Co rápido desenvolvemento dabatería de litioNa industria, os escenarios de aplicación das baterías de litio seguen expandíndose e converténdose nun dispositivo enerxético indispensable na vida e no traballo das persoas. No que respecta ao proceso de produción de fabricantes de baterías de litio personalizadas, o proceso de produción de baterías de litio inclúe principalmente ingredientes, revestimento, láminas, preparación, enrolamento, descascarillamento, laminación, cocción, inxección de líquido, soldadura, etc. A continuación preséntanse os puntos clave do proceso de produción de baterías de litio. Ingredientes do eléctrodo positivo O eléctrodo positivo das baterías de litio está composto por materiais activos, axentes condutores, adhesivos, etc. En primeiro lugar, as materias primas confírmanse e cócense. En xeral, o axente condutor debe cocerse a ≈120 ℃ durante 8 horas e o adhesivo PVDF debe cocerse a ≈80 ℃ durante 8 horas. Se os materiais activos (LFP, NCM, etc.) requiren cocción e secado depende do estado das materias primas. Na actualidade, o taller xeral de baterías de litio require unha temperatura ≤40 ℃ e unha humidade ≤25 % HR. Unha vez completado o secado, a cola PVDF (solvente PVDF, solución NMP) debe prepararse con antelación. A calidade da cola PVDF é fundamental para a resistencia interna e o rendemento eléctrico da batería. Os factores que afectan á aplicación da cola inclúen a temperatura e a velocidade de axitación. Canto maior sexa a temperatura, o amarelecemento da cola afectará á adhesión. Se a velocidade de mestura é demasiado rápida, a cola pode danarse facilmente. A velocidade de rotación específica depende do tamaño do disco de dispersión. En xeral, a velocidade lineal do disco de dispersión é de 10-15 m/s (dependendo do equipo). Neste momento, o tanque de mestura debe activar a auga circulante e a temperatura debe ser ≤30 °C.

Engade a suspensión catódica por lotes. Neste momento, debes prestar atención á orde de adición dos materiais. Primeiro, engade o material activo e o axente condutor, remexe lentamente e despois engade a cola. O tempo de alimentación e a relación de alimentación tamén deben implementarse estritamente segundo o proceso de produción da batería de litio. En segundo lugar, a velocidade de rotación e a velocidade de rotación do equipo deben controlarse estritamente. En xeral, a velocidade lineal de dispersión debe ser superior a 17 m/s. Isto depende do rendemento do dispositivo. Os diferentes fabricantes varían moito. Tamén debes controlar o baleiro e a temperatura da mestura. Nesta fase, o tamaño das partículas e a viscosidade da suspensión deben detectarse regularmente. O tamaño das partículas e a viscosidade están estreitamente relacionados co contido de sólidos, as propiedades do material, a secuencia de alimentación e o proceso de fabricación da batería de litio. Neste momento, o proceso convencional require unha temperatura ≤30 ℃, humidade ≤25 % HR e un grao de baleiro ≤-0,085 mpa. Transfire a suspensión a un tanque de transferencia ou a un taller de pintura. Despois de transferir a suspensión, debe ser peneirada. O propósito é filtrar partículas grandes, precipitar e eliminar substancias ferromagnéticas e outras. As partículas grandes afectarán o revestimento e poden causar unha autodescarga excesiva da batería ou risco de curtocircuíto; demasiado material ferromagnético na suspensión pode causar unha autodescarga excesiva da batería e outros defectos. Os requisitos do proceso de produción de baterías de litio son: temperatura ≤ 40 °C, humidade ≤ 25 % HR, tamaño de malla da criba ≤ 100 mesh e tamaño de partícula ≤ 15 µm.

Electrodo negativoIngredientes O eléctrodo negativo da batería de litio está composto de material activo, axente condutor, aglutinante e dispersante. Primeiro, confirme as materias primas. O sistema de ánodo tradicional é un proceso de mestura a base de auga (o disolvente é auga desionizada), polo que non hai requisitos especiais de secado para as materias primas. O proceso de produción da batería de litio require que a condutividade da auga desionizada sexa ≤1us/cm. Requisitos do taller: temperatura ≤40 ℃, humidade ≤25 % HR. Prepare a cola. Despois de determinar as materias primas, primeiro debe prepararse a cola (composta de CMC e auga). Neste punto, verte o grafito C e o axente condutor nunha mesturadora para mesturar en seco. Recoméndase non aspirar nin activar a auga circulante, porque as partículas extrúdense, se frotan e se quentan durante a mestura en seco. A velocidade de rotación é de baixa velocidade de 15 ~ 20 rpm, o ciclo de raspado e moenda é de 2 a 3 veces e o tempo de intervalo é de ≈15 min. Verte a cola na mesturadora e comeza a aspirar (≤-0,09 mpa). Aperte a goma a unha velocidade baixa de 15~20 rpm durante 2 veces, despois axuste a velocidade (velocidade baixa 35 rpm, velocidade alta 1200~1500 rpm) e deixe funcionar durante uns 15 min~60 min segundo o proceso húmido de cada fabricante. Finalmente, verte o SBR na batidora. Recoméndase axitar a baixa velocidade xa que o SBR é un polímero de cadea longa. Se a velocidade de rotación é demasiado rápida durante moito tempo, a cadea molecular romperase facilmente e perderá actividade. Recoméndase axitar a unha velocidade baixa de 35-40 rpm e a unha velocidade alta de 1200-1800 rpm durante 10-20 minutos. Comprobe a viscosidade (2000~4000 mPa.s), o tamaño das partículas (35 um≤), o contido de sólidos (40-70%), o grao de baleiro e a malla da criba (malla ≤100). Os valores específicos do proceso variarán dependendo das propiedades físicas do material e do proceso de mestura. O taller require unha temperatura ≤30 ℃ e unha humidade ≤25 % HR. Revestimento do cátodo O proceso de fabricación de baterías de litio refírese á extrusión ou pulverización da suspensión catódica na superficie AB do colector de corrente de aluminio, cunha densidade superficial única de ≈20~40 mg/cm2 (tipo de batería de litio ternaria). A temperatura do forno é xeralmente superior a 4 a 8 nós, e a temperatura de cocción de cada sección axústase entre 95 °C e 120 °C segundo as necesidades reais para evitar fendas transversais e goteo de solvente durante a cocción. A relación de velocidade do rolo de revestimento de transferencia é de 1,1-1,2, e a posición do oco redúcese en 20-30 um para evitar unha compactación excesiva da posición da etiqueta debido á formación de cola durante o ciclo da batería, o que pode levar á precipitación de litio. Humidade do revestimento ≤2000-3000 ppm (dependendo do material e do proceso). A temperatura do eléctrodo positivo no taller é ≤30 ℃ e a humidade é ≤25 %. O diagrama esquemático é o seguinte: Diagrama esquemático da cinta de revestimento

O/Afabricación de baterías de litioproceso derevestimento de eléctrodo negativorefírese á extrusión ou pulverización de pasta de eléctrodo negativo na superficie AB do colector de corrente de cobre. Densidade superficial única ≈ 10~15 mg/cm2. A temperatura do forno de revestimento xeralmente ten 4-8 seccións (ou máis) e a temperatura de cocción de cada sección é de 80 ℃ ~ 105 ℃. Pódese axustar segundo as necesidades reais para evitar gretas de cocción e gretas transversais. A relación de velocidade do rolo de transferencia é de 1,2-1,3, o oco dilúese entre 10 e 15 um, a concentración de pintura é ≤3000 ppm, a temperatura do eléctrodo negativo no taller é ≤30 ℃ e a humidade é ≤25 %. Despois de que o revestimento positivo da placa positiva seque, o tambor debe aliñarse dentro do tempo do proceso. O rolo úsase para compactar a folla de eléctrodo (a masa do apósito por unidade de volume). Actualmente, hai dous métodos de prensado de eléctrodos positivos no proceso de fabricación de baterías de litio: prensado en quente e prensado en frío. En comparación co prensado en frío, o prensado en quente ten unha maior compactación e unha menor taxa de rebote. Non obstante, o proceso de prensado en frío é relativamente sinxelo e doado de operar e controlar. O equipamento principal do rodillo é acadar os seguintes valores de proceso: densidade de compactación, taxa de rebote e alongamento. Ao mesmo tempo, débese ter en conta que non se permiten lascas fráxiles, grumos duros, materiais caídos, bordos ondulados, etc. na superficie da peza da vara, nin roturas nos ocos. Neste momento, a temperatura ambiente do taller é ≤23 ℃ e a humidade é ≤25 %. A densidade real dos materiais convencionais actuais é:

Compactación comúnmente utilizada:

Taxa de rebote: rebote xeral 2-3 μm

Alongamento: a folla de eléctrodo positivo é xeralmente ≈1,002

Unha vez rematado o rolo de eléctrodo positivo, o seguinte paso é dividir toda a peza de eléctrodo en pequenas tiras do mesmo ancho (correspondente á altura da batería). Ao cortar, preste atención ás rebabas da peza polar. É necesario inspeccionar exhaustivamente as pezas polares para detectar rebabas nas direccións X e Y coa axuda dun equipo bidimensional. Lonxitude da rebaba lonxitudinal do proceso Y≤1/2 H grosor do diafragma. A temperatura ambiente do taller debe ser ≤23 ℃ e o punto de orballo debe ser ≤-30 ℃. O proceso de fabricación de láminas de eléctrodos negativos para láminas de eléctrodos negativos de baterías de litio é o mesmo que o dos eléctrodos positivos, pero o deseño do proceso é diferente. A temperatura ambiente do taller debe ser ≤23 ℃ e a humidade debe ser ≤25 %. Densidade real dos materiais comúns de eléctrodos negativos:

Compactación de eléctrodos negativos de uso común: Taxa de rebote: Rebote xeral 4-8um Alongamento: Placa positiva xeralmente ≈ 1.002 O proceso de produción de pelado de eléctrodos positivos de baterías de litio é similar ao proceso de pelado de eléctrodos positivos e ambos necesitan controlar as rebabas nas direccións X e Y. A temperatura ambiente do taller debe ser ≤23 ℃ e o punto de orballo debe ser ≤-30 ℃. Despois de que a placa positiva estea lista para ser pelada, a placa positiva debe secarse (120 °C) e, a continuación, soldarse e embalarse a folla de aluminio. Durante este proceso, débese ter en conta a lonxitude da pestana e o ancho do moldeo. Tomando como exemplo o deseño **650 (como a batería 18650), o deseño con pestanas expostas ten como obxectivo principalmente considerar a cooperación razoable das pestanas do cátodo durante a soldadura da tapa e a ranura de rolos. Se as pestanas dos polos están expostas durante demasiado tempo, pode producirse facilmente un curtocircuíto entre as pestanas dos polos e a carcasa de aceiro durante o proceso de laminación. Se a orejeta é demasiado curta, a tapa non se pode soldar. Na actualidade, existen dous tipos de cabezales de soldadura ultrasónica: lineais e en forma de punto. Os procesos domésticos empregan principalmente cabezales de soldadura lineais debido a consideracións de sobrecorrente e resistencia da soldadura. Ademais, utilízase cola de alta temperatura para cubrir as pestanas de soldadura, principalmente para evitar o risco de curtocircuítos causados ​​por rebabas metálicas e restos metálicos. A temperatura ambiente do taller debe ser ≤23 ℃, o punto de orballo debe ser ≤-30 ℃ e o contido de humidade do cátodo debe ser ≤500-1000 ppm.

Preparación da placa negativaA placa negativa debe secarse (105-110 °C) e, a continuación, as láminas de níquel deben soldarse e empaquetarse. Tamén se debe ter en conta a lonxitude da lingüeta de soldadura e o ancho de conformado. A temperatura ambiente do taller debe ser ≤23 ℃, o punto de orballo debe ser ≤-30 ℃ e o contido de humidade do eléctrodo negativo debe ser ≤500-1000 ppm. O bobinado consiste en enrolar o separador, a folla do eléctrodo positivo e a folla do eléctrodo negativo nun núcleo de ferro a través dunha máquina de bobinado. O principio é envolver o eléctrodo positivo co eléctrodo negativo e, a continuación, separar os eléctrodos positivo e negativo a través dun separador. Dado que o eléctrodo negativo do sistema tradicional é o eléctrodo de control do deseño da batería, o deseño de capacidade é maior que o do eléctrodo positivo, de xeito que durante a carga de formación, o Li+ do eléctrodo positivo pode almacenarse no "espazo baleiro" do eléctrodo negativo. Débese prestar especial atención á tensión do bobinado e á disposición das pezas polar ao bobinar. Unha tensión de bobinado demasiado pequena afectará á resistencia interna e á velocidade de inserción da carcasa. Unha tensión excesiva pode levar ao risco de curtocircuíto ou lascado. A aliñación refírese á posición relativa do eléctrodo negativo, o eléctrodo positivo e o separador. A anchura do eléctrodo negativo é de 59,5 mm, a do eléctrodo positivo é de 58 mm e a do separador é de 61 mm. Os tres están aliñados durante a reprodución para evitar o risco de curtocircuítos. A tensión de enrolamento xeralmente está entre 0,08-0,15 MPa para o polo positivo, 0,08-0,15 MPa para o polo negativo, 0,08-0,15 MPa para o diafragma superior e 0,08-0,15 MPa para o diafragma inferior. Os axustes específicos dependen do equipo e do proceso. A temperatura ambiente deste taller é ≤23 ℃, o punto de orballo é ≤-30 ℃ e o contido de humidade é ≤500-1000 ppm.

Antes de instalar o núcleo da batería encapsulada na carcasa, requírese unha proba Hi-Pot de 200~500 V (para comprobar se a batería de alta tensión ten curtocircuíto) e tamén se require aspiración para controlar aínda máis o po antes de instalala na carcasa. Os tres puntos de control principais das baterías de litio son a humidade, as rebabas e o po. Unha vez completado o proceso anterior, insira a xunta inferior na parte inferior do núcleo da batería, dobre a folla do eléctrodo positivo de xeito que a superficie mire cara ao orificio do enrolamento do núcleo da batería e, finalmente, insíraa verticalmente na carcasa de aceiro ou na carcasa de aluminio. Tomando como exemplo o tipo 18650, o diámetro exterior é de ≈ 18 mm + altura de ≈ 71,5 mm. Cando a área da sección transversal do núcleo enrolado é menor que a área da sección transversal interior da carcasa de aceiro, a taxa de inserción da carcasa de aceiro é de aproximadamente do 97 % ao 98,5 %. Debido a que se debe ter en conta o valor de rebote da peza polar e o grao de penetración do líquido durante a inxección posterior. O mesmo proceso que a capa inferior da superficie inclúe a montaxe da capa inferior superior. A temperatura ambiente do taller debe ser ≤23 ℃ e o punto de orballo debe ser ≤-40 ℃.

Rodandoinsire un pino de soldadura (xeralmente feito de cobre ou aliaxe) no medio do núcleo de soldadura. Os pinos de soldadura de uso común son Φ2.5 * 1.6 mm, e a forza de soldadura do eléctrodo negativo debe ser ≥12 N para ser cualificada. Se é demasiado baixa, causará facilmente soldadura virtual e resistencia interna excesiva. Se é demasiado alta, é fácil soldar a capa de níquel na superficie da carcasa de aceiro, o que resulta en unións de soldadura, levando a perigos ocultos como ferruxe e fugas. A comprensión sinxela da ranura de rodadura é fixar o núcleo da batería enrolado na carcasa sen tremer. No proceso de fabricación desta batería de litio, débese prestar especial atención á coincidencia da velocidade de extrusión transversal e a velocidade de prensado lonxitudinal para evitar cortar a carcasa a unha velocidade transversal demasiado alta, e a capa de níquel da muesca caerá se a velocidade lonxitudinal é demasiado rápida ou a altura da muesca verase afectada e o selado verase afectado. É necesario comprobar se os valores do proceso para a profundidade da ranura, a extensión e a altura da ranura cumpren cos estándares (mediante cálculos prácticos e teóricos). Os tamaños habituais das placas de cocción son 1,0, 1,2 e 1,5 mm. Unha vez completada a ranura de laminación, é necesario aspirar de novo toda a máquina para evitar residuos metálicos. O grao de baleiro debe ser ≤-0,065 MPa e o tempo de aspiración debe ser de 1 a 2 s. Os requisitos de temperatura ambiente deste taller son ≤23 ℃ e o punto de orballo é ≤-40 ℃. Cocción do núcleo da batería Despois de enrolar e ranurar as láminas cilíndricas da batería, o seguinte proceso de produción da batería de litio é moi importante: a cocción. Durante a produción de celas de batería, introdúcese unha certa cantidade de humidade. Se a humidade non se pode controlar dentro do rango de tempo estándar, o rendemento e a seguridade da batería veranse gravemente afectados. Xeralmente, úsase un forno de baleiro automático para a cocción. Coloque as celas que se van cocer ordenadamente, coloque o desecante no forno, configure os parámetros e aumente a temperatura a 85 °C (tomando como exemplo as baterías de fosfato de ferro e litio). Os seguintes son os estándares de cocción para varias especificacións diferentes das celas de batería:

Inxección de líquidosO proceso de fabricación de baterías de litio implica probas de humidade das celas da batería cocida. Só despois de alcanzar os estándares de cocción previos pódese proceder ao seguinte paso: inxectar o electrolito. Coloque rapidamente as baterías cocidas na caixa de luvas de baleiro, péseas e rexistre o peso, coloque a copa de inxección e engada o peso deseñado do electrolito na copa (normalmente realízase unha proba de batería mergullada en líquido: coloque a batería no centro da copa). Coloque o núcleo da batería no electrolito, déixeo mergullar durante un período de tempo, comprobe a capacidade máxima de absorción de líquido da batería (normalmente encha o líquido segundo o volume experimental), colóquea nunha caixa de baleiro para baleirar (grao de baleiro ≤ -0,09 MPa) e acelere a penetración do electrolito no eléctrodo. Despois de varios ciclos, retire as pezas da batería e péseas. Calcule se o volume de inxección cumpre co valor de deseño. Se é menor, cómpre repoñer. Se hai demasiado, simplemente verte o exceso ata que cumpra os requisitos de deseño. O ambiente da caixa de luvas require unha temperatura ≤23 ℃ e un punto de orballo ≤ -45 ℃.

SoldaduraDurante este proceso de fabricación da batería de litio, a tapa da batería debe colocarse previamente na guantera e fixarse ​​no molde inferior da máquina de supersoldar cunha man, mentres que o núcleo da batería debe suxeitarse coa outra. Aliña a terminal positiva da cela da batería coa terminal da tapa. Despois de confirmar que a terminal positiva está aliñada coa terminal da tapa, suba á máquina de soldar por ultrasóns. Despois, pise o interruptor de pé da máquina de soldar. Despois, débese inspeccionar completamente a unidade da batería para comprobar o efecto de soldadura das pestanas de soldadura.

Observa se as lingüetas de soldadura están aliñadas.

Tira suavemente da lingüeta de soldadura para ver se está solta.

As baterías cuxa tapa non estea firmemente soldada deben volver a soldarse.