Cù u rapidu sviluppu di ubatteria à u litiuIn l'industria, i scenarii d'applicazione di e batterie à u litiu cuntinueghjanu à espansione è diventanu un dispositivu energeticu indispensabile in a vita è u travagliu di e persone. Quandu si tratta di u prucessu di pruduzzione di i pruduttori di batterie à u litiu persunalizate, u prucessu di pruduzzione di batterie à u litiu include principalmente ingredienti, rivestimentu, laminazione, preparazione, avvolgimentu, sgusciatura, laminazione, cottura, iniezione di liquidu, saldatura, ecc. Quì sottu sò presentati i punti chjave di u prucessu di pruduzzione di batterie à u litiu. Ingredienti di l'elettrodu pusitivu L'elettrodu pusitivu di e batterie à u litiu hè cumpostu da materiali attivi, agenti conduttivi, adesivi, ecc. Prima, e materie prime sò cunfirmate è cotte. In generale, l'agente conduttivu deve esse cottu à ≈120 ℃ per 8 ore, è l'adesivu PVDF deve esse cottu à ≈80 ℃ per 8 ore. Se i materiali attivi (LFP, NCM, ecc.) necessitanu cottura è asciugatura dipende da u statu di e materie prime. Attualmente, l'officina generale di batterie à u litiu richiede una temperatura ≤40 ℃ è un'umidità ≤25% RH. Dopu chì l'asciugatura hè cumpletata, a colla PVDF (solvente PVDF, soluzione NMP) deve esse preparata in anticipu. A qualità di a colla PVDF hè critica per a resistenza interna è e prestazioni elettriche di a batteria. I fattori chì influenzanu l'applicazione di a colla includenu a temperatura è a velocità di miscelazione. Più alta hè a temperatura, più a colla ingiallirà l'adesione. Se a velocità di miscelazione hè troppu rapida, a colla pò esse facilmente danneggiata. A velocità di rotazione specifica dipende da a dimensione di u discu di dispersione. In generale, a velocità lineare di u discu di dispersione hè 10-15 m/s (secondu l'equipaggiu). In questu mumentu, u serbatoiu di miscelazione hè necessariu per accende l'acqua circulante, è a temperatura deve esse ≤30 °C.

Aghjunghjite a pasta catodica in lotti. À questu puntu, avete bisognu di fà attenzione à l'ordine di aghjunghje i materiali. Prima aghjunghjite u materiale attivu è l'agente conduttivu, mischiate pianu pianu, dopu aghjunghjite a colla. U tempu di alimentazione è u rapportu di alimentazione devenu ancu esse implementati strettamente secondu u prucessu di pruduzzione di a batteria à u litiu. Siconda, a velocità di rotazione è a velocità di rotazione di l'equipaggiu devenu esse strettamente cuntrullate. In generale, a velocità lineare di dispersione deve esse superiore à 17 m/s. Questu dipende da e prestazioni di u dispusitivu. I diversi pruduttori varianu assai. Cuntrullate ancu u vacuum è a temperatura di a miscelazione. À questu stadiu, a dimensione di e particelle è a viscosità di a pasta devenu esse rilevate regularmente. A dimensione di e particelle è a viscosità sò strettamente ligate à u cuntenutu solidu, e proprietà di u materiale, a sequenza di alimentazione è u prucessu di fabricazione di a batteria à u litiu. À questu puntu, u prucessu cunvinziunale richiede una temperatura ≤30 ℃, umidità ≤25% RH è un gradu di vacuum ≤-0.085mpa. Trasferite a pasta in un serbatoiu di trasferimentu o in un attellu di pittura. Dopu chì a pasta hè stata trasferita, deve esse filtrata. U scopu hè di filtrà e particelle grosse, precipità è rimuovere e sostanze ferromagnetiche è altre sostanze. E particelle grosse affetteranu u rivestimentu è ponu causà una scarica eccessiva di a batteria o un risicu di cortocircuitu; troppu materiale ferromagneticu in a sospensione pò causà una scarica eccessiva di a batteria è altri difetti. I requisiti di u prucessu di pruduzzione di batterie à u litiu sò: temperatura ≤ 40 ° C, umidità ≤ 25% RH, dimensione di a maglia di u schermu ≤ 100 mesh è dimensione di e particelle ≤ 15 um.

Elettrodu negativuIngredienti L'elettrodu negativu di a batteria à u litiu hè cumpostu di materiale attivu, agente conduttivu, legante è disperdente. Prima, cunfirmate e materie prime. U sistema tradiziunale di l'anodu hè un prucessu di mischju à basa d'acqua (u solvente hè acqua deionizzata), dunque ùn ci sò micca esigenze speciali di asciugatura per e materie prime. U prucessu di pruduzzione di a batteria à u litiu richiede chì a cunduttività di l'acqua deionizzata sia ≤1us/cm. Requisiti di l'attellu: temperatura ≤40 ℃, umidità ≤25% RH. Preparate a colla. Dopu chì e materie prime sò state determinate, a colla (cumposta da CMC è acqua) deve prima esse preparata. À questu puntu, versate a grafite C è l'agente conduttivu in un mixer per a mischja secca. Hè cunsigliatu di ùn aspirà o accende l'acqua circulante, perchè e particelle sò estruse, sfregate è riscaldate durante a mischja secca. A velocità di rotazione hè à bassa velocità 15 ~ 20 rpm, u ciclu di raschiatura è macinazione hè 2-3 volte, è l'intervallu di tempu hè ≈15 min. Versate a colla in u mixer è cuminciate à aspirà (≤-0.09mpa). Stringhje a gomma à una bassa velocità di 15 ~ 20 giri/min per 2 volte, poi aghjustà a velocità (bassa velocità 35 giri/min, alta velocità 1200 ~ 1500 giri/min), è fà funziunà per circa 15 min ~ 60 min secondu u prucessu umitu di ogni fabricatore. Infine, versà l'SBR in u frullatore. Si cunsiglia una agitazione à bassa velocità postu chì l'SBR hè un polimeru à catena longa. Se a velocità di rotazione hè troppu rapida per un bellu pezzu, a catena moleculare si romperà facilmente è perderà attività. Si cunsiglia di mischjà à una bassa velocità di 35-40 giri/min è una alta velocità di 1200-1800 giri/min per 10-20 minuti. Pruvà a viscosità (2000 ~ 4000 mPa.s), a dimensione di e particelle (35um ≤), u cuntenutu di solidi (40-70%), u gradu di vacuum è a maglia di u schermu (≤ 100 mesh). I valori specifici di u prucessu varieranu secondu e proprietà fisiche di u materiale è u prucessu di miscelazione. L'attellu richiede una temperatura ≤ 30 ℃ è una umidità ≤ 25% RH. Rivestimentu di u catodu U prucessu di fabricazione di a batteria à u litiu si riferisce à l'estrusione o à a spruzzatura di a pasta catodica nantu à a superficia AB di u cullettore di corrente in aluminiu, cù una densità di superficia unica di ≈20 ~ 40 mg / cm2 (tipu di batteria à u litiu ternaria). A temperatura di u fornu hè generalmente sopra à 4 à 8 nodi, è a temperatura di cottura di ogni sezione hè aghjustata trà 95 ° C è 120 ° C secondu i bisogni effettivi per evità crepe trasversali è gocciolamentu di solvente durante a cottura di cracking. U rapportu di velocità di u rullu di rivestimentu di trasferimentu hè 1.1-1.2, è a pusizione di u spaziu hè diluita di 20-30 um per evità una cumpattazione eccessiva di a pusizione di l'etichetta per via di a coda durante u ciclu di a batteria, chì pò purtà à precipitazione di u litiu. Umidità di u rivestimentu ≤2000-3000 ppm (secondu u materiale è u prucessu). A temperatura di l'elettrodu pusitivu in l'officina hè ≤30 ℃ è l'umidità hè ≤25%. U diagramma schematicu hè u seguente: Diagramma schematicu di u nastro di rivestimentu.

Ufabricazione di batterie à u litiuprucessu dirivestimentu di l'elettrodu negativusi riferisce à l'estrusione o à a spruzzatura di una pasta d'elettrodu negativu nantu à a superficia AB di u cullettore di corrente di rame. Densità di una sola superficia ≈ 10 ~ 15 mg / cm2. A temperatura di u fornu di rivestimentu hà generalmente 4-8 sezioni (o più), è a temperatura di cottura di ogni sezione hè 80 ℃ ~ 105 ℃. Pò esse aghjustata secondu i bisogni effettivi per evità crepe di cottura è crepe trasversali. U rapportu di velocità di u rullu di trasferimentu hè 1,2-1,3, u spaziu hè diluitu 10-15 um, a cuncentrazione di pittura hè ≤3000 ppm, a temperatura di l'elettrodu negativu in l'officina hè ≤30 ℃, è l'umidità hè ≤25%. Dopu chì u rivestimentu pusitivu di a piastra pusitiva si asciuga, u tamburu deve esse allineatu in u tempu di prucessu. U rullu hè adupratu per cumpattà u fogliu di l'elettrodu (a massa di u rivestimentu per unità di vulume). Attualmente, ci sò dui metudi di pressatura di l'elettrodu pusitivu in u prucessu di fabricazione di batterie à u litiu: pressatura à caldu è pressatura à fretu. In paragone cù a pressatura à fretu, a pressatura à caldu hà una cumpattazione più alta è una velocità di rimbalzu più bassa. Tuttavia, u prucessu di pressatura à fretu hè relativamente simplice è faciule da operà è cuntrullà. L'equipaggiu principale di u rullu hè di ottene i seguenti valori di prucessu, densità di cumpattazione, velocità di rimbalzu è allungamentu. À u listessu tempu, si deve nutà chì i trucioli fragili, i grumi duri, i materiali caduti, i bordi ondulati, ecc. ùn sò micca permessi nantu à a superficia di u pezzu di verga, è e rotture ùn sò micca permesse in i spazii. À questu tempu, a temperatura di l'ambiente di u laboratoriu: ≤23 ℃, umidità: ≤25%. A vera densità di i materiali cunvinziunali attuali:

Compattazione cumunamente aduprata:

Frequenza di rimbalzu: rimbalzu generale 2-3 μm

Allungamentu: A foglia d'elettrodu pusitiva hè generalmente ≈1.002

Dopu chì u rotulu di l'elettrodu pusitivu hè cumpletu, u prossimu passu hè di dividisce tuttu u pezzu di l'elettrodu in piccule strisce di a listessa larghezza (currispondente à l'altezza di a batteria). Quandu si taglia, fate attenzione à e bave di u pezzu polare. Hè necessariu ispezionà cumpletamente i pezzi polari per e bave in e direzzione X è Y cù l'aiutu di un equipagiu bidimensionale. Lunghezza di a bava longitudinale di u prucessu Y≤1/2 H spessore di u diafragma. A temperatura ambiente di l'officina deve esse ≤23 ℃, è u puntu di rugiada deve esse ≤-30 ℃. U prucessu di fabricazione di fogli di elettrodi negativi per i fogli di elettrodi negativi di a batteria à u litiu hè u listessu chè quellu di l'elettrodi pusitivi, ma u cuncepimentu di u prucessu hè diversu. A temperatura ambiente di l'officina deve esse ≤23 ℃ è l'umidità deve esse ≤25%. Vera densità di i materiali cumuni di l'elettrodi negativi:

Compattazione di l'elettrodu negativu cumunemente usata: Velocità di rimbalzu: Rimbalzu generale 4-8um Allungamentu: Piastra pusitiva generalmente ≈ 1.002 U prucessu di pruduzzione di a spugliatura di l'elettrodu pusitivu di a batteria à u litiu hè simile à u prucessu di spugliatura di l'elettrodu pusitivu, è tramindui anu bisognu di cuntrullà e bave in e direzzione X è Y. A temperatura ambiente di l'officina deve esse ≤23 ℃, è u puntu di rugiada deve esse ≤-30 ℃. Dopu chì a piastra pusitiva hè pronta per esse spugliata, a piastra pusitiva deve esse asciugata (120 ° C), è dopu a foglia d'aluminiu hè saldata è imballata. Durante questu prucessu, a lunghezza di a linguetta è a larghezza di u stampaggio devenu esse cunsiderate. Pigliendu u disignu **650 (cum'è a batteria 18650) cum'è esempiu, u disignu cù linguette esposte hè principalmente per cunsiderà a cuuperazione ragionevule di e linguette di u catodu durante a saldatura di u cappucciu è di a scanalatura di rullu. Se e linguette di u polu sò esposte per troppu tempu, un cortu circuitu pò accade facilmente trà e linguette di u polu è a carcassa d'acciaiu durante u prucessu di laminazione. Se u lug hè troppu cortu, u cappucciu ùn pò esse saldatu. Attualmente, ci sò dui tipi di teste di saldatura à ultrasoni: lineari è in forma di puntu. I prucessi domestichi utilizanu soprattuttu teste di saldatura lineari per via di cunsiderazioni di sovracorrente è forza di saldatura. Inoltre, a colla à alta temperatura hè aduprata per copre e linguette di saldatura, principalmente per evità u risicu di corti circuiti causati da bave metalliche è detriti metallichi. A temperatura ambiente di l'officina deve esse ≤23 ℃, u puntu di rugiada deve esse ≤-30 ℃, è u cuntenutu di umidità di u catodu deve esse ≤500-1000 ppm.

Preparazione di a piastra negativaA piastra negativa deve esse asciutta (105-110°C), dopu i fogli di nichel sò saldati è imballati. A lunghezza di a linguetta di saldatura è a larghezza di furmazione devenu ancu esse cunsiderate. A temperatura ambiente di l'attellu deve esse ≤23℃, u puntu di rugiada deve esse ≤-30℃, è u cuntenutu di umidità di l'elettrodu negativu deve esse ≤500-1000ppm. L'avvolgimentu hè di avvolge u separatore, u fogliu di l'elettrodu pusitivu è u fogliu di l'elettrodu negativu in un core di ferru attraversu una macchina di avvolgimentu. U principiu hè di avvolge l'elettrodu pusitivu cù l'elettrodu negativu, è dopu separà l'elettrodi pusitivi è negativi attraversu un separatore. Siccomu l'elettrodu negativu di u sistema tradiziunale hè l'elettrodu di cuntrollu di u disignu di a batteria, u disignu di capacità hè più altu di quellu di l'elettrodu pusitivu, in modu chì durante a carica di furmazione, u Li+ di l'elettrodu pusitivu pò esse almacenatu in u "vacu" di l'elettrodu negativu. Una attenzione particulare deve esse prestata à a tensione di l'avvolgimentu è à a disposizione di u pezzu polare durante l'avvolgimentu. Una tensione di l'avvolgimentu troppu chjuca influenzerà a resistenza interna è a velocità di inserzione di l'alloghju. Una tensione eccessiva pò purtà à u risicu di cortocircuitu o scheggiatura. L'allineamentu si riferisce à a pusizione relativa di l'elettrodu negativu, l'elettrodu pusitivu è u separatore. A larghezza di l'elettrodu negativu hè 59,5 mm, l'elettrodu pusitivu hè 58 mm è u separatore hè 61 mm. I trè sò allineati durante a riproduzione per evità u risicu di corti circuiti. A tensione di l'avvolgimentu hè generalmente trà 0,08-0,15 Mpa per u polu pusitivu, 0,08-0,15 Mpa per u polu negativu, 0,08-0,15 Mpa per u diafragma superiore è 0,08-0,15 Mpa per u diafragma inferiore. L'aghjustamenti specifichi dipendenu da l'attrezzatura è da u prucessu. A temperatura ambiente di questu attellu hè ≤23 ℃, u puntu di rugiada hè ≤-30 ℃ è u cuntenutu di umidità hè ≤500-1000 ppm.

Prima di stallà u core di a batteria incassatu in u casu, hè necessariu un test Hi-Pot di 200 ~ 500V (per verificà se a batteria à alta tensione hè in cortocircuitu), è hè ancu necessariu l'aspirazione per cuntrullà ulteriormente a polvere prima di esse stallata in u casu. I trè punti di cuntrollu principali di e batterie à u litiu sò l'umidità, e bave è a polvere. Dopu chì u prucessu precedente hè cumpletatu, inserite a guarnizione inferiore in u fondu di u core di a batteria, piegate u fogliu di l'elettrodu pusitivu in modu chì a superficia sia rivolta versu u foru di l'avvolgimentu di u core di a batteria, è infine inseritelu verticalmente in u gusciu d'acciaio o in u gusciu d'aluminiu. Pigliendu u tipu 18650 cum'è esempiu, u diametru esternu ≈ 18 mm + altezza ≈ 71,5 mm. Quandu l'area di a sezione trasversale di u core avvoltu hè più chjuca di l'area di a sezione trasversale interna di u casu d'acciaio, a velocità d'inserzione di u casu d'acciaio hè di circa 97% à 98,5%. Perchè u valore di rimbalzu di u pezzu polare è u gradu di penetrazione di u liquidu durante l'iniezione successiva devenu esse cunsiderati. U listessu prucessu cum'è u sottostratu superficiale include l'assemblea di u sottostratu superiore. A temperatura ambiente di l'attellu deve esse ≤23 ℃, è u puntu di rugiada deve esse ≤-40 ℃.

Rullaturainserisce un pin di saldatura (di solitu fattu di rame o lega) in u centru di u core di saldatura. I pin di saldatura cumunimenti usati sò Φ2.5 * 1.6 mm, è a forza di saldatura di l'elettrodu negativu deve esse ≥12N per esse qualificatu. S'ellu hè troppu bassu, pruvucarà facilmente una saldatura virtuale è una resistenza interna eccessiva. S'ellu hè troppu altu, hè faciule saldà u stratu di nichel nantu à a superficia di a carcassa d'acciaio, risultendu in giunti di saldatura, purtendu à periculi nascosti cum'è ruggine è perdite. A simplice capiscitura di a scanalatura di rullatura hè di fissà u core di a batteria avvolta nantu à l'involucru senza scuzzulà. In u prucessu di fabricazione di sta batteria à u litiu, una attenzione particulare deve esse prestata à a currispundenza di a velocità di estrusione trasversale è a velocità di pressatura longitudinale per evità di taglià l'involucru à una velocità trasversale troppu alta, è u stratu di nichel di a tacca cascherà se a velocità longitudinale hè troppu veloce o l'altezza di a tacca serà affettata è a sigillatura serà affettata. Hè necessariu verificà se i valori di prucessu per a prufundità di a scanalatura, l'estensione è l'altezza di a scanalatura rispettanu i standard (per mezu di calculi pratichi è teorichi). E dimensioni cumuni di i piani di cottura sò 1,0, 1,2 è 1,5 mm. Dopu chì a scanalatura di laminazione hè cumpletata, tutta a macchina deve esse aspirata di novu per evità detriti metallichi. U gradu di vacuum deve esse ≤-0,065Mpa, è u tempu di vacuum deve esse 1 ~ 2s. I requisiti di temperatura ambiente di questu attellu sò ≤23 ℃, è u puntu di rugiada hè ≤-40 ℃. Cottura di u core di a batteria Dopu chì i fogli cilindrici di a batteria sò stati laminati è scanalati, u prossimu prucessu di pruduzzione di batterie à u litiu hè assai impurtante: a cottura. Durante a pruduzzione di e cellule di a batteria, una certa quantità di umidità hè introdutta. Se l'umidità ùn pò esse cuntrullata in u range standard in u tempu, e prestazioni è a sicurezza di a batteria saranu seriamente affettate. In generale, un fornu à vacuum automaticu hè adupratu per a cottura. Dispone e cellule da coce ordinatamente, mette l'essiccante in u fornu, stabilisce i parametri è alza a temperatura à 85 ° C (pigliendu batterie à fosfatu di ferru di litiu cum'è esempiu). I seguenti sò i standard di cottura per parechje specifiche diverse di e cellule di batteria:

Iniezione di liquiduU prucessu di fabricazione di batterie à u litiu implica una prova di umidità di e cellule di batteria cotte. Solu dopu avè righjuntu i standard di cottura precedenti pudete passà à u passu prossimu: iniezione di l'elettrolitu. Mette rapidamente e batterie cotte in a scatula di guanti à vuoto, pesate è registrate u pesu, mette a tazza d'iniezione è aghjunghje u pesu previstu di l'elettrolitu in a tazza (di solitu si esegue una prova di batteria immersa in liquidu: mette a batteria in u centru di a tazza). Mette u core di a batteria in l'elettrolitu, immergelu per un periudu di tempu, testate a capacità massima di assorbimentu di liquidu di a batteria (di solitu riempite u liquidu secondu u vulume sperimentale), mettelu in una scatula à vuoto per aspirà (gradu di vuoto ≤ -0.09Mpa) è accelerate a penetrazione di l'elettrolitu in l'elettrodu. Dopu parechji cicli, cacciate i pezzi di a batteria è pesateli. Calculate se u vulume di iniezione risponde à u valore di cuncepimentu. S'ellu hè menu, deve esse rifornitu. S'ellu ci hè troppu, basta à versà l'eccessu finu à chì ùn soddisfate micca i requisiti di cuncepimentu. L'ambiente di a scatula di guanti richiede una temperatura ≤23 ℃ è un puntu di rugiada ≤ -45 ℃.

SaldaturaDurante stu prucessu di fabricazione di batterie à u litiu, u coperchiu di a batteria deve esse piazzatu in a scatula di guanti in anticipu, è u coperchiu di a batteria deve esse fissatu nantu à u stampu inferiore di a macchina di super saldatura cù una manu, è u core di a batteria deve esse tenutu cù l'altra manu. Allineate u terminale pusitivu di a cellula di a batteria cù u terminale di u coperchiu. Dopu avè cunfirmatu chì u terminale pusitivu hè allinatu cù u terminale di u tappu, mette u pede nantu à a macchina di saldatura à ultrasoni. Dopu, mette u pede nantu à l'interruttore à pedale di a macchina di saldatura. Dopu, l'unità di batteria deve esse cumpletamente ispezionata per verificà l'effettu di saldatura di e linguette di saldatura.

Osservate se e linguette di saldatura sò allineate.

Tirate delicatamente a linguetta di saldatura per vede s'ella hè allentata.

E batterie chì u so coperchio ùn hè micca saldatu fermamente devenu esse risaldate.