Me zhvillimin e shpejtë tëbateri litiumiNë industri, skenarët e aplikimit të baterive të litiumit vazhdojnë të zgjerohen dhe të bëhen një pajisje e domosdoshme energjie në jetën dhe punën e njerëzve. Kur bëhet fjalë për procesin e prodhimit të prodhuesve të baterive të litiumit të personalizuara, procesi i prodhimit të baterive të litiumit përfshin kryesisht përbërësit, veshjen, fletët, përgatitjen, mbështjelljen, predhat, rrotullimin, pjekjen, injektimin e lëngjeve, saldimin, etj. Më poshtë prezantohen pikat kryesore të procesit të prodhimit të baterive të litiumit. Përbërësit e elektrodës pozitive Elektroda pozitive e baterive të litiumit përbëhet nga materiale aktive, agjentë përçues, ngjitës, etj. Së pari, lëndët e para konfirmohen dhe piqen. Në përgjithësi, agjenti përçues duhet të piqet në ≈120℃ për 8 orë, dhe ngjitësi PVDF duhet të piqet në ≈80℃ për 8 orë. Nëse materialet aktive (LFP, NCM, etj.) kërkojnë pjekje dhe tharje varet nga gjendja e lëndëve të para. Aktualisht, punishtja e përgjithshme e baterive të litiumit kërkon temperaturë ≤40℃ dhe lagështi ≤25%RH. Pas përfundimit të tharjes, zam PVDF (tretës PVDF, tretësirë ​​NMP) duhet të përgatitet paraprakisht. Cilësia e ngjitësit PVDF është kritike për rezistencën e brendshme dhe performancën elektrike të baterisë. Faktorët që ndikojnë në aplikimin e ngjitësit përfshijnë temperaturën dhe shpejtësinë e përzierjes. Sa më e lartë të jetë temperatura, zverdhja e ngjitësit do të ndikojë në ngjitje. Nëse shpejtësia e përzierjes është shumë e lartë, ngjitësi mund të dëmtohet lehtë. Shpejtësia specifike e rrotullimit varet nga madhësia e diskut të shpërndarjes. Në përgjithësi, shpejtësia lineare e diskut të shpërndarjes është 10-15m/s (në varësi të pajisjes). Në këtë kohë, rezervuari i përzierjes duhet të ndezë ujin qarkullues dhe temperatura duhet të jetë ≤30°C.

Shtoni lëngun e katodës në grupe. Në këtë kohë, duhet t'i kushtoni vëmendje renditjes së shtimit të materialeve. Së pari shtoni materialin aktiv dhe agjentin përçues, përzieni ngadalë, pastaj shtoni ngjitësin. Koha e ushqyerjes dhe raporti i ushqyerjes duhet gjithashtu të zbatohen në mënyrë strikte sipas procesit të prodhimit të baterive të litiumit. Së dyti, shpejtësia e rrotullimit dhe shpejtësia e rrotullimit të pajisjeve duhet të kontrollohen rreptësisht. Në përgjithësi, shpejtësia lineare e shpërndarjes duhet të jetë mbi 17m/s. Kjo varet nga performanca e pajisjes. Prodhues të ndryshëm ndryshojnë shumë. Gjithashtu kontrolloni vakumin dhe temperaturën e përzierjes. Në këtë fazë, madhësia e grimcave dhe viskoziteti i lëngut duhet të zbulohen rregullisht. Madhësia e grimcave dhe viskoziteti janë të lidhura ngushtë me përmbajtjen e ngurtë, vetitë e materialit, sekuencën e ushqyerjes dhe procesin e prodhimit të baterive të litiumit. Në këtë kohë, procesi konvencional kërkon temperaturë ≤30℃, lagështi ≤25%RH dhe shkallë vakumi ≤-0.085mpa. Transferoni lëngun e thatë në një rezervuar transferimi ose në një punishte bojërash. Pasi lëngu i thatë të jetë transferuar, ai duhet të sitet. Qëllimi është të filtrohen grimcat e mëdha, të precipitohen dhe të hiqen substancat ferromagnetike dhe të tjera. Grimcat e mëdha do të ndikojnë në veshje dhe mund të shkaktojnë vetëshkarkim të tepërt të baterisë ose rrezik për qark të shkurtër; shumë material ferromagnetik në lëng mund të shkaktojë vetëshkarkim të tepërt të baterisë dhe defekte të tjera. Kërkesat e procesit të këtij procesi prodhimi të baterive litium janë: temperatura ≤ 40°C, lagështia ≤ 25% RH, madhësia e rrjetës së sitës ≤ 100 mesh dhe madhësia e grimcave ≤ 15um.

Elektrodë negativePërbërësit Elektroda negative e baterisë së litiumit përbëhet nga material aktiv, agjent përçues, lidhës dhe shpërndarës. Së pari, konfirmoni lëndët e para. Sistemi tradicional i anodës është një proces përzierjeje me bazë uji (tretësi është ujë i dejonizuar), kështu që nuk ka kërkesa të veçanta tharjeje për lëndët e para. Procesi i prodhimit të baterisë së litiumit kërkon që përçueshmëria e ujit të dejonizuar të jetë ≤1us/cm. Kërkesat e punishtes: temperatura ≤40℃, lagështia ≤25%RH. Përgatitni ngjitësin. Pasi të jenë përcaktuar lëndët e para, duhet së pari të përgatitet ngjitësi (i përbërë nga CMC dhe ujë). Në këtë pikë, derdhni grafitin C dhe agjentin përçues në një mikser për përzierje të thatë. Rekomandohet të mos përdoret me vakum ose të mos ndizni ujin që qarkullon, sepse grimcat nxirren, fërkohen dhe nxehen gjatë përzierjes së thatë. Shpejtësia e rrotullimit është me shpejtësi të ulët 15~20rpm, cikli i gërvishtjes dhe bluarjes është 2-3 herë, dhe koha e intervalit është ≈15min. Derdhni ngjitësin në mikser dhe filloni vakumimin (≤-0.09mpa). Shtrydhni gomën me një shpejtësi të ulët prej 15~20 rpm për 2 herë, pastaj rregulloni shpejtësinë (shpejtësi e ulët 35 rpm, shpejtësi e lartë 1200~1500 rpm) dhe lëreni të veprojë për rreth 15min~60min sipas procesit të lagësht të secilit prodhues. Së fundmi, derdhni SBR në blender. Rekomandohet përzierje me shpejtësi të ulët pasi SBR është një polimer me zinxhir të gjatë. Nëse shpejtësia e rrotullimit është shumë e lartë për një kohë të gjatë, zinxhiri molekular do të thyhet lehtë dhe do të humbasë aktivitetin. Rekomandohet përzierja me një shpejtësi të ulët prej 35-40 rpm dhe një shpejtësi të lartë prej 1200-1800 rpm për 10-20 minuta. Testoni viskozitetin (2000~4000 mPa.s), madhësinë e grimcave (35um≤), përmbajtjen e ngurta (40-70%), shkallën e vakumit dhe rrjetën e sitës (≤100 mesh). Vlerat specifike të procesit do të ndryshojnë në varësi të vetive fizike të materialit dhe procesit të përzierjes. Punishtja kërkon temperaturë ≤30℃ dhe lagështi ≤25%RH. Veshje katodike Procesi i prodhimit të baterive të litiumit i referohet nxjerrjes ose spërkatjes së llumit të katodës në sipërfaqen AB të kolektorit të rrymës së aluminit, me një dendësi të vetme sipërfaqësore prej ≈20~40 mg/cm2 (lloji i baterisë trevjeçare të litiumit). Temperatura e furrës është përgjithësisht mbi 4 deri në 8 nyje, dhe temperatura e pjekjes së secilës seksion rregullohet midis 95°C dhe 120°C sipas nevojave aktuale për të shmangur çarjet tërthore dhe pikimin e tretësit gjatë çarjeve të pjekjes. Raporti i shpejtësisë së rulit të veshjes së transferimit është 1.1-1.2, dhe pozicioni i boshllëkut hollohet me 20-30um për të shmangur ngjeshjen e tepërt të pozicionit të etiketës për shkak të bishtit gjatë ciklit të baterisë, gjë që mund të çojë në reshje të litiumit. Lagështia e veshjes ≤2000-3000ppm (në varësi të materialit dhe procesit). Temperatura e elektrodës pozitive në punishte është ≤30℃ dhe lagështia është ≤25%. Diagrami skematik është si më poshtë: Diagrami skematik i shiritit të veshjes

I/E/Të/Tëprodhimi i baterive të litiumitprocesi iveshja e elektrodës negativeI referohet nxjerrjes ose spërkatjes së slurit të elektrodës negative në sipërfaqen AB të kolektorit të rrymës së bakrit. Dendësia e një sipërfaqeje të vetme ≈ 10~15 mg/cm2. Temperatura e furrës së veshjes në përgjithësi ka 4-8 seksione (ose më shumë), dhe temperatura e pjekjes së secilit seksion është 80℃~105℃. Mund të rregullohet sipas nevojave aktuale për të shmangur çarjet e pjekjes dhe çarjet tërthore. Raporti i shpejtësisë së rulit të transferimit është 1.2-1.3, boshllëku hollohet 10-15um, përqendrimi i bojës është ≤3000ppm, temperatura e elektrodës negative në punishte është ≤30℃, dhe lagështia është ≤25%. Pasi veshja pozitive e pllakës pozitive të thahet, tamburi duhet të rreshtohet brenda kohës së procesit. Ruli përdoret për të ngjeshur fletën e elektrodës (masa e veshjes për njësi vëllimi). Aktualisht, ekzistojnë dy metoda të presimit të elektrodës pozitive në procesin e prodhimit të baterive të litiumit: presimi i nxehtë dhe presimi i ftohtë. Krahasuar me presimin e ftohtë, presimi i nxehtë ka ngjeshje më të lartë dhe shkallë më të ulët të rikthimit. Megjithatë, procesi i presimit në të ftohtë është relativisht i thjeshtë dhe i lehtë për t’u përdorur dhe kontrolluar. Pajisjet kryesore të rulit janë të arrijnë vlerat e mëposhtme të procesit, dendësinë e ngjeshjes, shkallën e rikthimit dhe zgjatjen. Në të njëjtën kohë, duhet të theksohet se nuk lejohen copëza të brishta, gunga të forta, materiale të rëna, skaje të valëzuara etj., në sipërfaqen e copës së shufrës, dhe nuk lejohen thyerje në boshllëqe. Në këtë kohë, temperatura e mjedisit të punishtes: ≤23℃, lagështia: ≤25%. Dendësia e vërtetë e materialeve konvencionale aktuale:

Kompaktimi i përdorur zakonisht:

Shkalla e rikthimit: rikthimi i përgjithshëm 2-3 μm

Zgjatimi: Fleta pozitive e elektrodës është përgjithësisht ≈1.002

Pasi të përfundojë rrotullimi i elektrodës pozitive, hapi tjetër është ndarja e të gjithë copës së elektrodës në shirita të vegjël me të njëjtën gjerësi (që korrespondon me lartësinë e baterisë). Gjatë prerjes, kushtojini vëmendje gërvishtjeve të copës së poleve. Është e nevojshme të inspektohen në mënyrë të plotë copat e poleve për gërvishtje në drejtimet X dhe Y me ndihmën e pajisjeve dy-dimensionale. Gjatësia gjatësore e gërvishtjeve procesi Y≤1/2 H trashësia e diafragmës. Temperatura e ambientit të punishtes duhet të jetë ≤23℃, dhe pika e vesës duhet të jetë ≤-30℃. Procesi i prodhimit të fletëve të elektrodës negative për fletët e elektrodës negative të baterisë së litiumit është i njëjtë me atë të elektrodave pozitive, por dizajni i procesit është i ndryshëm. Temperatura e ambientit të punishtes duhet të jetë ≤23℃ dhe lagështia duhet të jetë ≤25%. Dendësia e vërtetë e materialeve të zakonshme të elektrodës negative:

Ngjeshja e elektrodës negative e përdorur zakonisht: Shkalla e rikthimit: Rikthimi i përgjithshëm 4-8um Zgjatimi: Pllaka pozitive në përgjithësi ≈ 1.002 Procesi i prodhimit të zhveshjes së elektrodës pozitive të baterisë së litiumit është i ngjashëm me procesin e zhveshjes së elektrodës pozitive, dhe të dy duhet të kontrollojnë gërvishtjet në drejtimet X dhe Y. Temperatura e ambientit të punishtes duhet të jetë ≤23℃, dhe pika e vesës duhet të jetë ≤-30℃. Pasi pllaka pozitive të jetë gati për t'u zhveshur, pllaka pozitive duhet të thahet (120°C), dhe më pas fleta e aluminit saldohet dhe paketohet. Gjatë këtij procesi, duhet të merren në konsideratë gjatësia e fletëve dhe gjerësia e formës. Duke marrë si shembull modelin **650 (siç është bateria 18650), dizajni me fletë të ekspozuara është kryesisht për të marrë në konsideratë bashkëpunimin e arsyeshëm të fletëve të katodës gjatë saldimit me kapak dhe kanal rrotullues. Nëse fletët e poleve janë të ekspozuara për shumë kohë, një qark i shkurtër mund të ndodhë lehtësisht midis fletëve të poleve dhe guaskës së çelikut gjatë procesit të rrotullimit. Nëse gryka është shumë e shkurtër, kapaku nuk mund të bashkohet me kallaj. Aktualisht, ekzistojnë dy lloje kokash saldimi me ultratinguj: lineare dhe në formë pikash. Proceset shtëpiake përdorin kryesisht koka saldimi lineare për shkak të konsideratave të mbingarkesës dhe forcës së saldimit. Përveç kësaj, ngjitës me temperaturë të lartë përdoret për të mbuluar fletët e saldimit, kryesisht për të shmangur rrezikun e qarqeve të shkurtra të shkaktuara nga gërvishtjet metalike dhe mbeturinat metalike. Temperatura e ambientit të punishtes duhet të jetë ≤23℃, pika e vesës duhet të jetë ≤-30℃ dhe përmbajtja e lagështisë së katodës duhet të jetë ≤500-1000ppm.

Përgatitja e pllakës negativePllaka negative duhet të thahet (105-110°C), pastaj fletët e nikelit bashkohen dhe paketohen. Gjatësia e fletës së saldimit dhe gjerësia e formimit gjithashtu duhet të merren në konsideratë. Temperatura e ambientit të punishtes duhet të jetë ≤23℃, pika e vesës duhet të jetë ≤-30℃, dhe përmbajtja e lagështisë së elektrodës negative duhet të jetë ≤500-1000ppm. Mbështjellja është për të mbështjellë ndarësin, fletën e elektrodës pozitive dhe fletën e elektrodës negative në një bërthamë hekuri përmes një makine mbështjellëse. Parimi është të mbështillni elektrodën pozitive me elektrodën negative, dhe pastaj të ndani elektrodat pozitive dhe negative përmes një ndarësi. Meqenëse elektroda negative e sistemit tradicional është elektroda e kontrollit të dizajnit të baterisë, dizajni i kapacitetit është më i lartë se ai i elektrodës pozitive, në mënyrë që gjatë karikimit të formimit, Li+ i elektrodës pozitive të mund të ruhet në "boshllëkun" e elektrodës negative. Vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet tensionit të mbështjelljes dhe rregullimit të pjesës së poleve gjatë mbështjelljes. Tensioni shumë i vogël i mbështjelljes do të ndikojë në rezistencën e brendshme dhe shkallën e futjes së strehimit. Tensioni i tepërt mund të çojë në rrezikun e qarkut të shkurtër ose çarjes. Rreshtimi i referohet pozicionit relativ të elektrodës negative, elektrodës pozitive dhe ndarësit. Gjerësia e elektrodës negative është 59.5 mm, e elektrodës pozitive është 58 mm dhe e ndarësit është 61 mm. Të treja janë të rreshtuara gjatë riprodhimit për të shmangur rrezikun e qarqeve të shkurtra. Tensioni i mbështjelljes është përgjithësisht midis 0.08-0.15Mpa për polin pozitiv, 0.08-0.15Mpa për polin negativ, 0.08-0.15Mpa për diafragmën e sipërme dhe 0.08-0.15Mpa për diafragmën e poshtme. Rregullimet specifike varen nga pajisjet dhe procesi. Temperatura e ambientit të kësaj punishteje është ≤23℃, pika e vesës është ≤-30℃ dhe përmbajtja e lagështisë është ≤500-1000ppm.

Përpara se bërthama e baterisë me kuti të instalohet në kuti, kërkohet një test Hi-Pot prej 200~500V (për të testuar nëse bateria me tension të lartë është në qark të shkurtër), dhe gjithashtu kërkohet pastrim me vakum për të kontrolluar më tej pluhurin para se të instalohet në kuti. Tre pikat kryesore të kontrollit të baterive të litiumit janë lagështia, gërvishtjet dhe pluhuri. Pasi të përfundojë procesi i mëparshëm, futni guarnicionin e poshtëm në pjesën e poshtme të bërthamës së baterisë, përkulni fletën e elektrodës pozitive në mënyrë që sipërfaqja të jetë përballë vrimës së dredhjes së bërthamës së baterisë dhe së fundmi futeni atë vertikalisht në guaskën e çelikut ose guaskën e aluminit. Duke marrë si shembull tipin 18650, diametri i jashtëm ≈ 18 mm + lartësia ≈ 71.5 mm. Kur sipërfaqja e prerjes tërthore të bërthamës së mbështjellë është më e vogël se sipërfaqja e prerjes tërthore të brendshme të kutisë së çelikut, shkalla e futjes së kutisë së çelikut është afërsisht 97% deri në 98.5%. Sepse vlera e rikthimit të pjesës poliare dhe shkalla e depërtimit të lëngut gjatë injektimit të mëvonshëm duhet të merren në konsideratë. I njëjti proces si në shtresën sipërfaqësore përfshin montimin e shtresës së sipërme të poshtme. Temperatura e ambientit të punishtes duhet të jetë ≤23℃, dhe pika e vesës duhet të jetë ≤-40℃.

RrotullimiFutet një kunj saldimi (zakonisht i bërë prej bakri ose aliazh) në mes të bërthamës së saldimit. Kunjat e saldimit që përdoren zakonisht janë Φ2.5*1.6 mm, dhe forca e saldimit të elektrodës negative duhet të jetë ≥12N për t'u kualifikuar. Nëse është shumë e ulët, do të shkaktojë lehtësisht bashkim virtual dhe rezistencë të tepërt të brendshme. Nëse është shumë e lartë, është e lehtë të saldohet shtresa e nikelit në sipërfaqen e guaskës së çelikut, duke rezultuar në nyje saldimi, duke çuar në rreziqe të fshehura si ndryshku dhe rrjedhja. Kuptimi i thjeshtë i brazdës rrotulluese është të fiksohet bërthama e mbështjellë e baterisë në kuti pa u tundur. Në procesin e prodhimit të kësaj baterie litiumi, vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet përputhjes së shpejtësisë së nxjerrjes tërthore dhe shpejtësisë së shtypjes gjatësore për të shmangur prerjen e kutisë me një shpejtësi shumë të lartë tërthore, dhe shtresa e nikelit e prerjes do të bjerë nëse shpejtësia gjatësore është shumë e shpejtë ose lartësia e prerjes do të ndikohet dhe vulosja do të ndikohet. Është e nevojshme të kontrollohet nëse vlerat e procesit për thellësinë e brazdës, zgjatjen dhe lartësinë e brazdës përputhen me standardet (me anë të llogaritjeve praktike dhe teorike). Madhësitë e zakonshme të sobës janë 1.0, 1.2 dhe 1.5 mm. Pasi të përfundojë brazda e rrotullimit, e gjithë makina duhet të pastrohet përsëri me fshesë me korrent për të shmangur mbeturinat metalike. Shkalla e vakumit duhet të jetë ≤-0.065Mpa dhe koha e thithjes me fshesë duhet të jetë 1~2s. Kërkesat për temperaturën e ambientit të kësaj punishteje janë ≤23℃ dhe pika e vesës është ≤-40℃. Pjekja e bërthamës së baterisë Pasi fletët cilindrike të baterisë të jenë mbështjellë dhe të brazduara, procesi tjetër i prodhimit të baterive të litiumit është shumë i rëndësishëm: pjekja. Gjatë prodhimit të qelizave të baterive, futet një sasi e caktuar lagështie. Nëse lagështia nuk mund të kontrollohet brenda intervalit standard kohor, performanca dhe siguria e baterisë do të preken seriozisht. Në përgjithësi, për pjekje përdoret një furrë automatike me vakum. Renditni qelizat që do të piqen me kujdes, vendosni tharësen në furrë, vendosni parametrat dhe rrisni temperaturën në 85°C (duke marrë si shembull bateritë e litiumit dhe fosfatit të hekurit). Më poshtë janë standardet e pjekjes për disa specifikime të ndryshme të qelizave të baterive:

Injeksion i lëngshëmProcesi i prodhimit të baterive të litiumit përfshin testimin e lagështisë së qelizave të baterive të pjekura. Vetëm pasi të keni arritur standardet e mëparshme të pjekjes, mund të vazhdoni me hapin tjetër: injektimi i elektrolitit. Vendosni shpejt bateritë e pjekura në kutinë e dorezave me vakum, peshoni dhe regjistroni peshën, vendosni gotën e injektimit dhe shtoni peshën e projektuar të elektrolitit në gotë (zakonisht kryhet një test baterie i zhytur në lëng: vendosni baterinë në mesin e gotës). Vendosni bërthamën e baterisë në elektrolit, lëreni të zhytet për një periudhë kohore, testoni kapacitetin maksimal të thithjes së lëngut të baterisë (zakonisht mbushni lëngun sipas vëllimit eksperimental), vendoseni në një kuti vakumi për të vakumuar (shkalla e vakumit ≤ -0.09Mpa) dhe përshpejtoni depërtimin e elektrolitit në elektrodë. Pas disa cikleve, hiqni copat e baterisë dhe peshojini ato. Llogaritni nëse vëllimi i injektimit përputhet me vlerën e projektuar. Nëse është më i vogël, duhet të rimbushet. Nëse ka shumë, thjesht derdhni tepricën derisa të përmbushni kërkesat e projektimit. Mjedisi i kutisë së dorezave kërkon temperaturë ≤23℃ dhe pikë vese ≤-45℃.

SaldimGjatë këtij procesi prodhimi të baterisë litium, kapaku i baterisë duhet të vendoset paraprakisht në kutinë e dorezave dhe kapaku i baterisë duhet të fiksohet në formën e poshtme të makinës së super saldimit me njërën dorë, dhe bërthama e baterisë duhet të mbahet me dorën tjetër. Vendosni pllakën pozitive të qelizës së baterisë me pllakën e terminalit të kapakut. Pasi të keni konfirmuar që pllakën e terminalit pozitiv është e vendosur me pllakën e terminalit të kapakut, shkelni në makinën e saldimit me ultratinguj. Pastaj shkelni në çelësin e këmbës së makinës së saldimit. Më pas, njësia e baterisë duhet të inspektohet plotësisht për të kontrolluar efektin e saldimit të fletëve të saldimit.

Vëreni nëse fletët e saldimit janë të rreshtuara.

Tërhiqeni butësisht skedën e saldimit për të parë nëse është e lirshme.

Bateritë, kapaku i të cilave nuk është ngjitur fort, duhet të risaldohen.