Con il rapido sviluppo delbatteria al litioNell'industria, gli scenari applicativi delle batterie al litio continuano ad espandersi e diventano un dispositivo energetico indispensabile nella vita e nel lavoro delle persone.Quando si tratta del processo di produzione dei produttori di batterie al litio personalizzate, il processo di produzione delle batterie al litio comprende principalmente ingredienti, rivestimento, rivestimento, preparazione, avvolgimento, sgranatura, laminazione, cottura al forno, iniezione di liquidi, saldatura, ecc. Di seguito vengono introdotti i punti chiave di il processo di produzione delle batterie al litio.Ingredienti dell'elettrodo positivo L'elettrodo positivo delle batterie al litio è composto da materiali attivi, agenti conduttivi, adesivi, ecc. Innanzitutto, le materie prime vengono confermate e cotte.In generale, l'agente conduttivo deve essere cotto a ≈120℃ per 8 ore, mentre l'adesivo PVDF deve essere cotto a ≈80℃ per 8 ore.La necessità o meno di cottura ed essiccazione dei materiali attivi (LFP, NCM, ecc.) dipende dallo stato delle materie prime.Attualmente, l'officina generale delle batterie al litio richiede una temperatura ≤40℃ e un'umidità ≤25%RH.Una volta completata l'asciugatura, la colla PVDF (solvente PVDF, soluzione NMP) deve essere preparata in anticipo.La qualità della colla PVDF è fondamentale per la resistenza interna e le prestazioni elettriche della batteria.I fattori che influenzano l'applicazione della colla includono la temperatura e la velocità di agitazione.Maggiore è la temperatura, l'ingiallimento della colla influenzerà l'adesione.Se la velocità di miscelazione è troppo elevata, la colla può danneggiarsi facilmente.La velocità di rotazione specifica dipende dalla dimensione del disco di dispersione.In generale, la velocità lineare del disco di dispersione è di 10-15 m/s (a seconda dell'attrezzatura).A questo punto, è necessario che il serbatoio di miscelazione apra l'acqua circolante e la temperatura dovrebbe essere ≤30°C.

Aggiungere l'impasto liquido del catodo in lotti.In questo momento, devi prestare attenzione all'ordine di aggiunta dei materiali.Aggiungere prima il materiale attivo e l'agente conduttivo, mescolare lentamente, quindi aggiungere la colla.Anche il tempo di alimentazione e il rapporto di alimentazione devono essere rigorosamente implementati in base al processo di produzione della batteria al litio.In secondo luogo, la velocità di rotazione e la velocità di rotazione dell'attrezzatura devono essere rigorosamente controllate.In generale, la velocità lineare di dispersione dovrebbe essere superiore a 17 m/s.Ciò dipende dalle prestazioni del dispositivo.I diversi produttori variano notevolmente.Controllare anche il vuoto e la temperatura della miscelazione.In questa fase è necessario rilevare regolarmente la dimensione delle particelle e la viscosità del liquame.La dimensione delle particelle e la viscosità sono strettamente correlate al contenuto solido, alle proprietà del materiale, alla sequenza di alimentazione e al processo di produzione della batteria al litio.Al momento, il processo convenzionale richiede una temperatura ≤30℃, un'umidità ≤25%RH e un grado di vuoto ≤-0,085mpa.Trasferire la sospensione in un serbatoio di trasferimento o in un negozio di verniciatura.Dopo che il liquame è stato trasferito, deve essere vagliato.Lo scopo è filtrare particelle di grandi dimensioni, precipitare e rimuovere sostanze ferromagnetiche e di altro tipo.Le particelle di grandi dimensioni intaccheranno il rivestimento e potrebbero causare un'eccessiva autoscarica della batteria o il rischio di cortocircuito;una quantità eccessiva di materiale ferromagnetico nell'impasto liquido può causare un'autoscarica eccessiva della batteria e altri difetti.I requisiti di processo di questo processo di produzione di batterie al litio sono: temperatura ≤ 40°C, umidità ≤ 25% RH, dimensione della maglia dello schermo ≤ 100 mesh e dimensione delle particelle ≤ 15um.

Elettrodo negativoingredienti L'elettrodo negativo della batteria al litio è composto da materiale attivo, agente conduttivo, legante e disperdente.Innanzitutto, conferma le materie prime.Il sistema anodico tradizionale è un processo di miscelazione a base di acqua (il solvente è acqua deionizzata), quindi non esistono requisiti speciali di essiccazione per le materie prime.Il processo di produzione delle batterie al litio richiede che la conduttività dell'acqua deionizzata sia ≤1us/cm.Requisiti dell'officina: temperatura ≤40℃, umidità ≤25%RH.Preparare la colla.Dopo aver determinato le materie prime, è necessario preparare prima la colla (composta da CMC e acqua).A questo punto versare la grafite C e l'agente conduttivo in un mixer per la miscelazione a secco.Si consiglia di non aspirare o attivare la circolazione dell'acqua, poiché le particelle vengono estruse, strofinate e riscaldate durante la miscelazione a secco.La velocità di rotazione è bassa, 15~20 giri/min, il ciclo di raschiatura e molatura è 2-3 volte e l'intervallo di tempo è ≈15 minuti.Versare la colla nel mixer e iniziare ad aspirare (≤-0,09 mpa).Premere la gomma a bassa velocità di 15~20 giri/min per 2 volte, quindi regolare la velocità (bassa velocità 35 giri/min, alta velocità 1200~1500 giri/min) e far funzionare per circa 15 minuti~60 minuti in base al processo a umido di ciascun produttore.Infine, versare l'SBR nel frullatore.Si consiglia l'agitazione a bassa velocità poiché l'SBR è un polimero a catena lunga.Se la velocità di rotazione è troppo elevata per un lungo periodo, la catena molecolare si romperà facilmente e perderà attività.Si consiglia di agitare a bassa velocità di 35-40 giri al minuto e ad alta velocità di 1200-1800 giri al minuto per 10-20 minuti.Viscosità del test (2000~4000 mPa.s), dimensione delle particelle (35um≤), contenuto solido (40-70%), grado di vuoto e rete dello schermo (≤100 mesh).I valori di processo specifici varieranno a seconda delle proprietà fisiche del materiale e del processo di miscelazione.L'officina richiede una temperatura ≤30℃ e un'umidità ≤25%RH.Rivestimento Rivestimento del catodo Il processo di produzione della batteria al litio si riferisce all'estrusione o alla spruzzatura dell'impasto liquido del catodo sulla superficie AB del collettore di corrente in alluminio, con una densità superficiale singola di ≈20~40 mg/cm2 (tipo di batteria al litio ternaria).La temperatura del forno è generalmente superiore a 4-8 nodi e la temperatura di cottura di ciascuna sezione viene regolata tra 95°C e 120°C in base alle effettive esigenze per evitare crepe trasversali e gocciolamenti di solvente durante la rottura della cottura.Il rapporto di velocità del rullo di rivestimento di trasferimento è 1,1-1,2 e la posizione dello spazio è ridotta di 20-30 um per evitare un'eccessiva compattazione della posizione dell'etichetta dovuta allo scodamento durante il ciclo della batteria, che potrebbe portare alla precipitazione del litio.Umidità del rivestimento ≤2000-3000 ppm (a seconda del materiale e del processo).La temperatura dell'elettrodo positivo in officina è ≤30℃ e l'umidità è ≤25%.Il diagramma schematico è il seguente: Diagramma schematico del nastro di rivestimento

ILproduzione di batterie al litioprocesso dirivestimento dell'elettrodo negativosi riferisce all'estrusione o alla spruzzatura di un impasto di elettrodo negativo sulla superficie AB del collettore di corrente in rame.Densità superficiale singola ≈ 10~15 mg/cm2.La temperatura del forno di rivestimento ha generalmente 4-8 sezioni (o più) e la temperatura di cottura di ciascuna sezione è di 80 ℃ ~ 105 ℃.Può essere regolato in base alle effettive esigenze per evitare crepe di cottura e crepe trasversali.Il rapporto di velocità del rullo di trasferimento è 1,2-1,3, lo spazio è ridotto di 10-15 um, la concentrazione di vernice è ≤3000 ppm, la temperatura dell'elettrodo negativo in officina è ≤30℃ e l'umidità è ≤25%.Dopo che il rivestimento positivo della piastra positiva si è asciugato, il tamburo deve essere allineato entro il tempo del processo.Il rullo viene utilizzato per compattare il foglio di elettrodi (la massa della medicazione per unità di volume).Attualmente esistono due metodi di pressatura con elettrodo positivo nel processo di produzione delle batterie al litio: pressatura a caldo e pressatura a freddo.Rispetto alla spremitura a freddo, la pressatura a caldo presenta una maggiore compattazione e un tasso di rimbalzo inferiore.Tuttavia, il processo di spremitura a freddo è relativamente semplice e facile da utilizzare e controllare.L'attrezzatura principale del rullo è quella di raggiungere i seguenti valori di processo, densità di compattazione, velocità di rimbalzo e allungamento.Allo stesso tempo, va notato che sulla superficie del pezzo di canna non sono ammessi trucioli fragili, grumi duri, materiali caduti, bordi ondulati, ecc. E non sono ammesse rotture negli spazi vuoti.In questo momento, la temperatura dell'ambiente dell'officina: ≤23℃, umidità: ≤25%.La vera densità degli attuali materiali convenzionali:

Compattazione comunemente usata:

Tasso di rimbalzo: rimbalzo generale 2-3 μm

Allungamento: il foglio dell'elettrodo positivo è generalmente ≈1,002

Una volta completato il rotolo dell'elettrodo positivo, il passaggio successivo consiste nel dividere l'intero pezzo dell'elettrodo in piccole strisce della stessa larghezza (corrispondenti all'altezza della batteria).Durante il taglio prestare attenzione alle bave dell'espansione polare.È necessario ispezionare in modo completo le espansioni polari per individuare eventuali bave nelle direzioni X e Y con l'aiuto di apparecchiature bidimensionali.Processo di lunghezza della bava longitudinale Y≤1/2 H spessore del diaframma.La temperatura ambiente dell'officina dovrebbe essere ≤23℃ e il punto di rugiada dovrebbe essere ≤-30℃.Il processo di produzione dei fogli di elettrodi negativi per i fogli di elettrodi negativi delle batterie al litio è lo stesso di quello degli elettrodi positivi, ma la progettazione del processo è diversa.La temperatura ambiente dell'officina dovrebbe essere ≤23℃ e l'umidità dovrebbe essere ≤25%.Densità reale dei comuni materiali degli elettrodi negativi:

Compattazione dell'elettrodo negativo comunemente usato: Tasso di rimbalzo: rimbalzo generale 4-8um Allungamento: piastra positiva generalmente ≈ 1.002 Il processo di produzione dello spelatura dell'elettrodo positivo della batteria al litio è simile al processo di spelatura dell'elettrodo positivo ed entrambi devono controllare le bave nella X e Direzioni Y.La temperatura ambiente dell'officina dovrebbe essere ≤23℃ e il punto di rugiada dovrebbe essere ≤-30℃.Dopo che la piastra positiva è pronta per essere spellata, è necessario asciugarla (120°C), quindi il foglio di alluminio viene saldato e imballato.Durante questo processo è necessario considerare la lunghezza della linguetta e la larghezza dello stampaggio.Prendendo come esempio il design **650 (come la batteria 18650), il design con le linguette esposte deve principalmente considerare la ragionevole cooperazione delle linguette del catodo durante la saldatura del cappuccio e della scanalatura per rullatura.Se le linguette polari rimangono esposte per troppo tempo, durante il processo di laminazione può facilmente verificarsi un cortocircuito tra le linguette polari e il guscio in acciaio.Se il capocorda è troppo corto, il cappuccio non può essere saldato.Attualmente esistono due tipi di teste di saldatura ad ultrasuoni: lineari e puntiformi.I processi domestici utilizzano principalmente teste di saldatura lineari per considerazioni sulla sovracorrente e sulla resistenza della saldatura.Inoltre, per coprire le linguette di saldatura viene utilizzata colla ad alta temperatura, principalmente per evitare il rischio di cortocircuiti causati da bave e detriti metallici.La temperatura ambiente dell'officina dovrebbe essere ≤23℃, il punto di rugiada dovrebbe essere ≤-30℃ e il contenuto di umidità del catodo dovrebbe essere ≤500-1000 ppm.

Preparazione della piastra negativaLa lastra negativa deve essere essiccata (105-110°C), quindi i fogli di nichel vengono saldati e confezionati.È necessario considerare anche la lunghezza della linguetta di saldatura e la larghezza di formatura.La temperatura ambiente dell'officina dovrebbe essere ≤23℃, il punto di rugiada dovrebbe essere ≤-30℃ e il contenuto di umidità dell'elettrodo negativo dovrebbe essere ≤500-1000 ppm.L'avvolgimento consiste nell'avvolgere il separatore, il foglio dell'elettrodo positivo e il foglio dell'elettrodo negativo in un nucleo di ferro attraverso una macchina avvolgitrice.Il principio è avvolgere l'elettrodo positivo con l'elettrodo negativo, quindi separare gli elettrodi positivo e negativo attraverso un separatore.Poiché l'elettrodo negativo del sistema tradizionale è l'elettrodo di controllo del progetto della batteria, il progetto della capacità è superiore a quello dell'elettrodo positivo, in modo che durante la carica di formazione, il Li+ dell'elettrodo positivo possa essere immagazzinato nel "posto vacante" di l'elettrodo negativo.È necessario prestare particolare attenzione alla tensione di avvolgimento e alla disposizione delle espansioni polari durante l'avvolgimento.Una tensione dell'avvolgimento troppo piccola influenzerà la resistenza interna e la velocità di inserimento dell'alloggiamento.Una tensione eccessiva può comportare il rischio di cortocircuito o scheggiatura.L'allineamento si riferisce alla posizione relativa dell'elettrodo negativo, dell'elettrodo positivo e del separatore.La larghezza dell'elettrodo negativo è 59,5 mm, l'elettrodo positivo è 58 mm e il separatore è 61 mm.I tre vengono allineati durante la riproduzione per evitare il rischio di cortocircuiti.La tensione dell'avvolgimento è generalmente compresa tra 0,08-0,15Mpa per il polo positivo, 0,08-0,15Mpa per il polo negativo, 0,08-0,15Mpa per il diaframma superiore e 0,08-0,15Mpa per il diaframma inferiore.Le regolazioni specifiche dipendono dall'attrezzatura e dal processo.La temperatura ambiente di questa officina è ≤23℃, il punto di rugiada è ≤-30℃ e il contenuto di umidità è ≤500-1000 ppm.

Prima di installare il nucleo della batteria nel case, è necessario un test Hi-Pot da 200~500 V (per verificare se la batteria ad alta tensione è in cortocircuito) ed è inoltre necessario aspirare per controllare ulteriormente la polvere prima dell'installazione. il caso.I tre principali punti di controllo delle batterie al litio sono umidità, sbavature e polvere.Una volta completato il processo precedente, inserire la guarnizione inferiore nella parte inferiore del nucleo della batteria, piegare il foglio dell'elettrodo positivo in modo che la superficie sia rivolta verso il foro stenopeico dell'avvolgimento del nucleo della batteria e infine inserirlo verticalmente nel guscio di acciaio o di alluminio.Prendendo come esempio il tipo 18650, il diametro esterno ≈ 18 mm + altezza ≈ 71,5 mm.Quando l'area della sezione trasversale del nucleo avvolto è inferiore all'area della sezione trasversale interna della cassa in acciaio, la velocità di inserimento della cassa in acciaio è compresa tra circa il 97% e il 98,5%.Perché è necessario considerare il valore di rimbalzo dell'espansione polare e il grado di penetrazione del liquido durante l'iniezione successiva.Lo stesso processo del sottostrato di superficie comprende l'assemblaggio del sottostrato superiore.La temperatura ambiente dell'officina dovrebbe essere ≤23℃ e il punto di rugiada dovrebbe essere ≤-40℃.

Rotolamentoinserisce un perno di saldatura (solitamente in rame o lega) al centro del nucleo di saldatura.I perni di saldatura comunemente usati sono Φ2,5*1,6 mm e la forza di saldatura dell'elettrodo negativo deve essere ≥ 12 N per essere qualificato.Se è troppo basso, causerà facilmente una saldatura virtuale e un'eccessiva resistenza interna.Se è troppo alto, è facile saldare lo strato di nichel sulla superficie del guscio in acciaio, con conseguenti giunti di saldatura, che portano a pericoli nascosti come ruggine e perdite.La semplice comprensione della scanalatura di rotolamento consiste nel fissare il nucleo della batteria avvolto sull'involucro senza scuoterlo.Nel processo di produzione di questa batteria al litio, è necessario prestare particolare attenzione alla corrispondenza della velocità di estrusione trasversale e della velocità di pressatura longitudinale per evitare di tagliare l'involucro a una velocità trasversale troppo elevata e lo strato di nichel della tacca cadrà se la velocità longitudinale è troppo elevata o l'altezza della tacca ne risentirà e la tenuta sarà compromessa.È necessario verificare se i valori di processo per la profondità, l'estensione e l'altezza della scanalatura sono conformi agli standard (tramite calcoli pratici e teorici).Le dimensioni comuni dei piani cottura sono 1,0, 1,2 e 1,5 mm.Una volta completata la scanalatura di rullatura, l'intera macchina deve essere nuovamente aspirata per evitare detriti metallici.Il grado di vuoto dovrebbe essere ≤-0,065 MPa e il tempo di aspirazione dovrebbe essere 1~2 s.I requisiti di temperatura ambiente di questa officina sono ≤23℃ e il punto di rugiada è ≤-40℃.Cottura del nucleo della batteria Dopo che i fogli cilindrici della batteria sono stati arrotolati e scanalati, il successivo processo di produzione della batteria al litio è molto importante: la cottura.Durante la produzione delle celle della batteria viene introdotta una certa quantità di umidità.Se non è possibile controllare l'umidità entro l'intervallo standard in tempo, le prestazioni e la sicurezza della batteria verranno seriamente compromesse.Generalmente per la cottura viene utilizzato un forno automatico sottovuoto.Disporre ordinatamente le celle da cuocere, inserire l'essiccante nel forno, impostare i parametri e aumentare la temperatura a 85°C (prendendo come esempio le batterie al litio ferro fosfato).Di seguito sono riportati gli standard di cottura per diverse specifiche delle celle della batteria:

Iniezione di liquidiIl processo di produzione delle batterie al litio prevede il test dell’umidità delle celle della batteria cotta.Solo dopo aver raggiunto gli standard di cottura precedenti si può procedere alla fase successiva: l'iniezione dell'elettrolita.Metti rapidamente le batterie cotte nel vano portaoggetti sottovuoto, pesa e registra il peso, metti la tazza per l'iniezione e aggiungi il peso progettato di elettrolita nella tazza (di solito viene eseguito un test della batteria immersa nel liquido: metti la batteria nella tazza mezzo).Mettere il nucleo della batteria nell'elettrolito, immergerlo per un periodo di tempo, testare la massima capacità di assorbimento del liquido della batteria (di solito riempire il liquido in base al volume sperimentale), metterlo in una scatola a vuoto per aspirare (grado di vuoto ≤ - 0.09Mpa) e accelerare la penetrazione dell'elettrolita nell'elettrodo.Dopo diversi cicli, rimuovere i pezzi della batteria e pesarli.Calcolare se il volume di iniezione soddisfa il valore di progetto.Se è inferiore, deve essere reintegrato.Se ce n'è troppo, versa semplicemente l'eccesso finché non soddisfi i requisiti di progettazione.L'ambiente del vano portaoggetti richiede una temperatura ≤23℃ e un punto di rugiada ≤-45℃.

SaldaturaDurante questo processo di produzione della batteria al litio, il coperchio della batteria deve essere posizionato in anticipo nel vano portaoggetti e il coperchio della batteria deve essere fissato sullo stampo inferiore della super saldatrice con una mano e il nucleo della batteria deve essere tenuto con l'altra mano.Allineare il capocorda positivo della cella della batteria con il capocorda del coperchio.Dopo aver confermato che il capocorda positivo è allineato con il capocorda del cappuccio, salire sulla saldatrice a ultrasuoni.Quindi premere l'interruttore a pedale della saldatrice.Successivamente, l'unità batteria deve essere completamente ispezionata per verificare l'effetto di saldatura delle linguette di saldatura.

Osservare se le linguette di saldatura sono allineate.

Tirare delicatamente la linguetta di saldatura per vedere se è allentata.

Le batterie il cui coperchio non è saldato saldamente devono essere saldate nuovamente.