Med den hurtige udvikling aflithium batteriindustrien fortsætter anvendelsesscenarierne for lithiumbatterier med at udvide sig og bliver en uundværlig energienhed i menneskers liv og arbejde.Når det kommer til produktionsprocessen for kundetilpassede lithiumbatteriproducenter, omfatter lithiumbatteriproduktionsprocessen hovedsageligt ingredienser, belægning, beklædning, klargøring, oprulning, afskalning, valsning, bagning, væskeindsprøjtning, svejsning osv. Det følgende introducerer nøglepunkterne vedr. produktionsprocessen for lithiumbatterier.Positive elektrode ingredienser Den positive elektrode af lithium batterier er sammensat af aktive materialer, ledende midler, klæbemidler osv. Først bekræftes og bages råmaterialerne.Generelt skal det ledende middel bages ved ≈120 ℃ i 8 timer, og klæbemidlet PVDF skal bages ved ≈80 ℃ i 8 timer.Hvorvidt aktive materialer (LFP, NCM osv.) kræver bagning og tørring afhænger af råvarernes tilstand.På nuværende tidspunkt kræver det generelle lithiumbatteriværksted temperatur ≤40℃ og luftfugtighed ≤25%RH.Når tørringen er afsluttet, skal PVDF-lim (PVDF-opløsningsmiddel, NMP-opløsning) forberedes på forhånd.Kvaliteten af ​​PVDF-lim er afgørende for batteriets indre modstand og elektriske ydeevne.Faktorer, der påvirker limpåføring, omfatter temperatur og omrøringshastighed.Jo højere temperatur, limens gulfarvning vil påvirke vedhæftningen.Hvis blandingshastigheden er for høj, kan limen let blive beskadiget.Den specifikke rotationshastighed afhænger af størrelsen af ​​dispersionsskiven.Generelt er dispersionsskivens lineære hastighed 10-15m/s (afhængigt af udstyret).På dette tidspunkt skal blandetanken tænde for det cirkulerende vand, og temperaturen skal være ≤30°C.

Tilsæt katodeopslæmningen i batches.På dette tidspunkt skal du være opmærksom på rækkefølgen af ​​tilføjelse af materialer.Tilsæt først det aktive materiale og det ledende middel, rør langsomt og tilsæt derefter limen.Fodringstiden og fodringsforholdet skal også nøje implementeres i henhold til lithiumbatteriproduktionsprocessen.For det andet skal udstyrets rotationshastighed og rotationshastighed kontrolleres strengt.Generelt skal den lineære dispersionshastighed være over 17m/s.Dette afhænger af enhedens ydeevne.Forskellige producenter varierer meget.Kontroller også vakuum og temperatur af blandingen.På dette stadium skal gyllens partikelstørrelse og viskositet detekteres regelmæssigt.Partikelstørrelsen og viskositeten er tæt forbundet med faststofindholdet, materialeegenskaber, fodringssekvens og lithiumbatterifremstillingsproces.På dette tidspunkt kræver den konventionelle proces temperatur ≤30℃, luftfugtighed ≤25%RH og vakuumgrad ≤-0,085mpa.Overfør gyllen til en overførselsbeholder eller et malerværksted.Efter at gyllen er overført ud, skal den sigtes.Formålet er at filtrere store partikler, udfælde og fjerne ferromagnetiske og andre stoffer.Store partikler vil påvirke belægningen og kan forårsage overdreven selvafladning af batteriet eller risiko for kortslutning;for meget ferromagnetisk materiale i gyllen kan forårsage overdreven selvafladning af batteriet og andre defekter.Proceskravene for denne lithiumbatteriproduktionsproces er: temperatur ≤ 40°C, luftfugtighed ≤ 25% RH, skærmmaskestørrelse ≤ 100 mesh og partikelstørrelse ≤ 15um.

Negativ elektrodeIngredienser Lithiumbatteriets negative elektrode er sammensat af aktivt materiale, ledende middel, bindemiddel og dispergeringsmiddel.Først skal du bekræfte råvarerne.Det traditionelle anodesystem er en vandbaseret blandingsproces (opløsningsmidlet er deioniseret vand), så der er ingen særlige tørringskrav til råvarerne.Lithiumbatteriproduktionsprocessen kræver, at deioniseret vands ledningsevne er ≤1us/cm.Værkstedskrav: temperatur ≤40℃, luftfugtighed ≤25%RH.Forbered lim.Efter at råvarerne er bestemt, skal limen (sammensat af CMC og vand) først klargøres.På dette tidspunkt hældes grafit C og ledende middel i en blander til tørblanding.Det anbefales ikke at støvsuge eller tænde for cirkulerende vand, da partiklerne ekstruderes, gnides og opvarmes under tørblanding.Rotationshastigheden er lav hastighed 15~20rpm, skrabe- og slibecyklussen er 2-3 gange, og intervaltiden er ≈15min.Hæld limen i mixeren og start støvsugningen (≤-0,09 mpa).Klem gummiet ved en lav hastighed på 15~20rpm i 2 gange, juster derefter hastigheden (lav hastighed 35rpm, høj hastighed 1200~1500rpm), og kør i ca. 15min~60min i henhold til hver producents våde proces.Hæld til sidst SBR i blenderen.Lavhastighedsomrøring anbefales, da SBR er en langkædet polymer.Hvis rotationshastigheden er for høj i lang tid, vil molekylkæden let bryde og miste aktivitet.Det anbefales at røre ved en lav hastighed på 35-40 rpm og en høj hastighed på 1200-1800 rpm i 10-20 minutter.Testviskositet (2000~4000 mPa.s), partikelstørrelse (35um≤), faststofindhold (40-70%), vakuumgrad og sigtemaske (≤100 mesh).Specifikke procesværdier vil variere afhængigt af materialets fysiske egenskaber og blandingsprocessen.Værkstedet kræver temperatur ≤30℃ og luftfugtighed ≤25%RH.Belægning af katodebelægning Fremstillingsprocessen for lithiumbatterier refererer til ekstrudering eller sprøjtning af katodeslammet på AB-overfladen af ​​aluminiumstrømsamleren med en enkelt overfladetæthed på ≈20~40 mg/cm2 (ternær lithiumbatteritype).Ovntemperaturen er generelt over 4 til 8 knob, og bagetemperaturen for hver sektion justeres mellem 95°C og 120°C i henhold til de faktiske behov for at undgå tværgående revner og opløsningsmiddeldryp under bagningsrevnen.Overførselscoatingrullens hastighedsforhold er 1,1-1,2, og spaltepositionen er fortyndet med 20-30um for at undgå overdreven komprimering af etiketpositionen på grund af tailing under battericykling, hvilket kan føre til lithiumudfældning.Belægningsfugtighed ≤2000-3000ppm (afhængig af materiale og proces).Den positive elektrodetemperatur i værkstedet er ≤30℃, og luftfugtigheden er ≤25%.Det skematiske diagram er som følger: Skematisk diagram af belægningstape

Detfremstilling af lithiumbatterierproces afnegativ elektrodebelægninghenviser til ekstrudering eller sprøjtning af negativ elektrodeopslæmning på AB-overfladen af ​​kobberstrømkollektoren.Enkel overfladedensitet ≈ 10~15 mg/cm2.Belægningsovnens temperatur har generelt 4-8 sektioner (eller mere), og bagetemperaturen for hver sektion er 80 ℃ ~ 105 ℃.Den kan justeres efter faktiske behov for at undgå bagning af revner og tværgående revner.Overførselsrullens hastighedsforhold er 1,2-1,3, mellemrummet er fortyndet 10-15um, malingskoncentrationen er ≤3000 ppm, den negative elektrodetemperatur i værkstedet er ≤30℃, og luftfugtigheden er ≤25%.Efter den positive belægning af den positive plade tørrer, skal tromlen justeres inden for procestiden.Rullen bruges til at komprimere elektrodepladen (forbindingens masse pr. volumenhed).I øjeblikket er der to positive elektrodepresningsmetoder i lithiumbatterifremstillingsprocessen: varmpresning og koldpresning.Sammenlignet med koldpresning har varmpresning højere komprimering og lavere tilbageslagshastighed.Koldpresningsprocessen er dog forholdsvis enkel og nem at betjene og styre.Rullens hovedudstyr er at opnå følgende procesværdier, komprimeringstæthed, tilbageslagshastighed og forlængelse.Det skal samtidig bemærkes, at skøre spåner, hårde klumper, nedfaldne materialer, bølgede kanter osv. ikke er tilladt på overfladen af ​​stangstykket, og brud er ikke tilladt i mellemrummene.På dette tidspunkt er værkstedets miljøtemperatur: ≤23℃, fugtighed: ≤25%.Den sande tæthed af nuværende konventionelle materialer:

Almindelig brugt komprimering:

Rebound rate: generel rebound 2-3 μm

Forlængelse: Positiv elektrodeplade er generelt ≈1.002

Når den positive elektroderulle er færdig, er næste trin at dele hele elektrodestykket i små strimler af samme bredde (svarende til batteriets højde).Når du skærer, skal du være opmærksom på stangstykkets grater.Det er nødvendigt at inspicere polstykkerne grundigt for grater i X- og Y-retningerne ved hjælp af todimensionelt udstyr.Langsgående gratlængde proces Y≤1/2 H membrantykkelse.Værkstedets omgivende temperatur skal være ≤23℃, og dugpunktet skal være ≤-30℃.Fremstillingsprocessen for negative elektrodeplader til negative elektrodeplader fra lithiumbatterier er den samme som positive elektroder, men procesdesignet er anderledes.Værkstedets omgivende temperatur skal være ≤23℃, og luftfugtigheden skal være ≤25%.Ægte tæthed af almindelige negative elektrodematerialer:

Almindelig brugt negativ elektrodekomprimering: Rebound rate: Generel rebound 4-8um Forlængelse: Positiv plade generelt ≈ 1.002 Produktionsprocessen for lithium batteri positiv elektrode stripping ligner den positive elektrode stripping proces, og begge skal kontrollere graterne i X og Y retninger.Værkstedets omgivende temperatur skal være ≤23℃, og dugpunktet skal være ≤-30℃.Efter at den positive plade er klar til at blive strippet, skal den positive plade tørres (120°C), og derefter svejses og pakkes aluminiumspladen.Under denne proces skal fanelængde og støbebredde tages i betragtning.Tager man **650-designet (såsom 18650-batteriet) som et eksempel, er designet med blottede flige hovedsageligt at overveje det rimelige samarbejde mellem katodefligene under hætte- og rullerillesvejsning.Hvis stangfligene er udsat for længe, ​​kan der let opstå en kortslutning mellem stangfligene og stålskallen under valseprocessen.Hvis tappen er for kort, kan hætten ikke loddes.På nuværende tidspunkt er der to typer ultralydssvejsehoveder: lineære og punktformede.Indenlandske processer bruger for det meste lineære svejsehoveder på grund af overvejelser om overstrøm og svejsestyrke.Derudover bruges højtemperaturlim til at dække loddefanerne, primært for at undgå risikoen for kortslutninger forårsaget af metalgrater og metalaffald.Værkstedets omgivende temperatur skal være ≤23℃, dugpunktet skal være ≤-30℃, og katodens fugtindhold skal være ≤500-1000ppm.

Forberedelse af negativ pladeNegativpladen skal tørres (105-110°C), derefter svejses og pakkes nikkelpladerne.Loddefliglængde og formningsbredde skal også tages i betragtning.Værkstedets omgivende temperatur skal være ≤23℃, dugpunktet skal være ≤-30℃, og fugtindholdet i den negative elektrode skal være ≤500-1000ppm.Vikling er at vikle separatoren, den positive elektrodeplade og den negative elektrodeplade ind i en jernkerne gennem en viklemaskine.Princippet er at vikle den positive elektrode med den negative elektrode og derefter adskille de positive og negative elektroder gennem en separator.Da den negative elektrode i det traditionelle system er kontrolelektroden i batteridesignet, er kapacitetsdesignet højere end den positive elektrodes, således at under formationsopladning kan Li+ af den positive elektrode lagres i "tomgang" af den negative elektrode.Der skal lægges særlig vægt på viklingsspændingen og polarrangementet ved vikling.For lille viklingsspænding vil påvirke den indre modstand og husets indføringshastighed.Overdreven spænding kan føre til risiko for kortslutning eller afslag.Justering refererer til den relative position af den negative elektrode, positive elektrode og separator.Bredden af ​​den negative elektrode er 59,5 mm, den positive elektrode er 58 mm, og separatoren er 61 mm.De tre er justeret under afspilning for at undgå risikoen for kortslutninger.Viklespændingen er generelt mellem 0,08-0,15Mpa for den positive pol, 0,08-0,15Mpa for den negative pol, 0,08-0,15Mpa for den øvre membran og 0,08-0,15Mpa for den nedre membran.Specifikke justeringer afhænger af udstyret og processen.Den omgivende temperatur på dette værksted er ≤23℃, dugpunktet er ≤-30℃, og fugtindholdet er ≤500-1000ppm.

Før batterikernen med kabinettet installeres i kabinettet, kræves der en Hi-Pot-test på 200~500V (for at teste om højspændingsbatteriet er kortsluttet), og støvsugning er også påkrævet for yderligere at kontrollere støvet, før det installeres i sagen.De tre vigtigste kontrolpunkter for lithium-batterier er fugt, grater og støv.Når den foregående proces er afsluttet, indsæt den nederste pakning i bunden af ​​batterikernen, bøj ​​den positive elektrodeplade, så overfladen vender mod batterikernens viklingsnålehullet, og indsæt den til sidst lodret i stålskallen eller aluminiumsskallen.Tager man type 18650 som eksempel, den ydre diameter ≈ 18 mm + højde ≈ 71,5 mm.Når tværsnitsarealet af den viklede kerne er mindre end det indre tværsnitsareal af stålhuset, er stålhusets indføringshastighed ca. 97% til 98,5%.Fordi polstykkets rebound-værdi og graden af ​​væskegennemtrængning under senere injektion skal tages i betragtning.Samme proces som overfladeunderlaget omfatter montering af det øverste underlag.Værkstedets omgivende temperatur skal være ≤23℃, og dugpunktet skal være ≤-40℃.

Rulningindsætter en loddestift (normalt lavet af kobber eller legering) i midten af ​​loddekernen.Almindeligt anvendte svejsestifter er Φ2,5*1,6mm, og svejsestyrken af ​​den negative elektrode skal være ≥12N for at være kvalificeret.Hvis det er for lavt, vil det let forårsage virtuel lodning og overdreven intern modstand.Hvis det er for højt, er det let at svejse nikkellaget af på overfladen af ​​stålskallen, hvilket resulterer i loddesamlinger, hvilket fører til skjulte farer som rust og lækage.Den enkle forståelse af rullerille er at fastgøre den viklede batterikerne på kabinettet uden at ryste.I fremstillingsprocessen af ​​dette lithiumbatteri skal der lægges særlig vægt på matchningen af ​​den tværgående ekstruderingshastighed og den langsgående pressehastighed for at undgå at skære kabinettet ved en for høj tværgående hastighed, og nikkellaget i hakket vil falde af, hvis den langsgående hastighed er for høj, eller højden af ​​hakket vil blive påvirket, og tætningen vil blive påvirket.Det er nødvendigt at kontrollere, om procesværdierne for rilledybde, forlængelse og rillehøjde er i overensstemmelse med standarderne (ved praktiske og teoretiske beregninger).Almindelige kogeplader er 1,0, 1,2 og 1,5 mm.Efter at rullerillen er færdig, skal hele maskinen støvsuges igen for at undgå metalaffald.Vakuumgraden skal være ≤-0,065Mpa, og støvsugningstiden skal være 1~2s.Kravene til omgivelsestemperaturen på dette værksted er ≤23℃, og dugpunktet er ≤-40℃.Bagning af batterikerne Efter at de cylindriske batteriplader er rullet og rillet, er den næste lithiumbatteriproduktionsproces meget vigtig: bagning.Under produktionen af ​​battericeller indføres en vis mængde fugt.Hvis fugten ikke kan kontrolleres inden for standardområdet i tid, vil batteriets ydeevne og sikkerhed blive alvorligt påvirket.Generelt bruges en automatisk vakuumovn til bagning.Arranger cellerne, der skal bages pænt, sæt tørremidlet i ovnen, indstil parametrene, og hæv temperaturen til 85°C (tag lithiumjernfosfatbatterier som et eksempel).Følgende er bagestandarderne for flere forskellige specifikationer af battericeller:

VæskeindsprøjtningFremstillingsprocessen for lithiumbatterier involverer fugttestning af de bagte battericeller.Først efter at have nået de tidligere bagestandarder kan du fortsætte til næste trin: indsprøjtning af elektrolytten.Sæt hurtigt de bagte batterier i vakuumhandskerummet, vej og noter vægten, sæt injektionskoppen på, og tilsæt den beregnede vægt af elektrolyt i koppen (normalt udføres en batteritest med væske: sæt batteriet i koppen midten).Sæt batterikernen i elektrolytten, læg den i blød i en periode, test batteriets maksimale væskeabsorptionskapacitet (fyld sædvanligvis væsken i henhold til det eksperimentelle volumen), læg den i en vakuumboks for at støvsuge (vakuumgrad ≤ - 0,09Mpa), og fremskynde indtrængning af elektrolytten i elektroden.Efter flere cyklusser skal du fjerne batteristykkerne og veje dem.Beregn om injektionsvolumenet opfylder designværdien.Hvis det er mindre, skal det genopfyldes.Hvis der er for meget, skal du bare hælde det overskydende fra, indtil du opfylder designkravene.Handskerummet kræver temperatur ≤23℃ og dugpunkt ≤-45℃.

SvejsningUnder denne lithiumbatterifremstillingsproces skal batteridækslet placeres i handskerummet på forhånd, og batteridækslet skal fastgøres på supersvejsemaskinens nederste form med den ene hånd, og batterikernen skal holdes med den anden. hånd.Juster battericellens positive klap med dækslets klemme.Efter at have bekræftet, at den positive terminalør er på linje med hættens terminalør, skal du træde på ultralydssvejsemaskinen.Træd derefter på svejsemaskinens fodkontakt.Bagefter skal batterienheden inspiceres fuldstændigt for at kontrollere svejseeffekten af ​​loddefligene.

Vær opmærksom på, om loddefligene er justeret.

Træk forsigtigt i loddetappen for at se, om den er løs.

Batterier, hvis batteridæksel ikke er fastsvejset, skal svejses igen.