Met die vinnige ontwikkeling van dielitiumbatteryIn die bedryf brei die toepassingscenario's van litiumbatterye steeds uit en word dit 'n onontbeerlike energietoestel in mense se lewens en werk. Wat die produksieproses van pasgemaakte litiumbatteryvervaardigers betref, sluit die litiumbatteryproduksieproses hoofsaaklik bestanddele, bedekking, velle, voorbereiding, wikkeling, dopmaak, rol, bak, vloeistofinspuiting, sweiswerk, ens. in. Die volgende stel die sleutelpunte van die litiumbatteryproduksieproses voor. Positiewe elektrodebestanddele Die positiewe elektrode van litiumbatterye bestaan ​​uit aktiewe materiale, geleidende middels, kleefmiddels, ens. Eerstens word die grondstowwe bevestig en gebak. Oor die algemeen moet die geleidende middel vir 8 uur by ≈120 ℃ gebak word, en die kleefmiddel PVDF moet vir 8 uur by ≈80 ℃ gebak word. Of aktiewe materiale (LFP, NCM, ens.) gebak en gedroog moet word, hang af van die toestand van die grondstowwe. Tans vereis die algemene litiumbatterywerkswinkel 'n temperatuur ≤40 ℃ en 'n humiditeit ≤25% RH. Nadat die droging voltooi is, moet PVDF-gom (PVDF-oplosmiddel, NMP-oplossing) vooraf voorberei word. Die kwaliteit van PVDF-gom is krities vir die interne weerstand en elektriese werkverrigting van die battery. Faktore wat gomtoediening beïnvloed, sluit in temperatuur en roerspoed. Hoe hoër die temperatuur, hoe vergeling van die gom sal die adhesie beïnvloed. As die mengspoed te vinnig is, kan die gom maklik beskadig word. Die spesifieke rotasiespoed hang af van die grootte van die dispersieskyf. Oor die algemeen is die lineêre spoed van die dispersieskyf 10-15 m/s (afhangende van die toerusting). Op hierdie tydstip moet die mengtenk die sirkulerende water aanskakel, en die temperatuur moet ≤30°C wees.

Voeg die katode-slurry in bondels by. Op hierdie stadium moet jy aandag gee aan die volgorde van die byvoeging van materiale. Voeg eers die aktiewe materiaal en geleidende middel by, roer stadig, en voeg dan die gom by. Die voedingstyd en voedingsverhouding moet ook streng geïmplementeer word volgens die litiumbatteryproduksieproses. Tweedens moet die rotasiespoed en rotasiespoed van die toerusting streng beheer word. Oor die algemeen moet die dispersie lineêre spoed bo 17 m/s wees. Dit hang af van die werkverrigting van die toestel. Verskillende vervaardigers verskil baie. Beheer ook die vakuum en temperatuur van die mengproses. Op hierdie stadium moet die deeltjiegrootte en viskositeit van die slurry gereeld gemeet word. Die deeltjiegrootte en viskositeit is nou verwant aan die vastestofinhoud, materiaaleienskappe, voedingsvolgorde en die litiumbatteryvervaardigingsproses. Op hierdie stadium vereis die konvensionele proses 'n temperatuur ≤30 ℃, humiditeit ≤25% RH, en vakuumgraad ≤-0.085 mpa. Plaas die slurry oor na 'n oordragtenk of verfwinkel. Nadat die slurry oorgedra is, moet dit gesif word. Die doel is om groot deeltjies te filter, te presipiteer en ferromagnetiese en ander stowwe te verwyder. Groot deeltjies sal die laag beïnvloed en kan oormatige selfontlading van die battery of die risiko van kortsluiting veroorsaak; te veel ferromagnetiese materiaal in die slurry kan oormatige selfontlading van die battery en ander defekte veroorsaak. Die prosesvereistes van hierdie litiumbatteryproduksieproses is: temperatuur ≤ 40°C, humiditeit ≤ 25% RH, sifmaasgrootte ≤ 100 maas, en deeltjiegrootte ≤ 15um.

Negatiewe elektrodebestanddele Die negatiewe elektrode van litiumbattery bestaan ​​uit aktiewe materiaal, geleidende middel, bindmiddel en dispergeermiddel. Bevestig eers die grondstowwe. Die tradisionele anodestelsel is 'n watergebaseerde mengproses (die oplosmiddel is gedeïoniseerde water), dus is daar geen spesiale droogvereistes vir die grondstowwe nie. Die litiumbatteryproduksieproses vereis dat die geleidingsvermoë van gedeïoniseerde water ≤1us/cm moet wees. Werkswinkelvereistes: temperatuur ≤40 ℃, humiditeit ≤25%RH. Berei gom voor. Nadat die grondstowwe bepaal is, moet die gom (saamgestel uit CMC en water) eers voorberei word. Gooi op hierdie stadium die grafiet C en geleidende middel in 'n menger vir droë meng. Dit word aanbeveel om nie te stofsuig of sirkulerende water aan te skakel nie, want die deeltjies word tydens droë meng geëxtrudeer, gevryf en verhit. Die rotasiespoed is lae spoed 15~20rpm, die skraap- en maalsiklus is 2-3 keer, en die intervaltyd is ≈15min. Gooi die gom in die menger en begin stofsuig (≤-0.09mpa). Druk die rubber twee keer teen 'n lae spoed van 15~20rpm, pas dan die spoed aan (lae spoed 35rpm, hoë spoed 1200~1500rpm), en laat dit vir ongeveer 15min~60min loop volgens die nat proses van elke vervaardiger. Gooi die SBR laastens in die menger. Lae spoed roering word aanbeveel aangesien SBR 'n langkettingpolimeer is. As die rotasiespoed vir 'n lang tyd te vinnig is, sal die molekulêre ketting maklik breek en aktiwiteit verloor. Dit word aanbeveel om teen 'n lae spoed van 35-40rpm en 'n hoë spoed van 1200-1800rpm vir 10-20 minute te roer. Toets viskositeit (2000~4000 mPa.s), deeltjiegrootte (35um≤), vastestofinhoud (40-70%), vakuumgraad en sifgaas (≤100 maas). Spesifieke proseswaardes sal wissel na gelang van die fisiese eienskappe van die materiaal en die mengproses. Die werkswinkel benodig 'n temperatuur ≤30℃ en 'n humiditeit ≤25%RH. Katodelaagbedekking Die vervaardigingsproses van litiumbatterye verwys na die ekstrudering of bespuiting van die katode-slurry op die AB-oppervlak van die aluminiumstroomkollektor, met 'n enkele oppervlakdigtheid van ≈20~40 mg/cm2 (ternêre litiumbatterytipe). Die oondtemperatuur is gewoonlik bo 4 tot 8 knope, en die baktemperatuur van elke afdeling word aangepas tussen 95°C en 120°C volgens werklike behoeftes om dwarskrake en oplosmiddeldruppels tydens bakkrake te vermy. Die oordragbedekkingsrol se spoedverhouding is 1.1-1.2, en die gapingposisie word met 20-30um verdun om oormatige verdigting van die etiketposisie as gevolg van stertvorming tydens batterysiklus te vermy, wat tot litiumneerslag kan lei. Bedekkingsvog ≤2000-3000ppm (afhangende van die materiaal en proses). Die positiewe elektrodetemperatuur in die werkswinkel is ≤30℃ en die humiditeit is ≤25%. Die skematiese diagram is soos volg: Skematiese diagram van bedekkingsband

Dievervaardiging van litiumbatteryeproses vannegatiewe elektrodebedekkingverwys na die ekstrudering of bespuiting van negatiewe elektrodeslurry op die AB-oppervlak van die koperstroomkollektor. Enkeloppervlakdigtheid ≈ 10~15 mg/cm2. Die temperatuur van die bedekkingsoond het gewoonlik 4-8 ​​afdelings (of meer), en die baktemperatuur van elke afdeling is 80℃~105℃. Dit kan aangepas word volgens werklike behoeftes om bakskeure en dwarsskeure te vermy. Die oordragrolspoedverhouding is 1.2-1.3, die gaping word met 10-15um verdun, die verfkonsentrasie is ≤3000ppm, die negatiewe elektrodetemperatuur in die werkswinkel is ≤30℃, en die humiditeit is ≤25%. Nadat die positiewe laag van die positiewe plaat droog is, moet die drom binne die prosestyd in lyn gebring word. Die roller word gebruik om die elektrodevel te kompakteer (die massa van die verband per volume-eenheid). Tans is daar twee positiewe elektrode-persmetodes in die litiumbatteryvervaardigingsproses: warmpersing en koue persing. In vergelyking met koue persing, het warmpersing hoër kompaktering en 'n laer terugslagkoers. Die koue persproses is egter relatief eenvoudig en maklik om te gebruik en te beheer. Die hooftoerusting van die roller is om die volgende proseswaardes te bereik, naamlik verdigtingsdigtheid, terugslagtempo en verlenging. Terselfdertyd moet daarop gelet word dat bros skyfies, harde klonte, gevalle materiale, golwende rande, ens. nie op die oppervlak van die staafstuk toegelaat word nie, en breekplekke word nie in die gapings toegelaat nie. Op die oomblik is die werkswinkelomgewingtemperatuur: ≤23℃, humiditeit: ≤25%. Die ware digtheid van huidige konvensionele materiale:

Algemeen gebruikte verdigting:

Terugslagkoers: algemene terugslag 2-3 μm

Verlenging: Positiewe elektrodevel is oor die algemeen ≈1.002

Nadat die positiewe elektrode-rol voltooi is, is die volgende stap om die hele elektrodestuk in klein repies van dieselfde breedte te verdeel (wat ooreenstem met die hoogte van die battery). Let op die brame van die poolstuk wanneer jy sny. Dit is nodig om die poolstukke deeglik te inspekteer vir brame in die X- en Y-rigtings met behulp van tweedimensionele toerusting. Longitudinale braamlengte proses Y≤1/2 H diafragma dikte. Die omgewingstemperatuur van die werkswinkel moet ≤23℃ wees, en die doupunt moet ≤-30℃ wees. Die vervaardigingsproses van negatiewe elektrodevelle vir litiumbattery-negatiewe elektrodevelle is dieselfde as dié van positiewe elektrodes, maar die prosesontwerp is anders. Die omgewingstemperatuur van die werkswinkel moet ≤23℃ wees en die humiditeit moet ≤25% wees. Ware digtheid van algemene negatiewe elektrodemateriale:

Algemeen gebruikte negatiewe elektrodeverdigting: Terugslagtempo: Algemene terugslag 4-8um Verlenging: Positiewe plaat oor die algemeen ≈ 1.002 Die produksieproses van litiumbattery positiewe elektrode-stroop is soortgelyk aan die positiewe elektrode-stroopproses, en beide moet die brame in die X- en Y-rigtings beheer. Die omgewingstemperatuur van die werkswinkel moet ≤23℃ wees, en die doupunt moet ≤-30℃ wees. Nadat die positiewe plaat gereed is om gestroop te word, moet die positiewe plaat gedroog word (120°C), en dan word die aluminiumplaat gesweis en verpak. Tydens hierdie proses moet die liplengte en gietwydte in ag geneem word. As ons die **650-ontwerp (soos die 18650-battery) as voorbeeld neem, is die ontwerp met blootgestelde lippe hoofsaaklik om die redelike samewerking van die katode-lippe tydens die dop- en rolgroefsweising in ag te neem. As die poollippe te lank blootgestel word, kan 'n kortsluiting maklik tussen die poollippe en die staaldop tydens die rolproses ontstaan. As die lug te kort is, kan die dop nie gesoldeer word nie. Tans is daar twee tipes ultrasoniese sweiskoppe: lineêr en puntvormig. Huishoudelike prosesse gebruik meestal lineêre sweiskoppe as gevolg van oorwegings van oorstroom en sweissterkte. Daarbenewens word hoëtemperatuurgom gebruik om die soldeerlippies te bedek, hoofsaaklik om die risiko van kortsluitings wat deur metaalbrame en metaalrommel veroorsaak word, te vermy. Die omgewingstemperatuur van die werkswinkel moet ≤23 ℃ wees, die doupunt moet ≤-30 ℃ wees, en die katodevoginhoud moet ≤500-1000 dpm wees.

Voorbereiding van negatiewe plaatDie negatiewe plaat moet gedroog word (105-110°C), dan word die nikkelplate gesweis en verpak. Die lengte en vormwydte van die soldeerlip moet ook in ag geneem word. Die omgewingstemperatuur van die werkswinkel moet ≤23℃ wees, die doupunt moet ≤-30℃ wees, en die voginhoud van die negatiewe elektrode moet ≤500-1000ppm wees. Wikkeling is om die skeier, positiewe elektrodevel en negatiewe elektrodevel deur 'n wikkelmasjien in 'n ysterkern te wikkel. Die beginsel is om die positiewe elektrode met die negatiewe elektrode toe te draai, en dan die positiewe en negatiewe elektrodes deur 'n skeier te skei. Aangesien die negatiewe elektrode van die tradisionele stelsel die beheerelektrode van die batteryontwerp is, is die kapasiteitsontwerp hoër as dié van die positiewe elektrode, sodat die Li+ van die positiewe elektrode tydens die vorming van die laai in die "vakature" van die negatiewe elektrode gestoor kan word. Spesiale aandag moet gegee word aan die wikkelspanning en poolstukrangskikking tydens wikkeling. Te klein wikkelspanning sal die interne weerstand en die invoegingstempo van die behuising beïnvloed. Oormatige spanning kan lei tot die risiko van kortsluiting of afskilfering. Belyning verwys na die relatiewe posisie van die negatiewe elektrode, positiewe elektrode en skeidingsstuk. Die breedte van die negatiewe elektrode is 59.5 mm, die positiewe elektrode is 58 mm en die skeidingsstuk is 61 mm. Die drie word tydens terugspeel in lyn gebring om die risiko van kortsluitings te vermy. Die wikkelspanning is gewoonlik tussen 0.08-0.15 MPa vir die positiewe pool, 0.08-0.15 MPa vir die negatiewe pool, 0.08-0.15 MPa vir die boonste diafragma en 0.08-0.15 MPa vir die onderste diafragma. Spesifieke aanpassings hang af van die toerusting en proses. Die omgewingstemperatuur van hierdie werkswinkel is ≤23 ℃, die doupunt is ≤-30 ℃ en die voginhoud is ≤500-1000 dpm.

Voordat die omhulde batterykern in die omhulsel geïnstalleer word, is 'n Hi-Pot-toets van 200~500V nodig (om te toets of die hoëspanningsbattery kortgesluit is), en stofsuig is ook nodig om stof verder te beheer voordat dit in die omhulsel geïnstalleer word. Die drie belangrikste beheerpunte van litiumbatterye is vog, brame en stof. Nadat die vorige proses voltooi is, plaas die onderste pakking in die onderkant van die batterykern, buig die positiewe elektrodevel sodat die oppervlak na die batterykernwikkeling se gaatjie wys, en plaas dit uiteindelik vertikaal in die staaldop of aluminiumdop. As ons tipe 18650 as voorbeeld neem, is die buitenste deursnee ≈ 18 mm + hoogte ≈ 71.5 mm. Wanneer die deursnee-area van die wikkelkern kleiner is as die binneste deursnee-area van die staalomhulsel, is die invoegingstempo van die staalomhulsel ongeveer 97% tot 98.5%. Omdat die terugslagwaarde van die poolstuk en die mate van vloeistofpenetrasie tydens latere inspuiting in ag geneem moet word. Dieselfde proses as die oppervlakonderlaag sluit die montering van die boonste onderlaag in. Die omgewingstemperatuur van die werkswinkel moet ≤23 ℃ wees, en die doupunt moet ≤-40 ℃ wees.

Rolplaas 'n soldeerpen (gewoonlik van koper of allooi) in die middel van die soldeerkern. Algemeen gebruikte sweispenne is Φ2.5*1.6mm, en die sweissterkte van die negatiewe elektrode moet ≥12N wees om gekwalifiseerd te wees. As dit te laag is, sal dit maklik virtuele soldering en oormatige interne weerstand veroorsaak. As dit te hoog is, is dit maklik om die nikkellaag op die oppervlak van die staalskulp af te sweis, wat lei tot soldeerverbindings, wat lei tot verborge gevare soos roes en lekkasie. Die eenvoudige begrip van rolgroef is om die gewikkelde batterykern op die omhulsel vas te maak sonder om te skud. In die vervaardigingsproses van hierdie litiumbattery moet spesiale aandag gegee word aan die ooreenstemming van die transversale ekstrusiespoed en die longitudinale persspoed om te verhoed dat die omhulsel teen 'n te hoë transversale spoed gesny word, en die nikkellaag van die kerf sal afval as die longitudinale spoed te vinnig is of die hoogte van die kerf sal beïnvloed word en die verseëling sal beïnvloed word. Dit is nodig om te kontroleer of die proseswaardes vir groefdiepte, uitbreiding en groefhoogte aan die standaarde voldoen (deur praktiese en teoretiese berekeninge). Algemene kookplaatgroottes is 1.0, 1.2 en 1.5 mm. Nadat die rolgroef voltooi is, moet die hele masjien weer gestofsuig word om metaalrommel te vermy. Die vakuumgraad moet ≤-0.065Mpa wees, en die stofsuigtyd moet 1~2s wees. Die omgewingstemperatuurvereistes van hierdie werkswinkel is ≤23℃, en die doupunt is ≤-40℃. Batterykernbak Nadat die silindriese batteryvelle gerol en gegroef is, is die volgende litiumbatteryproduksieproses baie belangrik: bak. Tydens die produksie van batteryselle word 'n sekere hoeveelheid vog ingebring. As die vog nie binne die standaardreeks betyds beheer kan word nie, sal die werkverrigting en veiligheid van die battery ernstig beïnvloed word. Oor die algemeen word 'n outomatiese vakuumoond vir bak gebruik. Rangskik die selle wat gebak moet word netjies, plaas die droogmiddel in die oond, stel die parameters in en verhoog die temperatuur tot 85°C (neem litiumysterfosfaatbatterye as voorbeeld). Die volgende is die bakstandaarde vir verskeie verskillende spesifikasies van batteryselle:

VloeistofinspuitingDie vervaardigingsproses van litiumbatterye behels die humiditeitstoetsing van die gebakte batteryselle. Slegs nadat die vorige bakstandaarde bereik is, kan jy voortgaan na die volgende stap: die inspuiting van die elektroliet. Plaas die gebakte batterye vinnig in die vakuumhandskoenkas, weeg en teken die gewig aan, plaas dit op die inspuitbeker en voeg die ontwerpte gewig van die elektroliet by die beker (gewoonlik word 'n vloeistof-gedompelde batterytoets uitgevoer: plaas die battery in die middel van die beker). Plaas die batterykern in die elektroliet, week dit vir 'n tydperk, toets die maksimum vloeistofabsorpsiekapasiteit van die battery (vul gewoonlik die vloeistof volgens die eksperimentele volume), plaas dit in 'n vakuumkas om te vakuum (vakuumgraad ≤ -0.09Mpa), en versnel die penetrasie van die elektroliet in die elektrode. Na 'n paar siklusse, verwyder die batterystukke en weeg hulle. Bereken of die inspuitvolume aan die ontwerpwaarde voldoen. Indien dit minder is, moet dit aangevul word. Indien daar te veel is, gooi net die oortollige af totdat jy aan die ontwerpvereistes voldoen. Die handskoenkas-omgewing vereis temperatuur ≤23℃ en doupunt ≤-45℃.

SweisingTydens hierdie litiumbatteryvervaardigingsproses moet die batterydeksel vooraf in die handskoenkas geplaas word, en die batterydeksel moet met een hand op die onderste vorm van die supersweismasjien vasgemaak word, en die batterykern moet met die ander hand vasgehou word. Rig die positiewe aansluiting van die batterysel met die aansluitingsaansluiting van die deksel. Nadat u bevestig het dat die positiewe aansluitingsaansluiting in lyn is met die aansluitingsaansluiting van die kap, trap op die ultrasoniese sweismasjien. Trap dan op die sweismasjien se voetskakelaar. Daarna moet die batteryeenheid volledig geïnspekteer word om die sweiseffek van die soldeerlippies na te gaan.

Let op of die soldeerlippies in lyn is.

Trek liggies aan die soldeerlip om te sien of dit los is.

Batterye waarvan die batterydeksel nie stewig vasgesweis is nie, moet weer vasgesweis word.