Dengan perkembangan pesat yangbateri litiumDalam industri ini, senario aplikasi bateri litium terus berkembang dan menjadi peranti tenaga yang sangat diperlukan dalam kehidupan dan pekerjaan manusia. Apabila melibatkan proses pengeluaran pengeluar bateri litium yang disesuaikan, proses pengeluaran bateri litium terutamanya merangkumi bahan-bahan, salutan, kepingan, penyediaan, penggulungan, pengepungan, penggelek, pembakaran, suntikan cecair, kimpalan, dan sebagainya. Berikut adalah perkara utama dalam proses pengeluaran bateri litium. Bahan-bahan elektrod positif Elektrod positif bateri litium terdiri daripada bahan aktif, agen konduktif, pelekat, dan sebagainya. Pertama, bahan mentah disahkan dan dibakar. Secara amnya, agen konduktif perlu dibakar pada ≈120℃ selama 8 jam, dan pelekat PVDF perlu dibakar pada ≈80℃ selama 8 jam. Sama ada bahan aktif (LFP, NCM, dll.) memerlukan pembakaran dan pengeringan bergantung pada keadaan bahan mentah. Pada masa ini, bengkel bateri litium umum memerlukan suhu ≤40℃ dan kelembapan ≤25%RH. Selepas pengeringan selesai, gam PVDF (pelarut PVDF, larutan NMP) perlu disediakan terlebih dahulu. Kualiti gam PVDF adalah penting untuk rintangan dalaman dan prestasi elektrik bateri. Faktor-faktor yang mempengaruhi penggunaan gam termasuk suhu dan kelajuan pengacakan. Semakin tinggi suhu, kekuningan gam akan menjejaskan lekatan. Jika kelajuan pencampuran terlalu cepat, gam mudah rosak. Kelajuan putaran khusus bergantung pada saiz cakera penyebaran. Secara amnya, kelajuan linear cakera penyebaran ialah 10-15m/s (bergantung pada peralatan). Pada masa ini, tangki pencampuran diperlukan untuk menghidupkan air yang beredar, dan suhu hendaklah ≤30°C.

Masukkan buburan katod secara berkelompok. Pada masa ini, anda perlu memberi perhatian kepada susunan bahan. Pertama, masukkan bahan aktif dan agen konduktif, kacau perlahan-lahan, kemudian masukkan gam. Masa penyuapan dan nisbah penyuapan juga mesti dilaksanakan dengan ketat mengikut proses pengeluaran bateri litium. Kedua, kelajuan putaran dan kelajuan putaran peralatan mesti dikawal ketat. Secara amnya, kelajuan linear penyebaran hendaklah melebihi 17m/s. Ini bergantung pada prestasi peranti. Pengilang yang berbeza sangat berbeza. Kawal juga vakum dan suhu pencampuran. Pada peringkat ini, saiz zarah dan kelikatan buburan perlu dikesan secara berkala. Saiz zarah dan kelikatan berkait rapat dengan kandungan pepejal, sifat bahan, urutan penyuapan dan proses pembuatan bateri litium. Pada masa ini, proses konvensional memerlukan suhu ≤30℃, kelembapan ≤25%RH, dan darjah vakum ≤-0.085mpa. Pindahkan buburan ke tangki pemindahan atau kedai cat. Selepas buburan dipindahkan keluar, ia perlu ditapis. Tujuannya adalah untuk menapis zarah besar, memendakkan dan menyingkirkan feromagnet dan bahan-bahan lain. Zarah besar akan menjejaskan salutan dan boleh menyebabkan nyahcas bateri secara berlebihan atau risiko litar pintas; terlalu banyak bahan feromagnet dalam buburan boleh menyebabkan nyahcas bateri secara berlebihan dan kecacatan lain. Keperluan proses proses pengeluaran bateri litium ini ialah: suhu ≤ 40°C, kelembapan ≤ 25% RH, saiz jejaring skrin ≤ 100 jejaring, dan saiz zarah ≤ 15um.

Elektrod negatifBahan-bahan Elektrod negatif bateri litium terdiri daripada bahan aktif, agen konduktif, pengikat dan penyebar. Pertama, sahkan bahan mentah. Sistem anod tradisional ialah proses pencampuran berasaskan air (pelarutnya ialah air ternyahion), jadi tiada keperluan pengeringan khas untuk bahan mentah. Proses pengeluaran bateri litium memerlukan kekonduksian air ternyahion menjadi ≤1us/cm2. Keperluan bengkel: suhu ≤40℃, kelembapan ≤25%RH. Sediakan gam. Selepas bahan mentah ditentukan, gam (yang terdiri daripada CMC dan air) mesti disediakan terlebih dahulu. Pada ketika ini, tuangkan grafit C dan agen konduktif ke dalam pengadun untuk pencampuran kering. Adalah disyorkan untuk tidak mengosongkan atau menghidupkan air yang beredar, kerana zarah-zarah tersebut diekstrusi, digosok dan dipanaskan semasa pencampuran kering. Kelajuan putaran adalah kelajuan rendah 15~20rpm, kitaran mengikis dan mengisar adalah 2-3 kali, dan masa selang masa adalah ≈15min. Tuangkan gam ke dalam pengadun dan mulakan penyedutan (≤-0.09mpa). Picit getah pada kelajuan rendah 15~20rpm selama 2 kali, kemudian laraskan kelajuan (kelajuan rendah 35rpm, kelajuan tinggi 1200~1500rpm), dan jalankan selama kira-kira 15min~60min mengikut proses basah setiap pengeluar. Akhir sekali, tuangkan SBR ke dalam pengisar. Pengadukan kelajuan rendah disyorkan kerana SBR ialah polimer rantai panjang. Jika kelajuan putaran terlalu pantas untuk jangka masa yang lama, rantai molekul akan mudah putus dan hilang aktiviti. Adalah disyorkan untuk mengacau pada kelajuan rendah 35-40rpm dan kelajuan tinggi 1200-1800rpm selama 10-20 minit. Uji kelikatan (2000~4000 mPa.s), saiz zarah (35um≤), kandungan pepejal (40-70%), darjah vakum dan jaringan skrin (≤100 jaringan). Nilai proses tertentu akan berbeza-beza bergantung pada sifat fizikal bahan dan proses pencampuran. Bengkel ini memerlukan suhu ≤30℃ dan kelembapan ≤25%RH. Salutan katod Proses pembuatan bateri litium merujuk kepada penyemperitan atau penyemburan buburan katod pada permukaan AB pengumpul arus aluminium, dengan ketumpatan permukaan tunggal ≈20~40 mg/cm2 (jenis bateri litium ternari). Suhu relau biasanya melebihi 4 hingga 8 knot, dan suhu pembakar setiap bahagian diselaraskan antara 95°C dan 120°C mengikut keperluan sebenar untuk mengelakkan retakan melintang dan titisan pelarut semasa keretakan pembakar. Nisbah kelajuan penggelek salutan pemindahan ialah 1.1-1.2, dan kedudukan jurang ditipiskan sebanyak 20-30um untuk mengelakkan pemadatan berlebihan pada kedudukan label disebabkan oleh tailing semasa kitaran bateri, yang boleh menyebabkan pemendakan litium. Kelembapan salutan ≤2000-3000ppm (bergantung pada bahan dan proses). Suhu elektrod positif di bengkel ialah ≤30℃ dan kelembapan ialah ≤25%. Gambarajah skematik adalah seperti berikut: Gambarajah skematik pita salutan

Yangpembuatan bateri litiumprosessalutan elektrod negatifMerujuk kepada penyemperitan atau penyemburan buburan elektrod negatif pada permukaan AB pengumpul arus kuprum. Ketumpatan permukaan tunggal ≈ 10~15 mg/cm2. Suhu relau salutan secara amnya mempunyai 4-8 bahagian (atau lebih), dan suhu pembakar setiap bahagian ialah 80℃~105℃. Ia boleh dilaraskan mengikut keperluan sebenar untuk mengelakkan retakan pembakar dan retakan melintang. Nisbah kelajuan penggelek pemindahan ialah 1.2-1.3, jurang ditipiskan 10-15um, kepekatan cat ialah ≤3000ppm, suhu elektrod negatif di bengkel ialah ≤30℃, dan kelembapan ialah ≤25%. Selepas salutan positif plat positif kering, dram perlu diselaraskan dalam masa proses. Penggelek digunakan untuk memadatkan kepingan elektrod (jisim pembalut per unit isipadu). Pada masa ini, terdapat dua kaedah penekanan elektrod positif dalam proses pembuatan bateri litium: penekanan panas dan penekanan sejuk. Berbanding dengan penekanan sejuk, penekanan panas mempunyai pemadatan yang lebih tinggi dan kadar lantunan yang lebih rendah. Walau bagaimanapun, proses penekanan sejuk agak mudah dan senang dikendalikan serta dikawal. Peralatan utama penggelek adalah untuk mencapai nilai proses berikut, ketumpatan pemadatan, kadar lantunan dan pemanjangan. Pada masa yang sama, perlu diingatkan bahawa serpihan rapuh, ketulan keras, bahan jatuh, tepi beralun, dan sebagainya tidak dibenarkan pada permukaan kepingan rod, dan retakan tidak dibenarkan di celah. Pada masa ini, suhu persekitaran bengkel: ≤23℃, kelembapan: ≤25%. Ketumpatan sebenar bahan konvensional semasa:

Pemadatan yang biasa digunakan:

Kadar lantunan: lantunan umum 2-3 μm

Pemanjangan: Lembaran elektrod positif secara amnya ≈1.002

Selepas gulungan elektrod positif selesai, langkah seterusnya adalah membahagikan keseluruhan kepingan elektrod kepada jalur kecil dengan lebar yang sama (sepadan dengan ketinggian bateri). Semasa memotong, beri perhatian kepada gerinda kepingan kutub. Adalah perlu untuk memeriksa kepingan kutub secara menyeluruh untuk gerinda dalam arah X dan Y dengan bantuan peralatan dua dimensi. Panjang gerinda membujur proses Y≤1/2 H ketebalan diafragma. Suhu ambien bengkel hendaklah ≤23℃, dan takat embun hendaklah ≤-30℃. Proses pembuatan kepingan elektrod negatif untuk kepingan elektrod negatif bateri litium adalah sama seperti elektrod positif, tetapi reka bentuk prosesnya berbeza. Suhu ambien bengkel hendaklah ≤23℃ dan kelembapan hendaklah ≤25%. Ketumpatan sebenar bahan elektrod negatif biasa:

Pemadatan elektrod negatif yang biasa digunakan: Kadar lantunan: Lantunan umum 4-8um Pemanjangan: Plat positif secara amnya ≈ 1.002 Proses pengeluaran pelucutan elektrod positif bateri litium adalah serupa dengan proses pelucutan elektrod positif, dan kedua-duanya perlu mengawal burr dalam arah X dan Y. Suhu ambien bengkel hendaklah ≤23℃, dan takat embun hendaklah ≤-30℃. Selepas plat positif sedia untuk dilucutkan, plat positif perlu dikeringkan (120°C), dan kemudian kepingan aluminium dikimpal dan dibungkus. Semasa proses ini, panjang tab dan lebar acuan perlu dipertimbangkan. Mengambil reka bentuk **650 (seperti bateri 18650) sebagai contoh, reka bentuk dengan tab terdedah terutamanya untuk mempertimbangkan kerjasama yang munasabah antara tab katod semasa kimpalan alur penutup dan gulung. Jika tab kutub terdedah terlalu lama, litar pintas mungkin mudah berlaku antara tab kutub dan cangkerang keluli semasa proses penggelek. Jika lug terlalu pendek, penutup tidak boleh dipateri. Pada masa ini, terdapat dua jenis kepala kimpalan ultrasonik: linear dan berbentuk titik. Proses domestik kebanyakannya menggunakan kepala kimpalan linear kerana pertimbangan arus lampau dan kekuatan kimpalan. Di samping itu, gam suhu tinggi digunakan untuk menutup tab pateri, terutamanya untuk mengelakkan risiko litar pintas yang disebabkan oleh gerinda logam dan serpihan logam. Suhu ambien bengkel hendaklah ≤23℃, takat embun hendaklah ≤-30℃, dan kandungan lembapan katod hendaklah ≤500-1000ppm.

Penyediaan Plat NegatifPlat negatif perlu dikeringkan (105-110°C), kemudian kepingan nikel dikimpal dan dibungkus. Panjang tab pateri dan lebar pembentukan juga perlu dipertimbangkan. Suhu ambien bengkel hendaklah ≤23℃, takat embun hendaklah ≤-30℃, dan kandungan lembapan elektrod negatif hendaklah ≤500-1000ppm. Penggulungan adalah untuk menggulung pemisah, kepingan elektrod positif dan kepingan elektrod negatif ke dalam teras besi melalui mesin penggulungan. Prinsipnya adalah untuk membalut elektrod positif dengan elektrod negatif, dan kemudian memisahkan elektrod positif dan negatif melalui pemisah. Oleh kerana elektrod negatif sistem tradisional ialah elektrod kawalan reka bentuk bateri, reka bentuk kapasiti adalah lebih tinggi daripada elektrod positif, supaya semasa pengecasan pembentukan, Li+ elektrod positif boleh disimpan di "kekosongan" elektrod negatif. Perhatian khusus perlu diberikan kepada tegangan penggulungan dan susunan kepingan tiang semasa penggulungan. Tegangan penggulungan yang terlalu kecil akan menjejaskan rintangan dalaman dan kadar penyisipan perumah. Ketegangan yang berlebihan boleh menyebabkan risiko litar pintas atau keretakan. Penjajaran merujuk kepada kedudukan relatif elektrod negatif, elektrod positif dan pemisah. Lebar elektrod negatif ialah 59.5 mm, elektrod positif ialah 58 mm dan pemisah ialah 61 mm. Ketiga-tiganya dijajarkan semasa main balik untuk mengelakkan risiko litar pintas. Ketegangan penggulungan secara amnya antara 0.08-0.15Mpa untuk kutub positif, 0.08-0.15Mpa untuk kutub negatif, 0.08-0.15Mpa untuk diafragma atas dan 0.08-0.15Mpa untuk diafragma bawah. Pelarasan khusus bergantung pada peralatan dan proses. Suhu ambien bengkel ini ialah ≤23℃, takat embun ialah ≤-30℃ dan kandungan lembapan ialah ≤500-1000ppm.

Sebelum teras bateri bersarung dipasang ke dalam bekas, ujian Hi-Pot 200~500V diperlukan (untuk menguji sama ada bateri voltan tinggi litar pintas), dan penyedutan habuk juga diperlukan untuk mengawal habuk selanjutnya sebelum dipasang di dalam bekas. Tiga titik kawalan utama bateri litium ialah kelembapan, gerinda dan habuk. Selepas proses sebelumnya selesai, masukkan gasket bawah ke bahagian bawah teras bateri, bengkokkan kepingan elektrod positif supaya permukaan menghadap lubang pin penggulungan teras bateri, dan akhirnya masukkan secara menegak ke dalam cangkerang keluli atau cangkerang aluminium. Mengambil jenis 18650 sebagai contoh, diameter luar ≈ 18mm + ketinggian ≈ 71.5mm. Apabila luas keratan rentas teras lilitan lebih kecil daripada luas keratan rentas dalam bekas keluli, kadar penyisipan bekas keluli adalah kira-kira 97% hingga 98.5%. Kerana nilai lantunan kepingan tiang dan tahap penembusan cecair semasa suntikan kemudian mesti dipertimbangkan. Proses yang sama seperti lapisan bawah permukaan termasuk pemasangan lapisan bawah atas. Suhu ambien bengkel hendaklah ≤23℃, dan takat embun hendaklah ≤-40℃.

Bergulingmemasukkan pin pateri (biasanya diperbuat daripada kuprum atau aloi) ke tengah teras pateri. Pin kimpalan yang biasa digunakan ialah Φ2.5*1.6mm, dan kekuatan kimpalan elektrod negatif hendaklah ≥12N untuk dikualifikasikan. Jika terlalu rendah, ia akan mudah menyebabkan pematerian maya dan rintangan dalaman yang berlebihan. Jika terlalu tinggi, lapisan nikel pada permukaan cangkerang keluli mudah dikimpal, mengakibatkan sambungan pateri, yang membawa kepada bahaya tersembunyi seperti karat dan kebocoran. Pemahaman mudah tentang alur bergolek adalah untuk memasang teras bateri lilitan pada selongsong tanpa gegaran. Dalam proses pembuatan bateri litium ini, perhatian khusus harus diberikan kepada pemadanan kelajuan penyemperitan melintang dan kelajuan penekanan membujur untuk mengelakkan pemotongan selongsong pada kelajuan melintang yang terlalu tinggi, dan lapisan nikel takik akan jatuh jika kelajuan membujur terlalu cepat atau ketinggian takik akan terjejas dan pengedap akan terjejas. Adalah perlu untuk menyemak sama ada nilai proses untuk kedalaman alur, sambungan dan ketinggian alur mematuhi piawaian (melalui pengiraan praktikal dan teori). Saiz hob biasa ialah 1.0, 1.2 dan 1.5 mm. Selepas alur penggelek selesai, keseluruhan mesin perlu divakum semula untuk mengelakkan serpihan logam. Darjah vakum hendaklah ≤-0.065Mpa, dan masa penyedutan vakum hendaklah 1~2s. Keperluan suhu ambien bengkel ini ialah ≤23℃, dan takat embun ialah ≤-40℃. Pembakar teras bateri Selepas kepingan bateri silinder digulung dan dialur, proses pengeluaran bateri litium seterusnya adalah sangat penting: membakar. Semasa pengeluaran sel bateri, sejumlah kelembapan tertentu diperkenalkan. Jika kelembapan tidak dapat dikawal dalam julat piawai masa, prestasi dan keselamatan bateri akan terjejas teruk. Secara amnya, ketuhar vakum automatik digunakan untuk membakar. Susun sel yang hendak dibakar dengan kemas, masukkan bahan pengering ke dalam ketuhar, tetapkan parameter, dan naikkan suhu kepada 85°C (mengambil bateri litium besi fosfat sebagai contoh). Berikut ialah piawaian pembakar untuk beberapa spesifikasi sel bateri yang berbeza:

Suntikan CecairProses pembuatan bateri litium melibatkan ujian kelembapan sel bateri yang dibakar. Hanya selepas mencapai piawaian pembakar sebelumnya, anda boleh meneruskan ke langkah seterusnya: menyuntik elektrolit. Masukkan bateri yang dibakar ke dalam kotak sarung tangan vakum dengan cepat, timbang dan catatkan beratnya, letakkan pada cawan suntikan, dan tambahkan berat elektrolit yang direka bentuk ke dalam cawan (biasanya ujian bateri yang direndam cecair dilakukan: letakkan bateri ke tengah cawan). Masukkan teras bateri ke dalam elektrolit, rendam selama tempoh masa, uji kapasiti penyerapan cecair maksimum bateri (biasanya isi cecair mengikut isipadu eksperimen), masukkan ke dalam kotak vakum untuk divakum (darjah vakum ≤ -0.09Mpa), dan percepatkan penembusan elektrolit ke dalam elektrod. Selepas beberapa kitaran, keluarkan kepingan bateri dan timbangkannya. Kira sama ada isipadu suntikan memenuhi nilai reka bentuk. Jika kurang, ia perlu diisi semula. Jika terlalu banyak, tuangkan lebihan sehingga anda memenuhi keperluan reka bentuk. Persekitaran kotak sarung tangan memerlukan suhu ≤23℃ dan takat embun ≤-45℃.

KimpalanSemasa proses pembuatan bateri litium ini, penutup bateri hendaklah diletakkan di dalam kotak sarung tangan terlebih dahulu, dan penutup bateri hendaklah dipasang pada acuan bawah mesin kimpalan super dengan sebelah tangan, dan teras bateri hendaklah dipegang dengan tangan yang sebelah lagi. Sejajarkan lug positif sel bateri dengan lug terminal penutup. Selepas mengesahkan bahawa lug terminal positif sejajar dengan lug terminal penutup, pijak mesin kimpalan ultrasonik. Kemudian pijak suis kaki mesin kimpalan. Selepas itu, unit bateri hendaklah diperiksa sepenuhnya untuk memeriksa kesan kimpalan tab pateri.

Perhatikan sama ada tab pateri sejajar.

Tarik perlahan-lahan pada tab pateri untuk melihat sama ada ia longgar.

Bateri yang penutup baterinya tidak dikimpal dengan kukuh perlu dikimpal semula.