No novo campo de energia de hoje, as baterias de lítio-íons desempenham um papel fundamental. Seu processo de produção envolve numerosos procedimentos complexos. Da fabricação de células ao conjunto da bateria, cada etapa é crucial para o desempenho, a segurança e a confiabilidade da bateria. Hoje, vamos nos aprofundar neste processo misterioso e crucial de produção de bateria.
Fabricação de células: construção meticulosa
1. Preparação de chorume de materiais ativos - processo de mistura
A primeira etapa na produção de bateria é a mistura. Os materiais ativos (pó), ligante e aditivo condutor são uniformemente misturados em uma pasta uniforme com um solvente em um misturador de vácuo. Esta etapa requer controle de precisão das proporções de matéria -prima, etapas de mistura com tempos de ajuste e durações de mistura. O ambiente de produção e o espaço de trabalho requerem controle de poeira no nível de uma oficina estéril e sem poeira de nível médico. Isso garante a qualidade da pasta e a taxa de aprovação do produto acabado.
2. Classificando a pasta na folha de cobre - processo de revestimento
O revestimento da peça de pólo é um processo que envolve revestimento uniforme da pasta uniformemente misturada no coletor atual enquanto seca o solvente orgânico na pasta. Isso requer precisão e velocidade extremamente alta. A consistência do revestimento afeta diretamente o desempenho da bateria; Um revestimento inconsistente fará com que o desempenho da bateria caia. O controle da temperatura de secagem de revestimento, densidade da superfície do revestimento, tamanho do revestimento e espessura do revestimento afetará a qualidade, a capacidade e a consistência da bateria, bem como os riscos potenciais de segurança. Além disso, ao revestir a folha de cobre, é crucial garantir que não haja partículas, lâminas ou poeira incluídos no processo de revestimento para evitar riscos de segurança.
3. Rolando fino para moldar a base da célula - rolando e corte
Os processos de rolamento e corte são extremamente importantes na fabricação de baterias de lítio ultrafinas. O conceito fundamental envolvido é a aplicação de pressão uniforme e controlada através de um sistema de rolamento altamente projetado para criar camadas uniformes e compactadas de materiais ativos, aditivos condutores etc., em um colecionador atual (por exemplo, papel alumínio ou papel alumínio de cobre). Ao mesmo tempo, o mecanismo de corte pode cortar de forma limpa a peça de pólo de forma síncrona durante o processo de rolamento, cumprindo os padrões de tamanho especificado, garantindo assim que toda unidade de peça de pólo seja produzida com as mesmas especificações e padrões de qualidade.
A chave para fornecer pedaços de pólo de qualidade durante o processo de rolagem é gerenciar e controlar a pressão do rolamento. A qualidade do equipamento de corte afetará significativamente os resultados de corte e a qualidade da borda. Deve -se notar também que uma pequena quantidade de poeira e objetos estranhos serão produzidos como parte dos processos de rolamento e corte. Se a poeira e os materiais estranhos forem incorporados aos materiais de peça de pólo que compõem as folhas de eletrodos, poderão surgir problemas de desempenho, incluindo o potencial de curto -en em série interna na bateria, tendo um impacto drástico e perigoso no desempenho geral e na segurança da bateria. Consequentemente, haverá uma necessidade do equipamento da linha de montagem de pacote de bateria de íons de lítio para incluir um sistema eficaz de coleta de poeira, com regulamentos para processos de limpeza e ambientes de produção controlados para garantir folhas de peças de pólo carregadas, enquanto produzidas com precisão, são produzidas limpas de qualquer material estranho e partículas de poeira.
4. Formando o "embrião" dos processos de enrolamento e empilhamento de células
O enrolamento refere -se ao processo em que uma combinação de separadores e peças de pólo é enrolada em uma forma cilíndrica (ou qualquer outra forma), em série ou paralela, com uma ordem específica, para criar um "protótipo" nua, enquanto gerencia e controla a tensão, a velocidade de ambos os produtos e a construção geral. O principal recurso do Bare Cell ou Prototype é criar um caminho de corrente contínua que auxilie no movimento de íons, além de permitir o uso da anisotropia de materiais para ajudar a aumentar a densidade geral da energia. Existem desafios para o enrolamento, como a possibilidade de concentração de tensão de borda que afeta a vida útil do ciclo e a falta de sinuca, impactando a consistência e a segurança do desempenho.
O empilhamento refere-se à pilha alternada de peças e separadores de poste em camadas, posicionadas e orientadas exatamente com ligação de alta qualidade de cada camada possível usando equipamentos projetados para correspondência. As duas vantagens principais do empilhamento são a possibilidade de uma longa vida útil do ciclo e a capacidade de projetar a forma e o tamanho da célula a ser projetado, se necessário. Os principais desafios do empilhamento são a velocidade de produção potencialmente menor e o potencial de mais pontos de solda nas guias.
O enrolamento e o empilhamento são métodos importantes para criar a estrutura central da célula e ambos afetam significativamente o desempenho. Ambos os métodos têm características e cenários exclusivos para a produção de células, e ambos têm instruções para perspectivas técnicas e aprimoradas da tecnologia de produção.
Processo de enrolamento:
Dentro da cadeia de produção de baterias de íons de lítio, a linha de montagem para uma bateria opera como uma artéria com precisão, enquanto o processo de enrolamento serve como um artesão altamente qualificado. Ele assume um papel fundamental em que a folha de eletrodo positiva, a folha de eletrodo negativa e a membrana separadora são magistralmente combinados de maneira crítica. Nas etapas gerais do processo do conjunto da bateria, ele molda a forma embrionária da célula da bateria corretamente, estabelecendo uma base sólida para a construção de uma bateria de íons de lítio totalmente funcional e eficiente.
Este processo apresenta uma etapa -chave no nascimento da célula. Ele se reúne as peças de pólo e as membranas separadoras adequadamente preparadas em uma configuração e sequência específicas, como tecer uma energia bem enrolada "casulo". Isso estabelece a estrutura básica da bateria para o carregamento e descarga subsequentes.
O equipamento de enrolamento adota um processo de automação avançado e pode controlar com precisão a velocidade, a tensão e o alinhamento do enrolamento. O equipamento de enrolamento também contém um dispositivo de inspeção visual do CCD, que pode determinar automaticamente e, finalmente, a colocação geral da peça do pólo, sobreposição da membrana separadora e diâmetro do enrolamento, entre vários outros parâmetros, em tempo real.
5. Remoção da umidade e ativação da vida - assar e injetar
O processo de cozimento é necessário para eliminar a umidade da célula da bateria. O processo de cozimento utiliza alta temperatura para expulsar a umidade. Expelir a umidade sem permitir que ela reaja com o eletrólito e afete o desempenho da bateria, a temperatura controlada, o tempo, a umidade e o fluxo de ar são utilizados com um forno que atua como massa térmica, permitindo efetivamente um estado estável para assar e depois conduzir os outros processos. No geral, o cozimento ajudará a diminuir a auto-descarga, aumentar e promover a vida útil do ciclo.
O processo de injeção eletrolítica (formação) ocorre em um ambiente limpo e possui um sistema de medição de alto volume e velocidade a ser usado durante o processo de injeção. Um solvente orgânico contendo sais de lítio é injetado na bateria celular, convertendo essencialmente a célula da bateria de uma unidade passiva em uma unidade ativa com armazenamento de energia e recursos de liberação. O eletrólito é o meio para o movimento de íons; Portanto, a composição eletrolítica terá um impacto no desempenho eletroquímico da bateria. Parte do processo é otimizar o filme SEI por meio de reações com o material do eletrodo incorporado após a injetada do material do eletrólito, levando o desempenho da bateria para o próximo nível.
Os processos de cozimento e injeção estão trabalhando distintamente em conjunto entre si ao mesmo tempo. São elementos-chave para manter baterias de alto desempenho, vida útil longa, desempenho de segurança e são essenciais para a qualidade da produção de bateria.
6. Abrindo o armário da extremidade da célula da bateria e dando os primeiros passos para a viagem de energia da bateria - processo de formação e classificação
Formas. Abrindo o armário para a extremidade da célula da bateria e inicia a viagem de energia da bateria.
Objetivo central do processo de formação.
O processo de formação é um link-chave na produção de baterias de íons de lítio. Seu principal objetivo é criar um filme de SEI na superfície do eletrodo negativo durante o primeiro ciclo de descarga de carga. O filme SEI tem excelentes habilidades de proteção. Ao estabelecer o filme SEI, a reação indesejável possivelmente entre o eletrólito e o material do eletrodo negativo é suprimido, ao restabelecer o desempenho eletroquímico. Além disso, o filme SEI também está estabelecendo um canal estável para a inserção e extração de íons de lítio, a fim de estabelecer operação de energia estável e eficaz durante os ciclos de alta carga de carga.
O processo de implementação e pontos importantes do processo de formação
O processo de formação é normalmente realizado em equipamentos de formação dedicados, que podem controlar com precisão parâmetros como a corrente de carregamento e descarga, tensão e tempo. Durante o processo de formação, a célula da bateria é carregada usando uma corrente relativamente pequena no início, que gradualmente permite que os íons lítio se movam do eletrodo positivo para o eletrodo negativo. Durante a migração, o solvente e o sal de lítio do eletrólito passam por uma reação de redução na superfície do eletrodo negativo para produzir um filme de SEI, que amadurece gradualmente. É importante limitar cuidadosamente o limite de tensão superior enquanto carrega a bateria para evitar danos na estrutura da bateria interna, bem como problemas de segurança devido à sobrecarga. Por exemplo, o limite superior de uma bateria de íon de lítio geralmente é mantido entre 4,2V e 4,35V durante o estágio de carregamento. Depois que o carregamento estiver concluído, a célula da bateria passará por uma operação de descarga. Durante a operação de descarga, a tensão de corte e a corrente de descarga precisam ser controladas rigorosamente. O processo de descarga ajudará a estabilizar ainda mais a estrutura do filme SEI que foi formado anteriormente e permite estabelecer o desempenho inicial da célula da bateria. Todo o processo de formação pode ocorrer em vários ciclos de descarga de carga para garantir que a qualidade e o desempenho do filme SEI sejam otimizados. Além disso, o controle da temperatura durante a formação também é importante, normalmente dentro da janela de temperatura de 25 ° C e 45 ° C. Uma temperatura moderada auxilia em reações suaves e melhora a uniformidade da qualidade do filme SEI.
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