Комплетан приручник за процес производње литијумских батерија

Комплетан приручник за процес производње литијумских батерија

Јонске батерије су сложен систем који укључује позитивну електроду, негативну електроду, сепаратор, електролит, колектор струје и везиво, проводни агенс, итд. Реакције укључене укључују електрохемијске реакције позитивних и негативних електрода, литијум јона и електронску проводљивост и дифузију топлоте. Процес производње литијумских батерија је релативно дуг и укључује више од 50 процеса.

Литијумске батерије се према свом облику могу поделити на цилиндричне, квадратне и меке батерије, са одређеним разликама у производним процесима. Међутим, у целини, процес производње литијумских батерија може се поделити на предњи процес (производња електрода), средњи процес (синтеза ћелија) и задњи процес (формирање и паковање). Због високих захтева за безбедносним перформансама литијум-јонских батерија, постоје изузетно високи захтеви за тачност, стабилност и ниво аутоматизације литијум-јонске опреме у процесу производње батерија.

Опрема за литијумске батерије је процесна опрема која користи наручене процесе за производњу сировина као што су материјали позитивних и негативних електрода, материјали за сепаратор и електролит. Опрема за литијумске батерије има значајан утицај на перформансе и цену литијумских батерија и један је од одлучујућих фактора. Према различитим токовима процеса, опрема за литијумске батерије може се поделити на предњу опрему, опрему за средњу фазу и опрему за позадину. У производној линији литијумских батерија, вредност опреме фронт-енд, мид-стаге и бацк-енд чини приближно 4:3:3.

Производни циљ претходног процеса је завршетак производње плоча (позитивних и негативних) електрода. Главни процес претходне фазе укључује мешање, премазивање, ваљање, резање, резање и сечење. Укључена опрема углавном укључује: миксер, машину за премазивање, ваљкасту пресу, машину за резање, машину за сечење, машину за сечење итд.

Мешање суспензије (опрема која се користи: вакуумски миксер) је да се позитивни и негативни материјали солид-стате батерија равномерно помешају, а затим се дода растварач да се мешају у кашу. Мешање муљног раствора је почетна тачка претходног процеса и основа за завршетак накнадног облагања, ваљања и других процеса.

Премазивање (опрема која се користи: машина за премазивање) је равномерно наношење мешане суспензије на металну фолију и њено сушење да би се направиле позитивне и негативне плоче. Као кључна карика претходног процеса, квалитет извршења процеса премазивања дубоко утиче на конзистентност, сигурност и животни век готове батерије. Због тога је машина за премазивање највреднија опрема у претходном процесу.

Притиском на ваљке (опрема која се користи: ваљкаста преса) се додатно збија обложена електрода, чиме се повећава густина енергије батерије. Равност ваљане електроде директно утиче на ефекат обраде накнадног процеса сечења, а уједначеност активних супстанци у електроди такође индиректно утиче на перформансе ћелије батерије.

Цепање (опрема која се користи: машина за сечење) је процес континуираног сечења широког колута стубних делова на неколико уских делова потребне ширине. Лом плоче електроде током сечења је узрокован смицањем, а глаткоћа ивице након сечења (без неравнина или извијања) је кључна за процену перформанси машине за сечење.

Производња (коришћена опрема: производна машина) обухвата заваривање електродних ушију исечених делова електроде, наношење заштитне траке, омотавање ушију електрода лепком или коришћење ласерског сечења за формирање ушију електрода, које се могу користити за накнадне процесе намотавања. Резање (опрема која се користи: машина за сечење) је процес штанцања и формирања обложених поларних плоча за наредне процесе.

Производни циљ средњег процеса је да се заврши производња батеријских ћелија. Постоје разлике у технолошкој мапи пута и опреми производне линије средњег процеса различитих типова литијумских батерија. Суштина међупроцеса је процес склапања, тачније уредно састављање плоча (позитивних и негативних) електрода направљених из претходног процеса са дијафрагмом и електролитом. Због различитих структура складиштења енергије квадратних (ролна), цилиндричних (ролна) и флексибилних (слојевитих) батерија, постоје очигледне разлике у технолошкој мапи пута и опреми производне линије различитих типова литијумских батерија у средњем процесу. Конкретно, главни процеси средње фазе квадратних и цилиндричних батерија укључују намотавање, убризгавање течности и паковање. Укључена опрема углавном укључује: машину за намотавање, машину за убризгавање течности, опрему за паковање (машина за уметање шкољке, машина за ваљање жлебова, машина за заптивање, машина за заваривање) итд.; Главни процес средње фазе батерије меког паковања укључује ламинацију, убризгавање течности и паковање, а укључена опрема углавном укључује машину за ламинирање, машину за убризгавање течности, опрему за паковање итд.

Намотавање (опрема која се користи: машина за намотавање) је процес намотавања плоча електрода произведених производним процесом или машине за сечење намотаја у ћелије литијум-јонске батерије, које се углавном користе за производњу квадратних и кружних литијум-јонских батерија. Машина за намотавање се може поделити у две категорије: квадратна машина за намотавање и машина за намотавање цилиндра, које се користе за производњу квадратних и цилиндричних литијумских батерија. У поређењу са цилиндричним намотајем, процес квадратног намотаја има веће захтеве за контролу напетости, тако да је техничка потешкоћа машине за квадратно намотавање већа.

Ламинација (опрема која се користи: машина за ламинирање) је процес слагања појединачних плоча електрода произведених током процеса сечења у ћелије литијум-јонске батерије, које се углавном користе за производњу меких батерија. У поређењу са квадратним и цилиндричним ћелијама, ћелије меког паковања имају значајне предности у погледу густине енергије, безбедности и перформанси пражњења. Међутим, завршетак једног задатка слагања помоћу машине за ламинирање укључује више подпроцеса у паралелној и сложеној сарадњи механизама, а побољшање ефикасности слагања захтева решавање сложених проблема динамичке контроле; Брзина машине за намотавање је директно повезана са ефикасношћу намотаја, а средства за побољшање ефикасности су релативно једноставна. Тренутно постоји јаз у ефикасности производње и приносу између ламинираних ћелија и ћелија ране.

Машина за убризгавање течности (опрема која се користи: машина за убризгавање течности) се користи за квантитативно убризгавање електролита батерије у ћелију.

Паковање ћелије (користећи опрему као што је машина за уметање шкољке, машина за ваљање жлебова, машина за заптивање, машина за заваривање) укључује постављање језгра завојнице у омотач ћелије.

Производни циљ касније фазе процеса је да се заврши трансформација у паковање. Од средње фазе формирана је функционална структура ћелије литијумске батерије, а значај последње фазе је да се она активира, подвргне тестирању, сортирању и склапању и формира сигуран и стабилан производ литијумске батерије. Главни процеси касније фазе процеса обухватају: формирање, раздвајање, испитивање, сортирање, итд. Укључена опрема углавном укључује: моторе за пуњење и пражњење, опрему за испитивање итд.

Формирање (помоћу мотора за пуњење и пражњење) је процес активирања ћелије батерије кроз прво пуњење, током којег се ствара ефективни пасивациони филм (СЕИ филм) на површини негативне електроде како би се постигла „иницијализација“ литијумске батерије. Капацитет поделе (коришћена опрема: мотор за пуњење и пражњење), познат и као "капацитет за анализу", односи се на процес пуњења и пражњења претворене батеријске ћелије према стандардима дизајна за мерење капацитивности батеријске ћелије. Процес пуњења и пражњења батеријске ћелије пролази кроз процес формирања и одвајања капацитета, тако да је мотор за пуњење и пражњење најчешће коришћена опрема задњег језгра. Минимална радна јединица мотора за пуњење и пражњење је "канал". „Јединица“ (БОКС) се састоји од неколико „канала“, а више „јединица“ је комбиновано да формирају мотор за пуњење и пражњење.

Тестирање (опрема која се користи: опрема за тестирање) мора се извршити пре и после пуњења, пражњења и мировања; Сортирање се односи на класификацију и одабир батерија које су формиране и подељене према одређеним стандардима на основу резултата детекције. Значај процеса детекције и сортирања није само да се елиминишу неквалификовани производи, већ и зато што се у практичним применама литијум-јонских батерија ћелије често комбинују паралелно или серијски. Стога, одабир ћелија са сличним перформансама може помоћи у постизању оптималних укупних перформанси батерије.

Производња литијумских батерија не може се одвојити од опреме за производњу литијумских батерија. Поред материјала који се користе у самој батерији, процес производње и производна опрема су важни фактори који одређују перформансе батерије. У раним данима, кинеска опрема за литијумске батерије углавном се ослањала на увоз. После неколико година брзог развоја, кинеске компаније за опрему за литијумске батерије постепено су надмашиле јапанске и корејске компаније за опрему у погледу технологије, ефикасности, стабилности и других аспеката, и имају предности у исплативости, одржавању након продаје и другим аспектима. Тренутно је формиран кластер домаћих предузећа за опрему за литијумске батерије и постала је визит карта за кинеску врхунску опрему која улази на међународно тржиште. Са вертикалним савезом и експанзијом лидера литијумских батерија у иностранству, опрема за литијумске батерије је имала користи од ширења на низводном нивоу и отворила нови период могућности брзог раста.