Nopean kehityksen myötälitiumparistoTeollisuudessa litiumparistojen käyttömahdollisuudet laajenevat jatkuvasti ja niistä on tullut korvaamaton energialähde ihmisten elämässä ja työssä. Räätälöityjen litiumparistojen valmistajien tuotantoprosessiin kuuluu pääasiassa ainesosien valmistus, pinnoitus, levytys, valmistelu, käämitys, kuoriminen, valssaus, paistaminen, nesteen ruiskutus, hitsaus jne. Seuraavassa esitellään litiumparistojen tuotantoprosessin pääkohdat. Positiivisen elektrodin ainesosat Litiumparistojen positiivinen elektrodi koostuu aktiivisista materiaaleista, johtavista aineista, liimoista jne. Ensin raaka-aineet vahvistetaan ja paistetaan. Yleisesti ottaen johtava aine on paistettava noin 120 ℃:ssa 8 tuntia ja PVDF-liima on paistettava noin 80 ℃:ssa 8 tuntia. Aktiivisten materiaalien (LFP, NCM jne.) paistamisen ja kuivaamisen tarve riippuu raaka-aineiden tilasta. Tällä hetkellä yleinen litiumparistojen työpaja vaatii lämpötilan ≤ 40 ℃ ja kosteuden ≤ 25 % RH. Kuivauksen jälkeen PVDF-liima (PVDF-liuotin, NMP-liuos) on valmisteltava etukäteen. PVDF-liiman laatu on ratkaisevan tärkeää akun sisäiselle resistanssille ja sähköiselle suorituskyvylle. Liiman levitykseen vaikuttavia tekijöitä ovat lämpötila ja sekoitusnopeus. Mitä korkeampi lämpötila, sitä kellastuneempi liima vaikuttaa tarttuvuuteen. Jos sekoitusnopeus on liian nopea, liima voi vaurioitua helposti. Ominaispyörimisnopeus riippuu dispersiolevyn koosta. Yleisesti ottaen dispersiolevyn lineaarinopeus on 10–15 m/s (laitteistosta riippuen). Tällöin sekoitussäiliön on kytkettävä kiertovesi päälle ja lämpötilan on oltava ≤30 °C.

Lisää katodiliete erissä. Tässä vaiheessa on kiinnitettävä huomiota materiaalien lisäysjärjestykseen. Lisää ensin aktiivinen materiaali ja johtava aine, sekoita hitaasti ja lisää sitten liima. Syöttöaikaa ja -suhdetta on myös noudatettava tarkasti litiumpariston tuotantoprosessin mukaisesti. Toiseksi, laitteen pyörimisnopeutta ja pyörimisnopeutta on valvottava tarkasti. Yleisesti ottaen dispersion lineaarinopeuden tulisi olla yli 17 m/s. Tämä riippuu laitteen suorituskyvystä. Eri valmistajien laitteet vaihtelevat suuresti. Myös sekoituksen tyhjiötä ja lämpötilaa on valvottava. Tässä vaiheessa lietteen hiukkaskoko ja viskositeetti on mitattava säännöllisesti. Hiukkaskoko ja viskositeetti liittyvät läheisesti kiinteän aineen pitoisuuteen, materiaalin ominaisuuksiin, syöttöjärjestykseen ja litiumpariston valmistusprosessiin. Perinteinen prosessi vaatii tällä hetkellä lämpötilan ≤30 ℃, kosteuden ≤25 % RH ja tyhjiöasteen ≤-0,085 mpa. Siirrä liete siirtosäiliöön tai maalaamoon. Kun liete on siirretty ulos, se on seulottava. Tarkoituksena on suodattaa suuret hiukkaset, saostaa ja poistaa ferromagneettiset ja muut aineet. Suuret hiukkaset vaikuttavat pinnoitteeseen ja voivat aiheuttaa akun liiallisen itsepurkautumisen tai oikosulkuvariskin; liian suuri ferromagneettisen materiaalin määrä lietteessä voi aiheuttaa akun liiallisen itsepurkautumisen ja muita vikoja. Tämän litiumpariston tuotantoprosessin prosessivaatimukset ovat: lämpötila ≤ 40 °C, kosteus ≤ 25 % RH, seulakoko ≤ 100 mesh ja hiukkaskoko ≤ 15 μm.

Negatiivinen elektrodiAinesosat Litium-akun negatiivinen elektrodi koostuu aktiivisesta materiaalista, johtavasta aineesta, sideaineesta ja dispergointiaineesta. Ensin on varmistettava raaka-aineet. Perinteinen anodijärjestelmä on vesipohjainen sekoitusprosessi (liuotin on deionisoitu vesi), joten raaka-aineille ei ole erityisiä kuivausvaatimuksia. Litium-akun tuotantoprosessi vaatii deionisoidun veden johtavuuden olevan ≤1us/cm. Työpajan vaatimukset: lämpötila ≤40℃, kosteus ≤25%RH. Valmistele liima. Kun raaka-aineet on määritetty, liima (koostuu CMC:stä ja vedestä) on ensin valmistettava. Tässä vaiheessa kaadetaan grafiitti C ja johtava aine sekoittimeen kuivasekoitusta varten. On suositeltavaa olla imuroimatta tai kytkemättä päälle kiertovettä, koska hiukkaset puristuvat, hierotaan ja kuumenevat kuivasekoituksen aikana. Pyörimisnopeus on alhainen 15~20rpm, kaapimista ja jauhamista tehdään 2-3 kertaa ja niiden välinen aika on ≈15min. Kaada liima sekoittimeen ja aloita imurointi (≤-0.09mpa). Purista kumia hitaalla nopeudella 15–20 rpm kaksi kertaa, säädä sitten nopeutta (hidas nopeus 35 rpm, suuri nopeus 1200–1500 rpm) ja anna sekoittua noin 15–60 minuuttia kunkin valmistajan käyttämän märkäprosessin mukaan. Lopuksi kaada SBR tehosekoittimeen. Hidas sekoitusnopeus on suositeltavaa, koska SBR on pitkäketjuinen polymeeri. Jos pyörimisnopeus on liian nopea pitkään, molekyyliketju katkeaa helposti ja menettää aktiivisuutensa. On suositeltavaa sekoittaa hitaalla nopeudella 35–40 rpm ja korkealla nopeudella 1200–1800 rpm 10–20 minuutin ajan. Testaa viskositeetti (2000–4000 mPa.s), hiukkaskoko (35 μm ≤), kiintoainepitoisuus (40–70 %), tyhjiöaste ja seulakoko (≤100 mesh). Spesifiset prosessiarvot vaihtelevat materiaalin fysikaalisten ominaisuuksien ja sekoitusprosessin mukaan. Työpajan vaatima lämpötila on ≤30 ℃ ja kosteus ≤25 % RH. Katodipinnoitus Litiumpariston valmistusprosessissa katodiliete puristetaan tai ruiskutetaan alumiinivirrankerääjän AB-pinnalle yhden pinnan tiheydellä ≈20–40 mg/cm2 (kolmikomponenttinen litiumparistotyyppi). Uunin lämpötila on yleensä yli 4–8 solmua, ja kunkin osan paistolämpötilaa säädetään 95–120 °C:n välille todellisten tarpeiden mukaan, jotta vältetään poikittaiset halkeamat ja liuottimen tippuminen paistohalkeilun aikana. Siirtopinnoitustelan nopeussuhde on 1,1–1,2, ja rakoa ohennetaan 20–30 μm:llä, jotta vältetään tarran liiallinen tiivistyminen akun syklin aikana tapahtuvan hännättömyyden vuoksi, mikä voi johtaa litiumin saostumiseen. Pinnoitteen kosteus ≤2000–3000 ppm (materiaalista ja prosessista riippuen). Työpajan positiivisen elektrodin lämpötila on ≤30 ℃ ja kosteus ≤25 %. Kaaviokuva on seuraava: Päällystenauhan kaaviokuva.

Thelitium-akkujen valmistusprosessinegatiivisen elektrodin pinnoiteviittaa negatiivisen elektrodilietteen puristamiseen tai suihkuttamiseen kuparivirrankerääjän AB-pinnalle. Yksittäisen pinnan tiheys ≈ 10~15 mg/cm2. Pinnoitusuunin lämpötilassa on yleensä 4-8 osiota (tai enemmän), ja kunkin osan paistolämpötila on 80℃~105℃. Sitä voidaan säätää todellisten tarpeiden mukaan paistohalkeamien ja poikittaisten halkeamien välttämiseksi. Siirtotelan nopeussuhde on 1,2-1,3, rako on ohennettu 10-15 µm, maalipitoisuus on ≤3000 ppm, negatiivisen elektrodin lämpötila työpajassa on ≤30℃ ja kosteus on ≤25%. Kun positiivisen levyn positiivinen pinnoite on kuivunut, rumpu on kohdistettava prosessiajan kuluessa. Telaa käytetään elektrodilevyn (sidoksen massa tilavuusyksikköä kohti) tiivistämiseen. Tällä hetkellä litium-akkujen valmistusprosessissa on kaksi positiivisen elektrodin puristusmenetelmää: kuumapuristus ja kylmäpuristus. Kylmäpuristukseen verrattuna kuumapuristuksella on suurempi tiivistyminen ja alhaisempi palautumisnopeus. Kylmäpuristusprosessi on kuitenkin suhteellisen yksinkertainen ja helppokäyttöinen. Valssin pääasiallinen ominaisuus on saavuttaa seuraavat prosessiarvot: tiivistymistiheys, palautumisnopeus ja venymä. Samalla on huomattava, että tangon pinnalle ei saa tulla hauraita siruja, kovia kokkareita, pudonneita materiaaleja, aaltoilevia reunoja jne., eikä rakoihin saa muodostua murtumia. Tällä hetkellä työpajaympäristön lämpötila on ≤23 ℃ ja kosteus ≤25 %. Nykyisten perinteisten materiaalien todellinen tiheys:

Yleisesti käytetty tiivistys:

Rebound-nopeus: yleinen rebound 2-3 μm

Venymä: Positiivinen elektrodilevy on yleensä ≈1,002

Kun positiivisen elektrodin rulla on valmis, seuraava vaihe on jakaa koko elektrodikappale pieniksi saman levyisiksi suikaleiksi (akun korkeuden mukaan). Leikatessa on kiinnitettävä huomiota napakappaleen purseihin. Napakappaleet on tarkastettava perusteellisesti X- ja Y-suunnassa purseiden varalta kaksiulotteisella laitteistolla. Pituussuuntaisen purseiden pituuden prosessi Y≤1/2 H kalvon paksuus. Työpajan ympäristön lämpötilan tulisi olla ≤23 ℃ ja kastepisteen ≤-30 ℃. Litium-akun negatiivisten elektrodilevyjen valmistusprosessi on sama kuin positiivisten elektrodien, mutta prosessisuunnittelu on erilainen. Työpajan ympäristön lämpötilan tulisi olla ≤23 ℃ ja kosteuden ≤25 %. Yleisten negatiivisten elektrodimateriaalien todellinen tiheys:

Yleisesti käytetty negatiivisen elektrodin tiivistysmenetelmä: Palautumisnopeus: Yleinen palautumisnopeus 4-8 µm Venymä: Positiivinen levy yleensä ≈ 1,002 Litium-akun positiivisen elektrodin kuorinnan tuotantoprosessi on samanlainen kuin positiivisen elektrodin kuorintaprosessi, ja molemmissa on hallittava purseita X- ja Y-suunnissa. Työpajan ympäristön lämpötilan tulisi olla ≤23 ℃ ja kastepisteen ≤-30 ℃. Kun positiivinen levy on valmis kuorittavaksi, se on kuivattava (120 °C), minkä jälkeen alumiinilevy hitsataan ja pakataan. Tämän prosessin aikana on otettava huomioon kielekkeen pituus ja muovausleveys. Esimerkkinä **650-malli (kuten 18650-akku) paljailla kielekkeillä varustetussa suunnittelussa on pääasiassa otettava huomioon katodikielekkeiden kohtuullinen yhteistyö kannen ja valssiuran hitsauksen aikana. Jos napakielekkeet ovat paljaina liian kauan, napakielekkeiden ja teräskuoren välille voi helposti syntyä oikosulku valssausprosessin aikana. Jos liitin on liian lyhyt, korkkia ei voida juottaa. Tällä hetkellä on olemassa kahdenlaisia ​​ultraäänihitsauspäitä: lineaarisia ja pistemäisiä. Kotitalousprosesseissa käytetään enimmäkseen lineaarisia hitsauspäitä ylivirran ja hitsauslujuuden huomioon ottamiseksi. Lisäksi juotosliuskojen peittämiseen käytetään korkean lämpötilan liimaa, pääasiassa metallipurseiden ja metallijätteiden aiheuttamien oikosulkujen välttämiseksi. Työpajan ympäristön lämpötilan tulisi olla ≤23 ℃, kastepisteen ≤-30 ℃ ja katodin kosteuspitoisuuden ≤500-1000 ppm.

Negatiivisen levyn valmisteluNegatiivinen levy on kuivattava (105–110 °C), minkä jälkeen nikkelilevyt hitsataan ja pakataan. Myös juotosliuskan pituus ja muovausleveys on otettava huomioon. Työpajan ympäristön lämpötilan tulisi olla ≤23 ℃, kastepisteen ≤-30 ℃ ja negatiivisen elektrodin kosteuspitoisuuden ≤500–1000 ppm. Käämitys tarkoittaa erottimen, positiivisen elektrodin ja negatiivisen elektrodin levyn kelaamista rautasydämeksi kelauskoneella. Periaatteena on kääriä positiivinen elektrodi negatiiviseen elektrodiin ja erottaa sitten positiivinen ja negatiivinen elektrodi erottimen avulla. Koska perinteisen järjestelmän negatiivinen elektrodi on akun ohjauselektrodi, kapasiteetti on suurempi kuin positiivisen elektrodin, joten muodostuslatauksen aikana positiivisen elektrodin Li+ voidaan varastoida negatiivisen elektrodin "tyhjiössä". Käämityksen aikana on kiinnitettävä erityistä huomiota käämitysjännitykseen ja napakenkien järjestelyyn. Liian pieni käämitysjännitys vaikuttaa sisäiseen resistanssiin ja kotelon työntönopeuteen. Liiallinen jännitys voi johtaa oikosulkuun tai lohkeamiseen. Kohdistus viittaa negatiivisen elektrodin, positiivisen elektrodin ja erottimen suhteelliseen sijaintiin. Negatiivisen elektrodin leveys on 59,5 mm, positiivisen elektrodin leveys 58 mm ja erottimen leveys 61 mm. Nämä kolme on kohdistettu toiston aikana oikosulkujen välttämiseksi. Käämityksen kireys on yleensä 0,08–0,15 MPa positiiviselle navalle, 0,08–0,15 MPa negatiiviselle navalle, 0,08–0,15 MPa ylemmälle kalvolle ja 0,08–0,15 MPa alemmalle kalvolle. Tarkat säädöt riippuvat laitteesta ja prosessista. Työpajan ympäristön lämpötila on ≤23 ℃, kastepiste ≤-30 ℃ ja kosteuspitoisuus ≤500–1000 ppm.

Ennen kuin koteloitu akkusydän asennetaan koteloon, vaaditaan 200–500 V:n Hi-Pot-testi (jolla testataan, onko korkeajänniteakussa oikosulku), ja pölyn hallitsemiseksi tarvitaan myös imurointia. Litium-akkujen kolme tärkeintä hallintakohtaa ovat kosteus, purseet ja pöly. Kun edellinen prosessi on suoritettu, aseta alempi tiiviste akun ytimen pohjaan, taivuta positiivinen elektrodilevy niin, että pinta on akun ytimen käämitysreiän kohdalla, ja lopuksi aseta se pystysuoraan teräs- tai alumiinikuoreen. Esimerkiksi tyypin 18650 ulkohalkaisija on ≈ 18 mm + korkeus ≈ 71,5 mm. Kun käämityn ytimen poikkileikkauspinta-ala on pienempi kuin teräskotelon sisäinen poikkileikkauspinta-ala, teräskotelon asennusaste on noin 97–98,5 %. Koska napakappaleen palautumiskerroin ja nesteen tunkeutumisaste myöhemmän ruiskutuksen aikana on otettava huomioon. Sama prosessi kuin pinta-alustassa sisältää yläaluslevyn kokoamisen. Työpajan ympäristön lämpötilan tulisi olla ≤23 ℃ ja kastepisteen ≤-40 ℃.

VieriväJuotosnasta (yleensä kuparista tai seoksesta valmistettu) asetetaan juotosytimen keskelle. Yleisesti käytettyjen hitsausnastojen koko on Φ2,5 * 1,6 mm, ja negatiivisen elektrodin hitsauslujuuden tulisi olla ≥12 N, jotta se voidaan hyväksyä. Jos se on liian alhainen, se aiheuttaa helposti virtuaalijuotoksen ja liiallisen sisäisen vastuksen. Jos se on liian korkea, teräskuoren pinnalla oleva nikkelikerros on helppo hitsata pois, mikä johtaa juotosliitoksiin ja piileviin vaaroihin, kuten ruosteeseen ja vuotoihin. Yksinkertainen tapa ymmärtää valssausura on kiinnittää kierretty akun ydin koteloon ilman ravistelua. Tämän litiumpariston valmistusprosessissa on kiinnitettävä erityistä huomiota poikittaisen puristusnopeuden ja pitkittäisen puristusnopeuden yhteensovittamiseen, jotta vältetään kotelon leikkaaminen liian suurella poikittaisella nopeudella. Loven nikkelikerros putoaa, jos pitkittäisnopeus on liian suuri, tai loven korkeus ja tiivistys kärsivät. On tarpeen tarkistaa, ovatko uran syvyyden, ulottuvuuden ja uran korkeuden prosessiarvot standardien mukaisia ​​(käytännön ja teoreettisten laskelmien avulla). Yleisiä liesitasojen kokoja ovat 1,0, 1,2 ja 1,5 mm. Valssausuran valmistuttua koko kone on imuroitava uudelleen metallijätteiden välttämiseksi. Tyhjiöasteen tulisi olla ≤-0,065 MPa ja imurointiajan 1–2 sekuntia. Tämän työpajan ympäristön lämpötilavaatimukset ovat ≤23 ℃ ja kastepiste ≤-40 ℃. Akun ytimen paistaminen Kun sylinterimäiset akkulevyt on valssattu ja uritettu, seuraava litium-akun tuotantoprosessi on erittäin tärkeä: paistaminen. Akkukennojen valmistuksen aikana lisätään tietty määrä kosteutta. Jos kosteutta ei voida hallita vakioalueella ajassa, akun suorituskyky ja turvallisuus heikkenevät vakavasti. Yleensä paistamiseen käytetään automaattista tyhjiöuunia. Järjestä paistettavat kennot siististi, laita kuivausaine uuniin, aseta parametrit ja nosta lämpötila 85 °C:een (esimerkkinä litiumrautafosfaattiparistot). Seuraavat ovat paistostandardit useille eri akkukennojen spesifikaatioille:

Nesteen injektioLitium-akun valmistusprosessiin kuuluu paistettujen akkukennojen kosteustestaus. Vasta kun edelliset paistostandardit on täytetty, voidaan siirtyä seuraavaan vaiheeseen: elektrolyytin injektoimiseen. Aseta paistetut akut nopeasti tyhjiöhansikaskaappiin, punnitse ja kirjaa paino ylös, aseta ruiskutuskuppi paikalleen ja lisää suunniteltu määrä elektrolyyttiä kuppiin (yleensä suoritetaan nesteessä upotettu akkutesti: aseta akku kupin keskelle). Aseta akun ydin elektrolyyttiin, liota sitä jonkin aikaa, testaa akun suurin nesteenimukyky (yleensä täytä neste kokeellisen tilavuuden mukaan), laita se tyhjiölaatikkoon tyhjiöimään (tyhjiöaste ≤ -0,09 MPa) ja kiihdytä elektrolyytin tunkeutumista elektrodiin. Useiden syklien jälkeen poista akun osat ja punnitse ne. Laske, täyttääkö injektointimäärä suunnitellun arvon. Jos se on pienempi, se on täydennettävä. Jos sitä on liikaa, kaada ylimääräinen pois, kunnes se täyttää suunnitellut vaatimukset. Hansikaskaappiympäristön lämpötila on ≤23 ℃ ja kastepiste ≤-45 ℃.

HitsausLitium-ioniakun valmistusprosessin aikana akun kansi tulee asettaa etukäteen hansikaslokeroon ja kiinnittää akun kansi superhitsauskoneen alempaan muottiin yhdellä kädellä ja pitää akun ydintä toisella kädellä. Kohdista akun kennon positiivinen napa kannen liittimen ulokkeeseen. Kun olet varmistanut, että positiivinen napa on linjassa kannen liittimen ulokkeen kanssa, astu ultraäänihitsauskoneeseen. Paina sitten hitsauskoneen jalkakytkintä. Tämän jälkeen akkuyksikkö tulee tarkastaa perusteellisesti juotosliuskojen hitsausvaikutuksen varmistamiseksi.

Tarkista, ovatko juotosliuskat linjassa.

Vedä juotosliuskaa varovasti nähdäksesi, onko se löysällä.

Akut, joiden akkukansi ei ole tiukasti hitsattu kiinni, on hitsattava uudelleen.