W dzisiejszym nowym polu energetycznym akumulatory litowo-jonowe odgrywają kluczową rolę. Proces produkcyjny obejmuje wiele złożonych procedur. Od produkcji ogniw po zespół pakietów akumulatorów, każdy krok jest kluczowy dla wydajności, bezpieczeństwa i niezawodności baterii. Dziś zagłębiajmy się w ten tajemniczy i kluczowy proces produkcji baterii.
Produkcja komórek: skrupulatna budowa
1. Przygotowanie zawiesiny aktywnych materiałów - proces mieszania
Pierwszym krokiem w produkcji baterii jest mieszanie. Aktywne materiały (proszek), spoiwo i dodatek przewodzący są równomiernie zmieszane z jednolitym zawiesiną z rozpuszczalnikiem w mikserze próżniowym. Ten krok wymaga precyzyjnej kontroli stosunków surowców, mieszania kroków z czasem ustalonym i czasów mieszania. Środowisko produkcyjne i przestrzeń robocza wymagają kontroli pyłu na poziomie warsztatów bez pyłu i sterylnych. Zapewnia to jakość zawiesiny i szybkość przepustki gotowego produktu.
2. Powlekanie zawiesiny na procesie powlekania folii miedzianej
Powłoka z tyczkami jest procesem, który obejmuje równomiernie powlekanie jednolicie mieszaną zawiesinę na bieżącym kolektorze podczas suszenia organicznego rozpuszczalnika w zawiesinie. Wymaga to wyjątkowo wysokiej precyzji i prędkości. Spójność powłoki bezpośrednio wpływa na wydajność baterii; Niespójna powłoka spowoduje spadek wydajności baterii. Kontrola temperatury suszenia powłoki, gęstość powierzchni powłoki, wielkość powłoki i grubość powłoki wpłyną na jakość akumulatora, pojemność i spójność, a także potencjalne zagrożenia bezpieczeństwa. Ponadto, podczas powlekania folii miedzi, kluczowe jest zapewnienie, że nie ma cząstek, rozdzielczych ani pyłu w procesie powlekania, aby uniknąć zagrożeń bezpieczeństwa.
3. Drobne toczenie, aby ukształtować podkład komórki - toczenie i cięcie
Procesy toczenia i cięcia są niezwykle ważne w ultra-cienkich produkcji baterii litowych. Podstawową koncepcją jest zastosowanie jednolitego i kontrolowanego ciśnienia za pomocą wysoce zaprojektowanego systemu toczenia w celu tworzenia jednolitych i zagęszczonych warstw aktywnych materiałów, dodatków przewodzących itp. Na bieżącym kolektorze (na przykład folia aluminium lub folii miedzi). Jednocześnie mechanizm cięcia może czysto przeciąć kawałek bieguny synchronicznie podczas procesu toczenia, przestrzegając określonych standardów wielkości, zapewniając w ten sposób, że każda jednostka z tyczkami jest wytwarzana zgodnie z tymi samymi specyfikacjami i standardami jakości.
Kluczem do dostarczania wysokiej jakości kawałków bieguna podczas procesu toczenia jest zarządzanie i kontrolowanie ciśnienia toczenia. Jakość sprzętu do cięcia znacznie wpłynie na wyniki cięcia i jakość krawędzi. Należy również zauważyć, że niewielka ilość pyłu i obcych przedmiotów zostanie wytwarzana w ramach procesów toczenia i cięcia. Jeśli kurzu i materiały zagraniczne zostaną włączone do materiałów z tyczkami, które tworzą arkusz elektrody, mogą pojawić się problemy z wydajnością, w tym potencjał do wewnętrznego zwarcia na baterii, a tym samym mają drastyczny i niebezpieczny wpływ na ogólną wydajność i bezpieczeństwo akumulatora. W związku z tym będzie potrzeba wyposażenia linii linii montażowej pakietu akumulatora litowo-jonowego, aby zawierać skuteczny system zbierania pyłu, z przepisami dotyczącymi procesów czyszczenia oraz kontrolowanymi środowiskami produkcyjnymi w celu zapewnienia naładowanych kartek słupowych, choć dokładnie wytwarzane, są produkowane czyste z dowolnych obcym materiale i pyłu.
4. Tworzenie „zarodka” komórki - procesy uzwojenia i układania
Uzwojenie odnosi się do procesu, w którym kombinacja separatorów i kawałków bieguna jest zwinięta w cylindryczny (lub dowolną inną formę) kształtu, w szeregu lub równolegle, z określoną kolejnością, aby stworzyć „prototyp” gołego ogniwa, jednocześnie zarządzając i kontrolując napięcie, prędkość obu produktów i całkowitą konstrukcję. Najważniejszą cechą Bare Cell lub prototypu jest stworzenie ciągłej bieżącej ścieżki, która pomaga w ruchu jonowym, a także pozwala na zastosowanie anizotropii materiałów, aby zwiększyć ogólną gęstość energii. Istnieją wyzwania związane z uzwojeniem, takie jak możliwość koncentracji naprężeń krawędzi wpływających na żywotność cyklu i brak nawet uzwojenia wpływu na spójność i bezpieczeństwo wydajności.
Układanie odnosi się do naprzemiennego stosu kawałków i separatorów w warstwach, dokładnie ustawionych i zorientowanych z wysokiej jakości wiązaniem każdej możliwej warstwy przy użyciu sprzętu przeznaczonego do dopasowania. Dwie kluczowe zalety układania to możliwość długiej żywotności cyklu i możliwość zaprojektowania kształtu i wielkości komórki, która ma być zaprojektowana w razie potrzeby. Głównymi wyzwaniami związanymi z układaniem są potencjalnie niższa prędkość produkcyjna i potencjał większej liczby punktów lutowania na zakładkach.
Uzwojenie i układanie jest ważnymi metodami tworzenia podstawowej struktury komórki i oba znacząco wpływają na wydajność. Obie metody mają unikalne cechy i scenariusze do produkcji komórek i oba mają kierunki techniczne i ulepszone perspektywy technologii produkcyjnych.
Proces uzwojenia:
W łańcuchu produkcyjnym akumulatorów litowo-jonowych linia montażowa dla pakietu akumulatora działa jak dokładnie funkcjonująca tętnica, podczas gdy proces uzwojenia służy jako wysoko wykwalifikowany rzemieślnik. Podejmuje kluczową rolę, w której arkusz elektrody dodatniej, arkusz elektrody ujemnej i membrana separatora są mistrzowsko połączone w krytyczny sposób. W ogólnych etapach zespołu pakietu akumulatorów poprawnie kształtuje embrionalną formę ogniwa akumulatora, ustalając w ten sposób solidne podstawy do budowy w pełni funkcjonującego i wydajnego pakietu akumulatora litowo-jonowego.
Proces ten ma kluczowy krok w narodzinach komórki. Rzuca odpowiednio przygotowane kawałki bieguna i membrany separatora w określoną konfigurację i sekwencję, takie jak tkanie ciasno zranionej energii „Cocoon House”. Ustanawia to podstawową strukturę baterii do późniejszego ładowania i rozładowania.
Urządzenie uzwojenia przyjmuje zaawansowany proces automatyzacji i może dokładnie kontrolować prędkość uzwojenia, napięcie i wyrównanie. Sprzęt uzwojenia zawiera również urządzenie kontroli wizualnej CCD, które może automatycznie i ostatecznie określić ogólne umieszczenie kawałka bieguna, nakładanie się membrany separatora i średnicę uzwojenia, wśród wielu innych parametrów, w czasie rzeczywistym.
5. Usunięcie wilgoci i aktywowanie życia - pieczenie i wstrzyknięcie
Proces pieczenia jest wymagany w celu wyeliminowania wilgoci ze ogniwa akumulatora. Proces pieczenia wykorzystuje wysoką temperaturę do wydalenia wilgoci. Aby wydalić wilgoć bez pozwalania jej reagować z elektrolitem i wpływać na wydajność akumulatora, kontrolowaną temperaturę, czas, wilgotność i przepływ powietrza są wykorzystywane z piekarnikiem działającym jako masa termiczna, skutecznie pozwalając stabilnemu upiecowi, a następnie prowadzić inne procesy. Ogólnie rzecz biorąc, pieczenie pomoże obniżyć samozadowolenie, zwiększając i promując żywotność cyklu.
Proces wtrysku elektrolitycznego (formowania) występuje w czystym środowisku i ma system pomiaru dużej objętości i prędkości podczas procesu wtrysku. Organiczny rozpuszczalnik zawierający sole litowe jest wstrzykiwane do akumulatora ogniwa, zasadniczo przekształcając ogniwo akumulatora z jednostki pasywnej na aktywną jednostkę z możliwościami magazynowania energii i uwalniania. Elektrolit jest medium do ruchu jonowego; Dlatego skład elektrolitu będzie miał wpływ na wydajność elektrochemiczną akumulatora. Częścią procesu jest zoptymalizacja filmu SEI poprzez reakcje za pomocą materiału elektrodowego włączonego po wstrzyknięciu materiału elektrolitu, przenosząc działanie baterii na wyższy poziom.
Procesy pieczenia i iniekcji wyraźnie działają w połączeniu ze sobą w tym samym czasie. Są kluczowymi elementami utrzymywania wysokowydajnych baterii, długiej żywotności, wydajności bezpieczeństwa i są kluczowe dla jakości produkcji baterii.
6. Otwieranie szafy ogniwa akumulatora i wykonanie pierwszych kroków do podróży energii baterii - proces tworzenia i ocenianie
Form. Otwieranie szafy do końca ogniwa akumulatora i rozpoczęcie podróży energii baterii.
Podstawowy cel procesu formowania.
Proces formacji jest kluczowym ogniwem w produkcji akumulatorów litowo-jonowych. Jego głównym celem jest utworzenie folii SEI na powierzchni elektrody ujemnej podczas pierwszego cyklu ładowania ładowania. Film SEI ma doskonałe zdolności ochronne. Podczas ustanawiania filmu SEI niepożądana reakcja między elektrolitem a materiałem elektrody ujemnej jest tłumiona, przy jednoczesnym przywracaniu wydajności elektrochemicznej. Ponadto Film SEI ustanawia również stabilny kanał do wprowadzania i ekstrakcji jonów litowych, aby ustalić stabilne i skuteczne działanie energetyczne podczas wynikających z tego cykli rozładowywania ładunku.
Proces wdrażania i ważne punkty procesu formowania
Proces formacji jest zwykle wykonywany w dedykowanym urządzeniu formacyjnym, który może dokładnie kontrolować parametry, takie jak prąd ładowania i rozładowywania, napięcie i czas. Podczas procesu formacji ogniwo akumulatora jest naładowane przy użyciu stosunkowo małego prądu na początku, co stopniowo pozwala jonom litowym przesuwać się z elektrody dodatniej do elektrody ujemnej. Podczas migracji rozpuszczalnik i sól litowa elektrolitu ulegają reakcji redukcji na powierzchni elektrody ujemnej w celu wytworzenia warstwy SEI, która stopniowo dojrzewa. Ważne jest ostrożne ograniczenie górnego limitu napięcia podczas ładowania akumulatora, aby zapobiec uszkodzeniu wewnętrznej struktury akumulatora, a także problemów bezpieczeństwa z powodu nadmiernego ładowania. Na przykład górna granica akumulatora litowo-jonowego jest zwykle utrzymywana między 4,2 V a 4,35 V podczas etapu ładowania. Po zakończeniu ładowania ogniwo baterii ulegnie operacji rozładowywania. Podczas operacji rozładowywania napięcie odcięcia i prąd rozładowywania wymagają rygorystycznego kontrolowania. Proces rozładowania pomoże w dalszej stabilizacji struktury folii SEI, która została wcześniej utworzona i pozwala na ustalenie początkowej wydajności ogniwa akumulatora. Cały proces formacji może nastąpić w wielu cyklach rozładowywania ładowania, aby zapewnić zoptymalizowanie jakości i wydajności filmu SEI. Ponadto ważne jest również kontrolowanie temperatury podczas formacji, zwykle w oknie temperatury 25 ° C i 45 ° C. Umiarkowana temperatura pomaga w płynnych reakcjach i poprawia jednolitość jakości folii SEI.