오늘날의 새로운 에너지 분야에서 리튬 이온 전력 배터리는 중추적 인 역할을합니다. 생산 공정에는 수많은 복잡한 절차가 포함됩니다. 셀 제조에서 배터리 팩 어셈블리에 이르기까지 모든 단계는 배터리의 성능, 안전성 및 신뢰성에 중요합니다. 오늘날 배터리 어셈블리의 신비 롭고 중요한 생산 공정에 깊이 파고 들자.
세포 제조 : 세심한 건축
1. 활성 재료의 슬러리 준비 - 혼합 공정
배터리 생산의 첫 번째 단계는 믹싱입니다. 활성 재료 (분말), 바인더 및 전도성 첨가제는 진공 믹서에서 용매와 균일 한 슬러리에 균일하게 혼합된다. 이 단계는 원료 비율의 정밀 제어, 설정 시간과의 혼합 단계 및 혼합 지속 시간이 필요합니다. 생산 환경과 작업 공간은 의료 등급 먼지가없는 수준의 먼지 제어가 필요합니다. 이것은 슬러리의 품질과 완제품의 패스 속도를 보장합니다.
2. 구리 호일의 슬러리 코팅 - 코팅 공정
극 조각 코팅은 슬러리에서 유기 용매를 건조시키면서 전류 수집기에 균일하게 혼합 된 슬러리를 골고루 코팅하는 공정입니다. 이것은 매우 높은 정밀도와 속도가 필요합니다. 코팅의 일관성은 배터리 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 일관되지 않은 코팅으로 인해 배터리 성능이 떨어집니다. 코팅 건조 온도, 코팅 표면 밀도, 코팅 크기 및 코팅 두께의 제어는 배터리 품질, 용량 및 일관성뿐만 아니라 잠재적 안전 위험에 영향을 미칩니다. 또한, 구리 호일을 코팅하는 동안 안전 위험을 피하기 위해 코팅 공정에 포함 된 입자, 선 드라이 또는 먼지가 없는지 확인하는 것이 중요합니다.
3. 셀의 기초를 형성하기위한 미세 롤링 - 롤링 및 절단
롤링 및 절단 공정은 초 미세 리튬 배터리 제조에서 매우 중요합니다. 관련된 기본 개념은 고도로 조작 된 롤링 시스템을 통한 균일하고 제어 된 압력을 적용하여 전류 수집기 (예 : 알루미늄 호일 또는 구리 포일)에서 활성 재료, 전도성 첨가제 등의 균일하고 압축 된 층을 생성하는 것입니다. 동시에, 절단 메커니즘은 롤링 프로세스 동안 지정된 크기 표준을 준수하여 롤링 프로세스 중에 극 조각을 동시에 깨끗하게 절단 할 수 있으므로 모든 극 조각 장치가 동일한 사양 및 품질 표준으로 생성되도록합니다.
롤링 프로세스 중에 품질 폴 조각을 전달하는 열쇠는 롤링 압력을 관리하고 제어하는 것입니다. 절단 장비의 품질은 절단 결과와 에지 품질에 크게 영향을 미칩니다. 또한 롤링 및 절단 과정의 일부로 소량의 먼지와 외국 물체가 생성 될 것입니다. 먼지와 외국 재료가 전극 시트를 구성하는 극 조각 재료에 통합되면 배터리의 내부 시리즈 기반 단락 가능성을 포함하여 성능 문제가 발생하여 배터리의 전반적인 성능 및 안전에 크게 영향을 미칩니다. 결과적으로, 리튬 이온 배터리 팩 어셈블리 라인의 장비가 효과적인 먼지 수집 시스템을 포함하고 청소 공정에 대한 규정과 제어 된 생산 환경을 포함하여 충전 된 극 조각 시트를 보장하는 반면 정확하게 생산되는 모든 외래 재료 및 먼지 입자를 깨끗하게 생산합니다.
4. 세포의 "배아"형성 - 권선 및 스태킹 과정
와인딩은 분리기와 극 조각의 조합이 특정 순서와 함께 직렬 또는 평행 한 원통형 (또는 다른 형태) 모양으로 롤링하여 베어 셀 "프로토 타입"을 만들고 장력을 관리하고 제어하는 동안 전반적인 구조를 제어하는 과정을 나타냅니다. 베어 셀 또는 프로토 타입의 주요 특징은 이온 운동을 도와주는 연속 전류 경로를 만들고, 전체 에너지 밀도를 높이는 데 도움이되는 재료의 이방성을 사용할 수 있도록하는 것입니다. 사이클 수명에 영향을 미치는 가장자리 응력 집중 가능성과 성능의 일관성과 안전에 영향을 미치는 와인딩의 부족과 같은 와인딩에 대한 도전이 존재합니다.
스태킹은 층에있는 극 조각과 분리기의 교대 스택을 의미하며, 일치하도록 설계된 장비를 사용하여 가능한 각 층의 고품질 결합과 정확히 위치 및 배향됩니다. 스태킹의 두 가지 주요 장점은 긴 사이클 수명 일 가능성과 필요한 경우 사용자 정의로 셀의 모양과 크기를 설계 할 수있는 능력입니다. 스태킹의 주요 과제는 잠재적으로 낮은 생산 속도와 탭에서 더 많은 솔더 포인트의 잠재력입니다.
와인딩 및 스태킹은 셀의 핵심 구조를 생성하는 데 중요한 방법이며 성능에 크게 영향을 미칩니다. 두 방법 모두 셀 생산을위한 고유 한 특성과 시나리오를 가지며 기술 및 개선 된 생산 기술 전망에 대한 지침이 있습니다.
권선 과정 :
리튬 이온 배터리의 생산 체인 내에서 배터리 팩의 어셈블리 라인은 정확하게 작동하는 동맥처럼 작동하는 반면, 와인딩 공정은 고도로 숙련 된 장인으로 사용됩니다. 그것은 양의 전극 시트, 음성 전극 시트 및 분리기 막이 중요한 방식으로 숙달되는 주요 역할을 수행합니다. 배터리 팩 어셈블리의 전반적인 공정 단계에서 배터리 셀의 배아 형태를 올바르게 형성하므로 완전히 기능하고 효율적인 리튬 이온 배터리 팩을 구성하기위한 견고한 기초를 설정합니다.
이 과정은 셀 탄생의 핵심 단계를 특징으로합니다. 그것은 적절하게 준비된 극 조각과 분리기 막을 긴밀한 상처 에너지 "누에 고치 하우스"를 짜는 것과 같은 특정 구성과 시퀀스로 함께 감습니다. 이는 후속 충전 및 배출을위한 배터리의 기본 프레임 워크를 설정합니다.
와인딩 장비는 고급 자동화 프로세스를 채택하며 와인딩 속도, 장력 및 정렬을 정확하게 제어 할 수 있습니다. 와인딩 장비에는 또한 CCD 시각적 검사 장치가 포함되어 있으며, 이는 극의 일반적인 배치, 분리기 멤브레인의 겹침 및 여러 다른 매개 변수 중에서 구분 직경을 자동으로 그리고 궁극적으로 결정할 수 있습니다.
5. 수분 제거 및 생명 활성화 - 베이킹 및 주사
배터리 셀에서 수분을 제거하려면 베이킹 공정이 필요합니다. 베이킹 과정은 고온을 사용하여 수분을 배출합니다. 전해질과 반응하고 배터리 성능에 영향을 미치지 않고 수분을 배출하려면 배터리 성능에 영향을 미치며, 제어 온도, 시간, 습도 및 공기 흐름은 열 질량 역할을하는 오븐과 함께 사용하여 안정적인 상태가 굽고 다른 공정을 수행 할 수 있습니다. 전반적으로 베이킹은 자기 전하를 낮추고 사이클 수명을 늘리고 촉진하는 데 도움이됩니다.
전해 주입 (형성) 공정은 깨끗한 환경에서 발생하며 주입 공정에서 사용될 대량 및 속도 측정 시스템을 갖습니다. 리튬 염을 함유하는 유기 용매를 셀 배터리에 주입하여 배터리 셀을 수동 장치에서 에너지 저장 및 방출 기능을 갖춘 활성 장치로 전환합니다. 전해질은 이온 운동의 매체입니다. 따라서, 전해질 조성물은 배터리의 전기 화학적 성능에 영향을 미칩니다. 공정의 일부는 전해질 재료가 주입 된 후에 통합 된 전극 재료와의 반응을 통해 SEI 필름을 최적화하여 배터리 성능을 다음 단계로 끌어 올리는 것입니다.
베이킹 및 주입 과정은 동시에 서로 협력하여 분명히 작동하고 있습니다. 그들은 고성능 배터리, 장수, 안전 성능을 유지하는 데있어 핵심 요소이며 배터리 생산 품질의 핵심입니다.
6. 배터리 셀 끝의 옷장을 열고 배터
형태. 배터리 셀 끝에 옷장을 열고 배터리 에너지 여행을 시작합니다.
형성 과정의 핵심 목표.
형성 과정은 리튬 이온 배터리 생산의 핵심 링크입니다. 주요 목표는 첫 번째 전하 차지 사이클 동안 음성 전극의 표면에 SEI 필름을 만드는 것입니다. SEI 필름에는 훌륭한 보호 능력이 있습니다. SEI 필름을 확립하는 동안, 전기 화학적 성능을 다시 확립하면서 전해질과 음성 전극 재료 사이의 바람직하지 않은 반응이 억제된다. 또한, SEI 필름은 또한 리튬 이온 삽입 및 추출을위한 안정적인 채널을 확립하여 이어지는 전하 차지 사이클 동안 안정적이고 효과적인 에너지 작동을 확립한다.
구현 과정 및 형성 과정의 중요한 요점
형성 과정은 전용 형성 장비에서 일반적으로 수행되며, 이는 충전 및 배출 전류, 전압 및 시간과 같은 매개 변수를 정확하게 제어 할 수 있습니다. 형성 공정 동안, 배터리 셀은 처음에 비교적 작은 전류를 사용하여 충전되며, 이는 점차적으로 리튬 이온이 양극 전극에서 음성 전극으로 이동할 수있게한다. 이동하는 동안, 전해질의 용매 및 리튬 염은 음성 전극의 표면에서 환원 반응을 겪어 SEI 필름을 생성하여 점차 성숙합니다. 내부 배터리 구조 손상과 과충전으로 인한 안전 문제뿐만 아니라 내부 배터리 구조 손상을 방지하기 위해 배터리를 충전하는 동안 상한 전압 제한을 신중하게 제한하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 리튬 이온 배터리의 상한은 일반적으로 충전 단계에서 4.2V와 4.35V 사이로 유지됩니다. 충전이 완료되면 배터리 셀은 방전 작업이 발생합니다. 방전 작업 중에 차단 전압 및 배출 전류를 엄격하게 제어해야합니다. 배출 공정은 이전에 형성된 SEI 필름의 구조를 추가로 안정화시키는 데 도움이되며 배터리 셀의 초기 성능을 설정할 수 있습니다. 전체 형성 프로세스는 SEI 필름 품질과 성능을 최적화 할 수 있도록 다중 전하 차지주기에 걸쳐 발생할 수 있습니다. 또한, 형성 동안 온도를 제어하는 것도 일반적으로 25 ℃ 및 45 ℃의 온도 창 내에서 중요하다. 중간 정도의 온도는 부드러운 반응을 지원하고 SEI 필름의 품질 균일 성을 향상시킵니다.