Στο σημερινό νέο ενεργειακό τομέα, οι μπαταρίες ισχύος λιθίου παίζουν κεντρικό ρόλο. Η παραγωγική του διαδικασία περιλαμβάνει πολυάριθμες πολύπλοκες διαδικασίες. Από την κατασκευή κυττάρων έως το συγκρότημα πακέτων μπαταριών, κάθε βήμα είναι ζωτικής σημασίας για την απόδοση, την ασφάλεια και την αξιοπιστία της μπαταρίας. Σήμερα, ας βυθίσουμε βαθιά σε αυτή τη μυστηριώδη και κρίσιμη παραγωγική διαδικασία συναρμολόγησης της μπαταρίας.
Κατασκευή κυττάρων: σχολαστική κατασκευή
1. Προετοιμασία δραστικών υλικών ιλύου - Διαδικασία ανάμειξης
Το πρώτο βήμα στην παραγωγή μπαταριών αναμειγνύεται. Τα ενεργά υλικά (σκόνη), το συνδετικό υλικό και το αγώγιμο πρόσθετο αναμιγνύονται ομοιόμορφα σε ένα ομοιόμορφο ιλύ με έναν διαλύτη σε μίξερ κενού. Αυτό το βήμα απαιτεί τον έλεγχο ακριβείας των αναλογιών πρώτων υλών, τα στάδια ανάμειξης με τους καθορισμένους χρόνους και τις διάρκειες ανάμειξης. Το περιβάλλον παραγωγής και ο χώρος εργασίας απαιτούν έλεγχο σκόνης στο επίπεδο ενός ιατρικού και αποστειρωμένου εργαστηρίου χωρίς σκόνη και αποστειρωμένου εργαστηρίου. Αυτό εξασφαλίζει την ποιότητα του πολτού και το ποσοστό επιτυχίας του τελικού προϊόντος.
2. Επικάλυψη του πολτού στη διαδικασία επικάλυψης χαλκού
Η επίστρωση του Pole Piece είναι μια διαδικασία που περιλαμβάνει ομοιόμορφα επικάλυψη του ομοιόμορφα μικτού πολτού στον τρέχοντα συλλέκτη ενώ στεγνώνει τον οργανικό διαλύτη στον πολτό. Αυτό απαιτεί εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια και ταχύτητα. Η συνέπεια της επικάλυψης επηρεάζει άμεσα την απόδοση της μπαταρίας. Μια ασυνεπής επικάλυψη θα προκαλέσει πτώση της απόδοσης της μπαταρίας. Ο έλεγχος της θερμοκρασίας ξήρανσης επικάλυψης, της επιφάνειας της επικάλυψης, του μεγέθους επικάλυψης και του πάχους επικάλυψης θα επηρεάσει την ποιότητα της μπαταρίας, την χωρητικότητα και τη συνοχή, καθώς και τους πιθανούς κινδύνους ασφαλείας. Επιπλέον, κατά την επικάλυψη του φύλλου χαλκού, είναι ζωτικής σημασίας να εξασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν σωματίδια, ηλιοβασιλέματα ή σκόνη που περιλαμβάνονται στη διαδικασία επικάλυψης για να αποφευχθούν οι κίνδυνοι ασφαλείας.
3. Λεπτό κύλινδρο για να διαμορφώσετε το θεμέλιο του κυττάρου - κύλιση και κοπής
Οι διαδικασίες κύλισης και κοπής είναι εξαιρετικά σημαντικές στην εξαιρετικά λεπτή κατασκευή μπαταριών λιθίου. Η θεμελιώδης έννοια είναι η εφαρμογή της ομοιόμορφης και ελεγχόμενης πίεσης μέσω ενός υψηλής μηχανικής κυλιόμενης συστήματος για τη δημιουργία ομοιόμορφων και συμπιεσμένων στρωμάτων ενεργών υλικών, αγώγιμων προσθέτων κ.λπ. Ταυτόχρονα, ο μηχανισμός κοπής μπορεί να μειώσει καθαρά το κομμάτι του πόλου συγχρόνως κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κύλισης, ακολουθώντας τα καθορισμένα πρότυπα μεγέθους, εξασφαλίζοντας έτσι ότι κάθε μονάδα Pole Piece παράγεται στις ίδιες προδιαγραφές και πρότυπα ποιότητας.
Το κλειδί για την παροχή ποιοτικών κομματιών πόλων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κύλισης είναι η διαχείριση και ο έλεγχος της πίεσης κύλισης. Η ποιότητα του εξοπλισμού κοπής θα επηρεάσει σημαντικά τα αποτελέσματα κοπής και την ποιότητα των άκρων. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι μια μικρή ποσότητα σκόνης και ξένων αντικειμένων θα παραχθεί ως μέρος των διαδικασιών κυλίνδρων και κοπής. Εάν η σκόνη και τα ξένα υλικά ενσωματωθούν στα υλικά κομμάτι πόλου που συνθέτουν το φύλλο ηλεκτροδίων, θα μπορούσαν να προκύψουν ζητήματα απόδοσης, συμπεριλαμβανομένης της δυνατότητας για βραχυκύκλωμα εσωτερικής σειράς στην μπαταρία, με αποτέλεσμα να έχει δραστική και επικίνδυνη επίδραση στη συνολική απόδοση και ασφάλεια της μπαταρίας. Κατά συνέπεια, θα υπάρξει ανάγκη για τον εξοπλισμό της γραμμής συναρμολόγησης μπαταριών ιόντων λιθίου για να συμπεριληφθεί ένα αποτελεσματικό σύστημα συλλογής σκόνης, με κανονισμούς για διαδικασίες καθαρισμού και ελεγχόμενα περιβάλλοντα παραγωγής για να εξασφαλιστεί τα φορτισμένα φύλλα πόλων, ενώ παράγονται με ακρίβεια, παράγονται καθαρά από οποιοδήποτε ξένο υλικό και σωματίδια σκόνης.
4. Σχηματίζοντας το "έμβρυο" των διεργασιών περιέλιξης και στοίβαξης κυττάρων
Η περιέλιξη αναφέρεται στη διαδικασία όπου ένας συνδυασμός διαχωριστών και κομματιών πόλων είναι τυλιγμένα σε κυλινδρικό (ή οποιοδήποτε άλλο σχήμα), είτε σε σειρά είτε σε παράλληλη, με συγκεκριμένη σειρά, να δημιουργηθεί ένα «πρωτότυπο κυττάρων», ενώ διαχειρίζεται και ελέγχει την ένταση, την ταχύτητα και των δύο προϊόντων και τη συνολική κατασκευή. Το κύριο χαρακτηριστικό του Bare Cell ή του πρωτότυπου είναι να δημιουργηθεί μια συνεχής διαδρομή ρεύματος που βοηθά στην κίνηση των ιόντων, καθώς και επιτρέπει τη χρήση της ανισοτροπίας των υλικών για να βοηθήσει στην αύξηση της συνολικής πυκνότητας ενέργειας. Υπάρχουν προκλήσεις για την περιέλιξη, όπως η πιθανότητα συγκέντρωσης του άκρου που επηρεάζει τη διάρκεια ζωής του κύκλου και την έλλειψη ακόμη και την εκκαθάριση των επιδόσεων και της ασφάλειας των επιδόσεων.
Η στοίβαξη αναφέρεται στην εναλλασσόμενη στοίβα των κομματιών πόλων και των διαχωριστών σε στρώματα, τοποθετημένη ακριβώς και προσανατολισμένη με υψηλής ποιότητας συγκόλληση κάθε στρώματος που είναι δυνατή χρησιμοποιώντας εξοπλισμό σχεδιασμένο για αντιστοίχιση. Τα δύο βασικά πλεονεκτήματα της στοίβαξης είναι η πιθανότητα μιας μακράς ζωής του κύκλου και η ικανότητα σχεδιασμού του σχήματος και του μεγέθους του κελιού να σχεδιάζεται προσαρμοσμένο εάν χρειάζεται. Οι κύριες προκλήσεις της στοίβαξης είναι δυνητικά χαμηλότερη ταχύτητα παραγωγής και η πιθανότητα για περισσότερα σημεία συγκόλλησης στις καρτέλες.
Η περιέλιξη και η στοίβαξη είναι σημαντικές μέθοδοι για τη δημιουργία της βασικής δομής του κυττάρου και οι δύο επιδόσεις σημαντικά επηρεάζουν. Και οι δύο μέθοδοι έχουν μοναδικά χαρακτηριστικά και σενάρια για την κυτταρική παραγωγή και και οι δύο έχουν οδηγίες για τεχνικές και βελτιωμένες προοπτικές τεχνολογίας παραγωγής.
Διαδικασία περιέλιξης:
Μέσα στην αλυσίδα παραγωγής των μπαταριών ιόντων λιθίου, η γραμμή συναρμολόγησης για ένα πακέτο μπαταρίας λειτουργεί σαν μια αρτηρία που λειτουργεί με ακρίβεια, ενώ η διαδικασία περιέλιξης χρησιμεύει ως εξειδικευμένος τεχνίτης. Αναλαμβάνει έναν βασικό ρόλο όπου το θετικό φύλλο ηλεκτροδίου, το αρνητικό φύλλο ηλεκτροδίου και η μεμβράνη διαχωριστή συνδυάζονται με κρίσιμο τρόπο. Στα συνολικά βήματα διεργασίας του συγκροτήματος πακέτων μπαταριών, διαμορφώνει σωστά την εμβρυϊκή μορφή του κυττάρου της μπαταρίας, δημιουργώντας έτσι ένα στερεό θεμέλιο για την κατασκευή ενός πλήρως λειτουργικού και αποτελεσματικού πακέτου μπαταρίας ιόντων λιθίου.
Αυτή η διαδικασία διαθέτει ένα βασικό βήμα στη γέννηση του κελιού. Απελευθερώνει τα κατάλληλα προετοιμασμένα κομμάτια πόλων και μεμβράνες διαχωρισμού σε μια συγκεκριμένη διαμόρφωση και ακολουθία, όπως η ύφανση μιας σφιχτά τραυματισμού ενέργειας "Cocoon House". Αυτό καθορίζει το βασικό πλαίσιο της μπαταρίας για μεταγενέστερη φόρτιση και εκφόρτιση.
Ο εξοπλισμός περιέλιξης υιοθετεί μια προηγμένη διαδικασία αυτοματισμού και μπορεί να ελέγξει με ακρίβεια την ταχύτητα περιέλιξης, την ένταση και την ευθυγράμμιση. Ο εξοπλισμός περιέλιξης περιέχει επίσης μια συσκευή οπτικής επιθεώρησης CCD, η οποία μπορεί να καθορίσει αυτόματα και τελικά τη γενική τοποθέτηση του τεμαχίου πόλων, την επικάλυψη της μεμβράνης διαχωριστή και τη διάμετρο περιέλιξης, μεταξύ πολλών άλλων παραμέτρων, σε πραγματικό χρόνο.
5. Αφαίρεση της υγρασίας και ενεργοποίησης της ζωής - ψήσιμο και έγχυση
Η διαδικασία ψησίματος απαιτείται για την εξάλειψη της υγρασίας από το κελί της μπαταρίας. Η διαδικασία ψησίματος χρησιμοποιεί υψηλή θερμοκρασία για να εκδιώξει την υγρασία. Για να εκδιώξει την υγρασία χωρίς να την επιτρέψει να αντιδράσει με τον ηλεκτρολύτη και να επηρεάσει την απόδοση της μπαταρίας, η ελεγχόμενη θερμοκρασία, ο χρόνος, η υγρασία και η ροή του αέρα χρησιμοποιούνται με φούρνο που ενεργεί ως θερμική μάζα, επιτρέποντας αποτελεσματικά μια σταθερή κατάσταση να ψήνει και στη συνέχεια να διεξάγει τις άλλες διεργασίες. Συνολικά, το ψήσιμο θα βοηθήσει στη μείωση της αυτο-απόκτησης, την αύξηση και την προώθηση της ζωής του κύκλου.
Η διαδικασία ηλεκτρολυτικής ένεσης (σχηματισμός) εμφανίζεται σε ένα καθαρό περιβάλλον και διαθέτει σύστημα μέτρησης μεγάλου όγκου και ταχύτητας που θα χρησιμοποιηθεί κατά τη διάρκεια της διαδικασίας έγχυσης. Ένας οργανικός διαλύτης που περιέχει άλατα λιθίου εγχέεται στην μπαταρία κυττάρων, μετατρέποντας ουσιαστικά το κελί της μπαταρίας από μια παθητική μονάδα σε μια ενεργή μονάδα με δυνατότητες αποθήκευσης ενέργειας και απελευθέρωσης. Ο ηλεκτρολύτης είναι το μέσο για την κίνηση των ιόντων. Επομένως, η σύνθεση των ηλεκτρολυτών θα έχει αντίκτυπο στην ηλεκτροχημική απόδοση της μπαταρίας. Μέρος της διαδικασίας είναι να βελτιστοποιηθεί η μεμβράνη SEI μέσω αντιδράσεων με υλικό ηλεκτροδίου ενσωματωμένο μετά την εγχυθεί το υλικό ηλεκτρολύτη, λαμβάνοντας την απόδοση της μπαταρίας στο επόμενο επίπεδο.
Οι διαδικασίες ψησίματος και έγχυσης λειτουργούν σαφώς σε συνδυασμό μεταξύ τους. Είναι βασικά στοιχεία για τη διατήρηση των μπαταριών υψηλής απόδοσης, της μεγάλης διάρκειας ζωής, της απόδοσης της ασφάλειας και είναι το κλειδί για την ποιότητα της παραγωγής μπαταριών.
6. Άνοιγμα της ντουλάπας του τελικού κυττάρου της μπαταρίας και κάνοντας τα πρώτα βήματα στη διαδικασία ενεργειακής μπαταρίας - σχηματίζοντας και ταξινόμηση
Φόρμες. Άνοιγμα του ντουλαπιού στο άκρο της μπαταρίας και ξεκινώντας το ταξίδι ενέργειας της μπαταρίας.
Βασικός στόχος της διαδικασίας διαμόρφωσης.
Η διαδικασία σχηματισμού είναι ένας βασικός σύνδεσμος στην παραγωγή μπαταριών ιόντων λιθίου. Ο κύριος στόχος του είναι να δημιουργήσει μια μεμβράνη SEI στην επιφάνεια του αρνητικού ηλεκτροδίου κατά τη διάρκεια του πρώτου κύκλου εκφόρτισης φορτίου. Η ταινία SEI έχει εξαιρετικές προστατευτικές ικανότητες. Κατά την ίδρυση της μεμβράνης SEI, η ανεπιθύμητη αντίδραση πιθανώς μεταξύ του ηλεκτρολύτη και του αρνητικού υλικού ηλεκτροδίου καταστέλλεται, ενώ αποδίδει την ηλεκτροχημική απόδοση. Επιπλέον, η ταινία SEI δημιουργεί επίσης ένα σταθερό κανάλι για την εισαγωγή και την εκχύλιση ιόντων λιθίου, ώστε να καθιερωθεί σταθερή και αποτελεσματική ενέργεια κατά τη διάρκεια των επακόλουθων κύκλων εκφόρτισης φορτίου.
Η διαδικασία εφαρμογής και σημαντικά σημεία της διαδικασίας σχηματισμού
Η διαδικασία σχηματισμού συνήθως εκτελείται σε εξοπλισμό ειδικού σχηματισμού, ο οποίος μπορεί να ελέγχει με ακρίβεια τις παραμέτρους όπως το ρεύμα φόρτισης και εκφόρτισης, τάση και χρόνος. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σχηματισμού, το κελί της μπαταρίας φορτίζεται χρησιμοποιώντας ένα σχετικά μικρό ρεύμα στην αρχή, το οποίο σταδιακά επιτρέπει στα ιόντα λιθίου να μετακινούνται από το θετικό ηλεκτρόδιο στο αρνητικό ηλεκτρόδιο. Κατά τη διάρκεια της μετανάστευσης, το άλας διαλύτη και λιθίου του ηλεκτρολύτη υφίσταται αντίδραση μείωσης στην επιφάνεια του αρνητικού ηλεκτροδίου για να παράγει ένα φιλμ SEI, το οποίο σταδιακά ωριμάζει. Είναι σημαντικό να περιορίσετε προσεκτικά το όριο άνω τάσης κατά τη φόρτιση της μπαταρίας για να αποφευχθεί η εσωτερική ζημιά της δομής της μπαταρίας, καθώς και τα ζητήματα ασφαλείας που οφείλονται στην υπερφόρτιση. Για παράδειγμα, το ανώτατο όριο μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου συνήθως διατηρείται μεταξύ 4.2V και 4.35V κατά τη διάρκεια του σταδίου φόρτισης. Μόλις ολοκληρωθεί η φόρτιση, το κελί της μπαταρίας θα υποβληθεί σε λειτουργία εκφόρτισης. Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας εκφόρτισης, η τάση αποκοπής και το ρεύμα εκφόρτισης πρέπει να ελέγχονται αυστηρά. Η διαδικασία εκφόρτισης θα βοηθήσει στην περαιτέρω σταθεροποίηση της δομής της μεμβράνης SEI που είχε σχηματιστεί προηγουμένως και επιτρέπει την καθιέρωση της αρχικής απόδοσης του κυττάρου της μπαταρίας. Ολόκληρη η διαδικασία σχηματισμού μπορεί να λάβει χώρα μέσω πολλαπλών κύκλων εκφόρτωσης φόρτισης για να εξασφαλιστεί ότι η ποιότητα και η απόδοση του φιλμ SEI είναι βελτιστοποιημένη. Επιπλέον, ο έλεγχος της θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια του σχηματισμού είναι επίσης σημαντικός, συνήθως εντός του παραθύρου θερμοκρασίας των 25 ° C και 45 ° C. Μια μέτρια θερμοκρασία βοηθά σε ομαλές αντιδράσεις και βελτιώνει την ομοιομορφία της ποιότητας της μεμβράνης SEI.