A gyors fejlődéssel alítium akkumulátorAz iparágban a lítium akkumulátorok alkalmazási lehetőségei folyamatosan bővülnek, és nélkülözhetetlen energiaforrássá válnak az emberek életében és munkájában. Az egyedi lítium akkumulátorgyártók gyártási folyamata során a lítium akkumulátorok gyártási folyamata főként az összetevőket, a bevonást, a lemezelést, az előkészítést, a tekercselést, a héjazást, a hengerlést, a sütést, a folyadékbefecskendezést, a hegesztést stb. foglalja magában. Az alábbiakban bemutatjuk a lítium akkumulátorok gyártási folyamatának főbb pontjait. Pozitív elektróda összetevői A lítium akkumulátorok pozitív elektródája aktív anyagokból, vezetőképes anyagokból, ragasztókból stb. áll. Először a nyersanyagokat megerősítik és kiégetik. Általánosságban elmondható, hogy a vezetőképes anyagot ≈120℃-on 8 órán át, a PVDF ragasztót pedig ≈80℃-on 8 órán át kell sütni. Az, hogy az aktív anyagok (LFP, NCM stb.) sütést és szárítást igényelnek-e, a nyersanyagok állapotától függ. Jelenleg az általános lítium akkumulátorgyártó műhely ≤40℃ hőmérsékletet és ≤25% relatív páratartalmat igényel. A szárítás befejezése után előre elő kell készíteni a PVDF ragasztót (PVDF oldószer, NMP oldat). A PVDF ragasztó minősége kritikus fontosságú az akkumulátor belső ellenállása és elektromos teljesítménye szempontjából. A ragasztó felvitelét befolyásoló tényezők közé tartozik a hőmérséklet és a keverési sebesség. Minél magasabb a hőmérséklet, a ragasztó sárgulása befolyásolja a tapadást. Ha a keverési sebesség túl gyors, a ragasztó könnyen megsérülhet. A fajlagos forgási sebesség a diszpergáló tárcsa méretétől függ. Általánosságban elmondható, hogy a diszpergáló tárcsa lineáris sebessége 10-15 m/s (a berendezéstől függően). Ekkor a keverőtartálynak be kell kapcsolnia a keringtetett vizet, és a hőmérsékletnek ≤30°C-nak kell lennie.

A katódszuszpenziót részletekben kell hozzáadni. Ekkor figyelni kell az anyagok hozzáadásának sorrendjére. Először adjuk hozzá az aktív anyagot és a vezetőképes anyagot, lassan keverjük el, majd adjuk hozzá a ragasztót. Az adagolási időt és az adagolási arányt is szigorúan be kell tartani a lítium akkumulátor gyártási folyamatának megfelelően. Másodszor, a berendezés forgási sebességét és forgási sebességét szigorúan ellenőrizni kell. Általánosságban elmondható, hogy a diszperziós lineáris sebességnek 17 m/s felett kell lennie. Ez az eszköz teljesítményétől függ. A különböző gyártók nagyban eltérnek egymástól. A keverés vákuumát és hőmérsékletét is ellenőrizni kell. Ebben a szakaszban rendszeresen ellenőrizni kell a szuszpenzió részecskeméretét és viszkozitását. A részecskeméret és a viszkozitás szorosan összefügg a szilárdanyag-tartalommal, az anyagtulajdonságokkal, az adagolási sorrenddel és a lítium akkumulátor gyártási folyamatával. Ekkor a hagyományos eljárás ≤30 ℃ hőmérsékletet, ≤25% relatív páratartalmat és ≤-0,085 mpa vákuumfokozatot igényel. A szuszpenziót átemelő tartályba vagy festőműhelybe kell vinni. Miután a szuszpenziót kitöltöttük, át kell szűrni. A cél a nagy részecskék szűrése, a ferromágneses és egyéb anyagok kicsapása és eltávolítása. A nagy részecskék befolyásolhatják a bevonatot, és az akkumulátor túlzott önkisülését vagy rövidzárlat kockázatát okozhatják; a túl sok ferromágneses anyag a zagyban az akkumulátor túlzott önkisülését és egyéb hibákat okozhat. A lítium akkumulátor gyártási folyamatának követelményei: hőmérséklet ≤ 40°C, páratartalom ≤ 25% relatív páratartalom, szitaméret ≤ 100 mesh és részecskeméret ≤ 15 μm.

Negatív elektródaÖsszetevők A lítium akkumulátor negatív elektródája aktív anyagból, vezetőképes anyagból, kötőanyagból és diszpergálószerből áll. Először is, ellenőrizze a nyersanyagokat. A hagyományos anódrendszer egy víz alapú keverési eljárás (az oldószer ioncserélt víz), így a nyersanyagokra vonatkozóan nincsenek speciális szárítási követelmények. A lítium akkumulátor gyártási folyamata megköveteli, hogy az ioncserélt víz vezetőképessége ≤1us/cm legyen. Műhelykövetelmények: hőmérséklet ≤40℃, páratartalom ≤25% relatív páratartalom. Készítse elő a ragasztót. Miután meghatározta a nyersanyagokat, először elő kell készíteni a ragasztót (CMC-ből és vízből áll). Ezen a ponton öntse a C grafitot és a vezetőképes anyagot egy keverőbe a száraz keveréshez. Javasoljuk, hogy ne porszívózzon vagy kapcsolja be a keringtetett vizet, mert a részecskék a száraz keverés során extrudálódnak, dörzsölődnek és felmelegednek. A forgási sebesség alacsony, 15~20 fordulat/perc, a kaparási és őrlési ciklus 2-3-szoros, az intervallum pedig ≈15 perc. Öntse a ragasztót a keverőbe, és indítsa el a porszívózást (≤-0,09mpa). Nyomkodja meg a gumit kétszer alacsony, 15~20 fordulat/perc sebességen, majd állítsa be a sebességet (alacsony sebesség 35 fordulat/perc, magas sebesség 1200~1500 fordulat/perc), és járassa körülbelül 15-60 percig az egyes gyártók nedves eljárásának megfelelően. Végül öntse az SBR-t a turmixgépbe. Alacsony sebességű keverés ajánlott, mivel az SBR egy hosszú szénláncú polimer. Ha a forgási sebesség hosszú ideig túl gyors, a molekulalánc könnyen elszakadhat és elveszítheti aktivitását. Ajánlott alacsony, 35-40 fordulat/perc sebességen és magas, 1200-1800 fordulat/perc sebességen keverni 10-20 percig. Vizsgálja meg a viszkozitást (2000~4000 mPa.s), a részecskeméretet (35 μm ≤), a szilárdanyag-tartalmat (40-70%), a vákuum mértékét és a szitasűrűséget (≤100 mesh). A specifikus folyamatértékek az anyag fizikai tulajdonságaitól és a keverési folyamattól függően változhatnak. A műhelyben ≤30 ℃ hőmérsékletet és ≤25% relatív páratartalmat igényel. Katódbevonat A lítium akkumulátor gyártási folyamata a katódszuszpenzió alumínium áramgyűjtő AB felületére történő extrudálását vagy permetezését jelenti, amelynek egyetlen felületi sűrűsége ≈20~40 mg/cm2 (háromkomponensű lítium akkumulátor típus). A kemence hőmérséklete általában 4-8 csomó felett van, és az egyes szakaszok sütési hőmérsékletét a tényleges igényeknek megfelelően 95°C és 120°C között állítják be, hogy elkerüljék a keresztirányú repedéseket és az oldószer csöpögését a sütési repedések során. Az átviteli bevonóhenger sebességaránya 1,1-1,2, és a rés pozícióját 20-30 μm-rel elvékonyítják, hogy elkerüljék a címke pozíciójának túlzott tömörödését az akkumulátor ciklusa során fellépő farok miatt, ami lítium kicsapódáshoz vezethet. Bevonat nedvességtartalma ≤2000-3000 ppm (az anyagtól és a folyamattól függően). A pozitív elektróda hőmérséklete a műhelyben ≤30℃, a páratartalom pedig ≤25%. A vázlatos ábra a következő: A bevonószalag vázlatos rajza

Alítium akkumulátor gyártásfolyamatnegatív elektróda bevonatA negatív elektróda zagy rézáram-gyűjtő AB felületére történő extrudálására vagy porlasztására utal. Egyetlen felületi sűrűség ≈ 10~15 mg/cm2. A bevonókemence hőmérséklete általában 4-8 szakaszból (vagy többből) áll, és az egyes szakaszok sütési hőmérséklete 80℃~105℃. A sütési repedések és a keresztirányú repedések elkerülése érdekében a tényleges igényeknek megfelelően állítható. Az átviteli henger sebességaránya 1,2-1,3, a rés 10-15 μm-rel vékonyodik, a festékkoncentráció ≤3000 ppm, a negatív elektróda hőmérséklete a műhelyben ≤30℃, a páratartalom ≤25%. Miután a pozitív lemez pozitív bevonata megszáradt, a dobot a folyamatidőn belül be kell állítani. A hengert az elektródalemez (a bevonat tömege térfogategységre vetítve) tömörítésére használják. Jelenleg két pozitív elektróda préselési módszer létezik a lítium akkumulátorok gyártási folyamatában: melegsajtolás és hidegsajtolás. A hidegsajtolással összehasonlítva a melegsajtolás nagyobb tömörödéssel és alacsonyabb visszapattanási sebességgel rendelkezik. A hidegsajtolásos eljárás azonban viszonylag egyszerű, könnyen kezelhető és szabályozható. A henger fő berendezése a következő folyamatértékek, tömörödési sűrűség, visszapattanási sebesség és nyúlás elérése. Ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy a rúddarab felületén nem lehetnek törékeny forgácsok, kemény csomók, lehullott anyagok, hullámos élek stb., és a résekben sem lehetnek törések. Ekkor a műhelykörnyezet hőmérséklete: ≤23 ℃, páratartalom: ≤25%. A jelenlegi hagyományos anyagok valódi sűrűsége:

Gyakran használt tömörítés:

Visszapattanási sebesség: általános visszapattanás 2-3 μm

Nyúlás: A pozitív elektródalemez általában ≈1,002

Miután a pozitív elektróda feltekercselésével elkészült a következő lépés, hogy a teljes elektródadarabot azonos szélességű kis csíkokra osztják (az akkumulátor magasságának megfelelően). Bevágáskor figyelni kell a pólusdarab sorjáira. Kétdimenziós berendezés segítségével átfogóan ellenőrizni kell a pólusdarabokat X és Y irányú sorják szempontjából. Hosszirányú sorjahossz-folyamat Y≤1/2 H membránvastagság. A műhely környezeti hőmérsékletének ≤23℃-nak, a harmatpontnak ≤-30℃-nak kell lennie. A lítium akkumulátor negatív elektródalemezeinek gyártási folyamata megegyezik a pozitív elektródák gyártási folyamatával, de a folyamat felépítése eltérő. A műhely környezeti hőmérsékletének ≤23℃-nak, a páratartalomnak ≤25%-nak kell lennie. A gyakori negatív elektróda anyagok valódi sűrűsége:

Általánosan használt negatív elektróda tömörítés: Visszapattanási sebesség: Általános visszapattanás 4-8 μm Nyúlás: Pozitív lemez általában ≈ 1,002 A lítium akkumulátor pozitív elektróda lecsupaszításának gyártási folyamata hasonló a pozitív elektróda lecsupaszítási folyamatához, és mindkettőnek az X és Y irányú sorják szabályozását kell biztosítania. A műhely környezeti hőmérsékletének ≤23 °C-nak, a harmatpontnak pedig ≤-30 °C-nak kell lennie. Miután a pozitív lemez készen áll a lecsupaszításra, a pozitív lemezt meg kell szárítani (120 °C), majd az alumíniumlemezt hegeszteni és csomagolni kell. A folyamat során figyelembe kell venni a fülek hosszát és a formázási szélességet. A **650-es kialakítás (például az 18650-es akkumulátor) példájaként a szabadon lévő fülekkel ellátott kialakítás elsősorban a katódfülek ésszerű együttműködését veszi figyelembe a kupak és a hengerhorony hegesztése során. Ha a pólusfülek túl sokáig vannak szabadon, a hengerlési folyamat során könnyen rövidzárlat keletkezhet a pólusfülek és az acélhéj között. Ha a fül túl rövid, a kupakot nem lehet forrasztani. Jelenleg kétféle ultrahangos hegesztőfej létezik: lineáris és pont alakú. A háztartási folyamatokban többnyire lineáris hegesztőfejeket használnak a túláram és a hegesztési szilárdság miatt. Ezenkívül magas hőmérsékletű ragasztót használnak a forrasztófülek bevonására, elsősorban a fém sorják és fémtörmelék okozta rövidzárlat kockázatának elkerülése érdekében. A műhely környezeti hőmérséklete ≤23℃, a harmatpont ≤-30℃, a katód nedvességtartalma pedig ≤500-1000 ppm legyen.

Negatív lemez előkészítéseA negatív lemezt szárítani kell (105-110°C), majd a nikkellemezeket össze kell hegeszteni és be kell csomagolni. A forrasztófül hosszát és a formázási szélességet is figyelembe kell venni. A műhely környezeti hőmérsékletének ≤23℃-nak, a harmatpontnak ≤-30℃-nak, a negatív elektróda nedvességtartalmának pedig ≤500-1000 ppm-nek kell lennie. A tekercselés során a szeparátort, a pozitív elektródalemezt és a negatív elektródalemezt egy tekercselőgép segítségével vasmagba tekercselik. Az elv az, hogy a pozitív elektródát a negatív elektródával tekercselik, majd a pozitív és negatív elektródákat egy szeparátoron keresztül elválasztják. Mivel a hagyományos rendszer negatív elektródája az akkumulátor-kialakítás vezérlőelektródája, a kapacitáskialakítás nagyobb, mint a pozitív elektródáé, így a formációs töltés során a pozitív elektróda Li+-a a negatív elektróda „üresedő helyére” tárolható. Különös figyelmet kell fordítani a tekercselés feszültségére és a pólussaruk elrendezésére tekercseléskor. A túl kicsi tekercselési feszültség befolyásolja a belső ellenállást és a ház behelyezési sebességét. A túlzott feszültség rövidzárlat vagy lepattanás kockázatát okozhatja. Az igazítás a negatív elektróda, a pozitív elektróda és az elválasztó relatív helyzetére utal. A negatív elektróda szélessége 59,5 mm, a pozitív elektróda szélessége 58 mm, az elválasztóé pedig 61 mm. Lejátszás közben a három elektróda illeszkedik egymáshoz a rövidzárlat kockázatának elkerülése érdekében. A tekercselési feszültség általában 0,08-0,15 MPa a pozitív pólusnál, 0,08-0,15 MPa a negatív pólusnál, 0,08-0,15 MPa a felső membránnál és 0,08-0,15 MPa az alsó membránnál. A specifikus beállítások a berendezéstől és a folyamattól függenek. A műhely környezeti hőmérséklete ≤23 ℃, a harmatpont ≤-30 ℃, a nedvességtartalom pedig ≤500-1000 ppm.

Mielőtt a tokos akkumulátormagot behelyeznék a házba, 200~500V-os Hi-Pot tesztet kell végezni (annak ellenőrzésére, hogy a nagyfeszültségű akkumulátor rövidzárlatos-e), és a házba helyezés előtt porszívózásra is szükség van a por további szabályozása érdekében. A lítium akkumulátorok három fő ellenőrzési pontja a nedvesség, a sorja és a por. Az előző folyamat befejezése után helyezze be az alsó tömítést az akkumulátormag aljába, hajlítsa meg a pozitív elektródalemezt úgy, hogy a felülete az akkumulátormag tekercselési tűlyukával nézzen, majd végül helyezze be függőlegesen az acél- vagy alumíniumházba. Példaként vegyük az 18650-es típust, amelynek külső átmérője ≈ 18 mm + magasság ≈ 71,5 mm. Ha a tekercselt mag keresztmetszeti területe kisebb, mint az acélház belső keresztmetszeti területe, az acélház behelyezési aránya körülbelül 97% és 98,5% között van. Mivel figyelembe kell venni a pólusdarab visszapattanási értékét és a folyadék behatolásának mértékét a későbbi befecskendezés során. Ugyanaz a folyamat, mint a felületi alátétnél, magában foglalja a felső alátét összeszerelését is. A műhely környezeti hőmérsékletének ≤23 ℃-nak, a harmatpontnak pedig ≤-40 ℃-nak kell lennie.

GördülőEgy forrasztócsapot (általában rézből vagy ötvözetből) helyeznek a forrasztómag közepébe. A gyakran használt hegesztőcsapok Φ2,5*1,6 mm-esek, és a negatív elektróda hegesztési szilárdságának ≥12 N-nak kell lennie a minősítéshez. Ha túl alacsony, könnyen virtuális forrasztást és túlzott belső ellenállást okozhat. Ha túl magas, könnyen lehegeszthető a nikkelréteg az acélhéj felületéről, ami forrasztási kötésekhez vezet, és rejtett veszélyeket, például rozsdásodást és szivárgást okozhat. A gördülőhorony egyszerű megértése az, hogy a tekercselt akkumulátormagot rázás nélkül rögzítsük a házhoz. Ennek a lítium akkumulátornak a gyártási folyamata során különös figyelmet kell fordítani a keresztirányú extrudálási sebesség és a hosszirányú préselési sebesség összehangolására, hogy elkerüljük a ház túl nagy keresztirányú sebességgel történő vágását, és a bevágás nikkelrétege leesik, ha a hosszirányú sebesség túl gyors, vagy a bevágás magassága megváltozik, és a tömítés is romlik. Ellenőrizni kell, hogy a horonymélység, a kiterjedés és a horonymagasság folyamatértékei megfelelnek-e a szabványoknak (gyakorlati és elméleti számításokkal). A szokásos főzőlap-méretek 1,0, 1,2 és 1,5 mm. A hengerlőhorony elkészülte után a teljes gépet újra ki kell porszívózni a fémtörmelék elkerülése érdekében. A vákuum mértékének ≤-0,065 MPa-nak, a porszívózási időnek pedig 1-2 másodpercnek kell lennie. A műhely környezeti hőmérsékleti követelményei ≤23 ℃, a harmatpont pedig ≤-40 ℃. Akkumulátormag sütése Miután a hengeres akkumulátorlapokat hengerelték és hornyolták, a következő lítium akkumulátorgyártási folyamat nagyon fontos: a sütés. Az akkumulátorcellák gyártása során bizonyos mennyiségű nedvességet vezetnek be. Ha a nedvességet nem lehet a szabványos tartományon belül időben szabályozni, az súlyosan befolyásolja az akkumulátor teljesítményét és biztonságát. A sütéshez általában automatikus vákuumkemencét használnak. A sütendő cellákat rendezzék el szépen, tegyék a szárítószert a kemencébe, állítsák be a paramétereket, és emeljék a hőmérsékletet 85 °C-ra (példaként lítium-vas-foszfát akkumulátorokat vegyenek figyelembe). Az alábbiakban a különböző akkumulátorcellák sütési szabványai láthatók:

Folyékony befecskendezésA lítium akkumulátor gyártási folyamata magában foglalja a kiégetett akkumulátorcellák páratartalom-vizsgálatát. Csak az előző sütési szabványok elérése után lehet továbblépni a következő lépésre: az elektrolit befecskendezésére. A kiégetett akkumulátorokat gyorsan helyezze a vákuumos kesztyűtartóba, mérje meg és jegyezze fel a súlyt, helyezze fel a befecskendező poharat, és adja hozzá a tervezett mennyiségű elektrolitot a pohárba (általában folyadékba merített akkumulátortesztet végeznek: helyezze az akkumulátort a pohár közepébe). Helyezze az akkumulátor magját az elektrolitba, áztassa egy ideig, ellenőrizze az akkumulátor maximális folyadékfelvételi kapacitását (általában a kísérleti térfogatnak megfelelően töltse fel a folyadékot), tegye vákuumtartóba (vákuumfok ≤ -0,09 MPa), és gyorsítsa fel az elektrolit behatolását az elektródába. Néhány ciklus után vegye ki az akkumulátordarabokat, és mérje meg őket. Számítsa ki, hogy a befecskendezett térfogat megfelel-e a tervezett értéknek. Ha kevesebb, akkor után kell tölteni. Ha túl sok van, egyszerűen öntse le a felesleget, amíg el nem éri a tervezett követelményeket. A kesztyűtartó környezetének hőmérséklete ≤23 ℃, harmatpontja pedig ≤-45 ℃.

HegesztésA lítium akkumulátor gyártási folyamata során az akkumulátorfedelet előzetesen a kesztyűtartóba kell helyezni, és az akkumulátorfedelet az egyik kezével a szuperhegesztőgép alsó formájához kell rögzíteni, a másik kezével pedig az akkumulátormagot kell tartani. Igazítsa az akkumulátorcella pozitív pólusát a fedél csatlakozófüléhez. Miután megbizonyosodott arról, hogy a pozitív pólus a kupak csatlakozófülével van egy vonalban, lépjen az ultrahangos hegesztőgépre. Ezután lépjen a hegesztőgép lábkapcsolójára. Ezt követően az akkumulátoregységet teljes mértékben ellenőrizni kell a forrasztófülek hegesztési hatásának ellenőrzése érdekében.

Figyeld meg, hogy a forrasztófülek illeszkednek-e.

Óvatosan húzza meg a forrasztófület, hogy lássa, laza-e.

Azokat az akkumulátorokat, amelyeknek az akkumulátorfedele nincs szorosan lehegesztve, újra kell hegeszteni.