Com es fabriquen les bateries?

Com es fabriquen les bateries?

Com a portador elèctric principal de la nova era energètica, el procés de producció de bateries de liti integra els millors èxits de la ciència de materials, la fabricació de precisió i la tecnologia intel·ligent. Des de la perspectiva de tota la cadena de la indústria, aquest article analitza profundament el procés de producció complet de les bateries de liti des de "pols" fins a "cèl·lula de bateries", que cobreix enllaços clau com la preparació de materials, el recobriment d'elèctrodes, el conjunt de cèl·lules de bateries i les proves de formació i combina els paràmetres de procés i la selecció d'equips per ajudar -vos a dominar la lògica subjacent de la fabricació de bateries de Lithium.

El 70% del rendiment de les bateries de liti està determinada per matèries primeres. La relació i el pretractament de materials actius positius i negatius, agents conductors i aglutinants són el punt de partida del procés de fabricació.

1.1 Preparació de materials d’elèctrodes positius

• Barreja de matèries primeres: L’òxid de cobalt de liti (LCO), el fosfat de ferro de liti (LFP) o el material ternari (NCM) s’utilitza com a matriu i es barreja amb agents conductors (com ara el negre de carboni superconductor) i els enquadernadors (PVDF) en proporció.
• Preparació de la solució de cola: Quan s'utilitza el procés WET, PVDF s'ha de dissoldre en N-metilpirrolidona (NMP) per formar una solució de cola amb viscositat estable (rang de viscositat 2000-4000 mPa · s).
• Dispersió de purins: La dispersió d’alta velocitat es realitza per un mesclador planetari al buit (inferior o igual a -0. 085MPa) per assegurar una distribució uniforme de substàncies actives (mida de partícula inferior o igual a 15 μm).

1.2 Preparació de materials d'elèctrodes negatius

• Pretractament de grafit: El grafit natural\/artificial es barreja amb agent conductor (nanotubs de carboni) i aglutinant (SBR, CMC) després del fresat i cribratge de boles, i s’utilitza un dissolvent aquós (conductivitat d’aigua desionitzada inferior o igual a 1 μs\/cm).
• Control d’estabilitat de purins: El trencament molecular de cadena llarga s’evita mitjançant la barreja escenificada (barreja seca → barreja humida → addició SBR), i la viscositat es controla a 2000-4000 mPa · s.

Equipament clau: màquina de mescla de buit, Nano Sand Mill, dispersor ultrasònic.

El recobriment és el procés bàsic de convertir els purins en fulls d’elèctrodes, que afecta directament la densitat d’energia i la vida ciclista de la bateria.

2.1 Classificació dels processos de recobriment

• Recobriment de fulles:Apte per a purins de contingut sòlid alt (contingut sòlid d’elèctrodes positius 60-70%), precisió de gruix de recobriment ± 1μm.
• Recobriment d'extrusió d'escletxes:S'utilitza per a recobriment ultra-prim (densitat de superfície d'elèctrodes negatives 8-12 mg\/cm²), uniformitat de vora de ± 0. 2mm.

2.2 Control de paràmetres d'assecat

• Cocció d’elèctrodes positius:Disseny de la zona de temperatura de diverses etapes ({95-120 grau), residu de dissolvent inferior o igual a 2000ppm, per evitar que s'esquerda i "efecte de pell de taronja".
• Coure elèctrode negatiu:Assecat a baixa temperatura (80-105 grau), eviteu l’oxidació del grafit, el control de la humitat inferior o igual a 3000 ppm.

Dificultats tècniques: aprimant la vora de la fulla d’elèctrodes (aprimament d’elèctrodes positius 20-30 μm, elèctrode negatiu 10-15 μm), per evitar la concentració d’estrès a la zona de l’oïda i provocar precipitació de liti.

L’elèctrode recobert ha de ser compactat, tallant -se i soldadura de pestanya de bateries per formar un conjunt d’elèctrodes normalitzat.

3.1 Procés de rodatge

• Premeu i premsat en calent:La premsa calenta (80-120 grau) pot augmentar la densitat de compactació (LFP arriba a 2. 4-2. 6G\/cm³) i reduir la velocitat de rebot (elèctrode positiu inferior o igual a 3μm).
• Control d’allargament:Elèctrode positiu inferior o igual a {{0}}. 2%, elèctrode negatiu inferior o igual al 0,12%, per evitar el trencament durant el bobinat.

3.2 Sliting i soldadura de pestanyes

• Slitting Burr Detection:S'utilitza un instrument de mesura de l'element secundari làser, una alçada de BURR inferior o igual a 1\/2 de gruix de diafragma (com el diafragma de 20 μm, Burr inferior o igual a 10 μm).
• Soldadura per ultrasons:Resistència positiva de soldadura per l'orella d'alumini superior o igual a 8n\/mm², l'orella de pol de níquel negatiu utilitza cap de soldadura lineal per evitar danys sobre sobrecrentament.

Equipament clau:Premsa de corrons d'alta precisió,màquina de tallar elèctrodes, Màquina de soldadura per tabes de la bateria.

El disseny de laminació precís de fulls d’elèctrodes i diafragmes és la garantia principal de la seguretat de les cèl·lules de la bateria i la densitat d’energia.

4.1 Procés de bobinatge

• Control de tensió:Tensió d’elèctrodes positives {{0}}. 08-0.
• Precisió de l'alineació:Amplada de l'elèctrode negatiu> Elèctrode positiu 1,5 mm (com ara l'elèctrode positiu 58mm i l'elèctrode negatiu 59,5mm), la desviació del centre de diafragma inferior o igual a ± 0. 3mm.

4.2 Injecció de petxines i líquids

• Assecat al buit:Cocció de 80 graus durant 4 hores, contingut d’humitat inferior o igual a 500 ppm, per evitar la descomposició d’electròlits.
• Injecció d’electròlits:Protecció de nitrogen a la caixa de guants (contingut d’oxigen inferior o igual a 1 0 ppm), error d’injecció inferior o igual a ± 0,1g, temps d’immersió superior o igual a 8 hores.

Avanç tècnic:El procés d’apilament substitueix el bobinatge (com la bateria de la fulla), la taxa d’ús de l’espai va augmentar en més d’un 15%.

La cèl·lula de la bateria ha de sotmetre’s a processament complex com la formació, la divisió de capacitat i l’envelliment abans que es pugui transformar en un producte acabat qualificat.

5.1 Procés de formació

• Primera càrrega i descàrrega:0. 02C Activació de corrent petit (tensió 3. 0-4. 2V), la temperatura de formació de pel·lícules SEI es controla a 25 ± 2 graus.
• Tractament d’escapament:Pressurització a alta temperatura (6 0 grau \/0.5mpa) per descarregar gas residual i reduir la velocitat d’expansió.

5.2 Classificació i projecció de la capacitat

• Classificació de la capacitat:0. 5c Cicle de càrrega i descàrrega, desviació de capacitat inferior o igual a ± 3%, diferència de resistència interna inferior o igual al 5%.
• Test de valor k:La caiguda de tensió inferior o igual a 5mV després de mantenir-se durant 72 hores, cribrant cèl·lules anormals de la bateria autodiscogràfica.

Actualització intel·ligent:El sistema d’inspecció visual d’AI aconsegueix una taxa de detecció de defectes de peça de pols (taques negres, rascades) més gran o igual al 99,9%.

"Classificació de la capacitat: Durant el procés de fabricació de bateries, per raons de procés, la capacitat real de la bateria no pot ser del tot consistent. El procés de classificació de bateries per capacitat mitjançant determinades proves de càrrega i descàrrega mitjançantEquips de prova de descàrrega de càrrega de la baterias'anomena classificació de la capacitat ".

Homogenització de materials d’elèctrodes positius i negatius ➯ Recobriment d’elèctrodes ➯ Enrotllament d’elèctrodes ➯ Slit de l’elèctrode ➯ Assecat d’elèctrodes ➯ Cobriment d’elèctrodes ➯ Inserció del rotlle de gelea en

"Formació de la bateria:Després que la bateria muntada tingui un cert corrent, s’estimulen els materials actius dels elèctrodes positius i negatius de la bateria i, finalment, el procés electroquímic que fa que la bateria tingui capacitat de descàrrega s’anomena formació. La bateria només es pot utilitzar com a font d'alimentació després de la formació. "

La producció de bateries de liti ha de tenir en compte l’eficiència i la sostenibilitat i la gestió de bucle tancat és necessària des de la recuperació de pols fins al tractament d’aigües residuals.

6.1 Sistema de recuperació de pols

• Pols d’elèctrodes positius:Eliminació de pols de la bossa + adsorció de carboni activat, taxa de recuperació superior o igual al 98%.
• Recuperació de NMP:Purificació de la torre de destil·lació, taxa de reutilització de dissolvents superior o igual al 95%.

6.2 Tractament d’aigües residuals

• Aigües residuals que contenen fluor:Precipitació química + tractament d’osmosi inversa, concentració d’ions de fluor inferior o igual a 10mg\/L.
• Fangs de grafit:Calcinació a alta temperatura per preparar grafit reciclat, taxa d’ús de recursos superior o igual al 80%.

Procés de bateria d’estat sòlid:La tecnologia dels elèctrodes secs elimina l’ús de dissolvents i redueix el consum d’energia en un 40%.
Fabricació extrema:4680 Cèl·lula de bateries cilíndriques grans amb disseny d'orella completa, el cicle de producció s'incrementa a 300 ppm.
Twin digital:Simulació virtual de tot el procés des de la dispersió de purins fins a la formació, reduint els costos d’assaig i d’error en un 70%.
Des de la dispersió de materials a escala nano fins al control de qualitat intel·ligent, la fabricació de bateries de liti és una simfonia precisa que abasta els nivells de micro i macro.