsinnholdet i den negative elektroden bør være ≤500–1000 ppm. Viklingen består i å vikle separatoren, den positive elektrodeplaten og den negative elektrodeplaten til en jernkjerne gjennom en viklingsmaskin. Prinsippet er å pakke den positive elektroden inn i den negative elektroden, og deretter separere den positive og negative elektroden gjennom en separator. Siden den negative elektroden i det tradisjonelle systemet er kontrollelektroden i batteridesignet, er kapasitetsdesignet høyere enn den positive elektroden, slik at Li+ i den positive elektroden kan lagres i "ledigheten" til den negative elektroden under formasjonslading. Spesiell oppmerksomhet må rettes mot viklingsspenningen og polstykkearrangementet under vikling. For liten viklingsspenning vil påvirke den indre motstanden og innsettingshastigheten til huset. For høy spenning kan føre til risiko for kortslutning eller avskalling. Justering refererer til den relative posisjonen til den negative elektroden, den positive elektroden og separatoren. Bredden på den negative elektroden er 59,5 mm, den positive elektroden er 58 mm, og separatoren er 61 mm. De tre er justert under avspilling for å unngå risiko for kortslutning. Viklingsspenningen er vanligvis mellom 0,08-0,15 MPa for den positive polen, 0,08-0,15 MPa for den negative polen, 0,08-0,15 MPa for den øvre membranen og 0,08-0,15 MPa for den nedre membranen. Spesifikke justeringer avhenger av utstyr og prosess. Omgivelsestemperaturen i dette verkstedet er ≤23 ℃, duggpunktet er ≤-30 ℃, og fuktighetsinnholdet er ≤500-1000 ppm.

Før den innkapslede batterikjernen installeres i dekselet, kreves en Hi-Pot-test på 200~500V (for å teste om høyspenningsbatteriet er kortsluttet), og støvsuging er også nødvendig for å kontrollere støv ytterligere før de installeres i dekselet. De tre viktigste kontrollpunktene for litiumbatterier er fuktighet, grater og støv. Etter at den forrige prosessen er fullført, setter du den nedre pakningen inn i bunnen av batterikjernen, bøy den positive elektrodeplaten slik at overflaten vender mot batterikjernens viklingshull, og setter den til slutt vertikalt inn i stålskallet eller aluminiumsskallet. Hvis vi tar type 18650 som et eksempel, er den ytre diameteren ≈ 18 mm + høyden ≈ 71,5 mm. Når tverrsnittsarealet av den viklede kjernen er mindre enn det indre tverrsnittsarealet av ståldekselet, er innsettingshastigheten for ståldekselet omtrent 97 % til 98,5 %. Fordi returverdien til polstykket og graden av væskeinntrengning under senere injeksjon må tas i betraktning. Den samme prosessen som overflateunderlaget inkluderer montering av det øvre underlaget. Omgivelsestemperaturen i verkstedet bør være ≤23 ℃, og duggpunktet bør være ≤-40 ℃.

Rullingsetter inn en loddestift (vanligvis laget av kobber eller legering) i midten av loddekjernen. Vanlig brukte sveisestifter er Φ2,5 * 1,6 mm, og sveisestyrken til den negative elektroden bør være ≥12N for å være kvalifisert. Hvis den er for lav, vil det lett føre til virtuell lodding og overdreven indre motstand. Hvis den er for høy, er det lett å sveise av nikkellaget på overflaten av stålskallet, noe som resulterer i loddeforbindelser, noe som fører til skjulte farer som rust og lekkasje. Den enkle forståelsen av rullespor er å feste den viklede batterikjernen på huset uten å riste. I produksjonsprosessen av dette litiumbatteriet bør man være spesielt oppmerksom på samsvar mellom tverrgående ekstruderingshastighet og langsgående pressehastighet for å unngå å kutte huset med for høy tverrgående hastighet, og nikkellaget i hakket vil falle av hvis den langsgående hastigheten er for rask, eller høyden på hakket vil bli påvirket og tetningen vil bli påvirket. Det er nødvendig å kontrollere om prosessverdiene for spordybde, forlengelse og sporhøyde er i samsvar med standardene (ved praktiske og teoretiske beregninger). Vanlige koketoppstørrelser er 1,0, 1,2 og 1,5 mm. Etter at valsingen er fullført, må hele maskinen støvsuges igjen for å unngå metallrester. Vakuumgraden bør være ≤-0,065 MPa, og støvsugetiden bør være 1~2 sekunder. Kravene til omgivelsestemperaturen i dette verkstedet er ≤23 ℃, og duggpunktet er ≤-40 ℃. Baking av batterikjerne Etter at de sylindriske batteriplatene er valset og rillet, er den neste produksjonsprosessen for litiumbatterier svært viktig: baking. Under produksjonen av battericeller tilføres en viss mengde fuktighet. Hvis fuktigheten ikke kan kontrolleres innenfor standardområdet i tid, vil batteriets ytelse og sikkerhet bli alvorlig påvirket. Vanligvis brukes en automatisk vakuumovn til baking. Arranger cellene som skal bakes pent, sett tørkemiddelet i ovnen, still inn parametrene og øk temperaturen til 85 °C (med litiumjernfosfatbatterier som eksempel). Følgende er bakestandardene for flere forskjellige spesifikasjoner for battericeller:

VæskeinjeksjonProduksjonsprosessen for litiumbatterier innebærer fuktighetstesting av de bakte battericellene. Først etter å ha nådd de foregående bakestandardene kan du gå videre til neste trinn: injisering av elektrolytten. Plasser de bakte batteriene raskt i vakuumhanskerommet, vei og registrer vekten, sett på injeksjonskoppen og tilsett den designede vekten av elektrolytt i koppen (vanligvis utføres en væskenedsenket batteritest: plasser batteriet i midten av koppen). Plasser batterikjernen i elektrolytten, bløtlegg den en stund, test batteriets maksimale væskeabsorpsjonskapasitet (fyll vanligvis væsken i henhold til det eksperimentelle volumet), legg den i en vakuumboks for å vakuum (vakuumgrad ≤ -0,09 MPa), og akselerer penetreringen av elektrolytten inn i elektroden. Etter flere sykluser, fjern batteridelene og vei dem. Beregn om injeksjonsvolumet oppfyller designverdien. Hvis den er mindre, må den etterfylles. Hvis det er for mye, hell bare av overflødig mengde til du oppfyller designkravene. Hanskerommets miljø krever en temperatur ≤23 ℃ og et duggpunkt ≤-45 ℃.

SveisingUnder produksjonsprosessen for litiumbatterier bør batteridekselet plasseres i hanskerommet på forhånd, og batteridekselet bør festes på den nedre formen av supersveisemaskinen med én hånd, og batterikjernen bør holdes med den andre hånden. Juster den positive polen på battericellen med polklemmen på dekselet. Etter å ha bekreftet at den positive polklemmen er justert med polklemmen på hetten, tråkk på ultralydsveisemaskinen. Tråkk deretter på sveisemaskinens fotbryter. Deretter bør batterienheten inspiseres fullstendig for å kontrollere sveiseeffekten av loddeflikene.

Observer om loddeflikene er på linje.

Trekk forsiktig i loddefliken for å se om den er løs.

Batterier der batteridekselet ikke er godt sveiset må sveises på nytt.