Hızlı gelişmeyle birliktelityum pilEndüstride, lityum pillerin uygulama senaryoları genişlemeye ve insanların yaşamlarında ve işlerinde vazgeçilmez bir enerji cihazı haline gelmeye devam ediyor.Özelleştirilmiş lityum pil üreticilerinin üretim süreci söz konusu olduğunda, lityum pil üretim süreci esas olarak bileşenler, kaplama, tabakalama, hazırlama, sarma, bombardıman, haddeleme, pişirme, sıvı enjeksiyonu, kaynaklama vb. içerir. Aşağıda, pilin temel noktaları tanıtılmaktadır. lityum pil üretim süreci.Pozitif elektrot bileşenleri Lityum pillerin pozitif elektrotu aktif maddelerden, iletken maddelerden, yapıştırıcılardan vb. oluşur. İlk önce ham maddeler onaylanır ve pişirilir.Genel olarak konuşursak, iletken maddenin ≈120°C'de 8 saat süreyle pişirilmesi gerekir ve yapışkan PVDF'nin ≈80°C'de 8 saat süreyle pişirilmesi gerekir.Aktif maddelerin (LFP, NCM vb.) pişirme ve kurutma gerektirip gerektirmediği ham maddelerin durumuna bağlıdır.Şu anda, genel lityum pil atölyesi sıcaklık ≤40°C ve nem ≤25%RH gerektirir.Kurutma tamamlandıktan sonra PVDF tutkalının (PVDF solvent, NMP solüsyonu) önceden hazırlanması gerekir.PVDF tutkalının kalitesi, pilin iç direnci ve elektriksel performansı açısından kritik öneme sahiptir.Tutkal uygulamasını etkileyen faktörler arasında sıcaklık ve karıştırma hızı yer alır.Sıcaklık ne kadar yüksek olursa tutkalın sararması yapışmayı etkileyecektir.Karıştırma hızı çok hızlı olursa tutkal kolaylıkla zarar görebilir.Spesifik dönüş hızı, dağılım diskinin boyutuna bağlıdır.Genel olarak konuşursak, dağılım diskinin doğrusal hızı 10-15 m/s'dir (ekipmana bağlı olarak).Şu anda, karıştırma tankının dolaşan suyu açması gerekiyor ve sıcaklık ≤30°C olmalıdır.

Katot bulamacını gruplar halinde ekleyin.Bu aşamada malzeme ekleme sırasına dikkat etmeniz gerekiyor.Önce aktif malzemeyi ve iletken maddeyi ekleyin, yavaşça karıştırın, ardından yapıştırıcıyı ekleyin.Besleme süresi ve besleme oranı da lityum pil üretim sürecine göre sıkı bir şekilde uygulanmalıdır.İkinci olarak, ekipmanın dönüş hızı ve dönüş hızı sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.Genel olarak dağılım doğrusal hızının 17 m/s'nin üzerinde olması gerekir.Bu cihazın performansına bağlıdır.Farklı üreticiler büyük ölçüde farklılık gösterir.Ayrıca karışımın vakumunu ve sıcaklığını da kontrol edin.Bu aşamada çamurun parçacık boyutu ve viskozitesinin düzenli olarak tespit edilmesi gerekir.Parçacık boyutu ve viskozite, katı içerik, malzeme özellikleri, besleme sırası ve lityum pil üretim süreci ile yakından ilişkilidir.Şu anda, geleneksel proses, sıcaklık ≤30°C, nem ≤25%RH ve vakum derecesi ≤-0,085mpa gerektirir.Bulamacı bir transfer tankına veya boya atölyesine aktarın.Bulamaç aktarıldıktan sonra elenmesi gerekir.Amaç, büyük parçacıkları filtrelemek, ferromanyetik ve diğer maddeleri çökeltmek ve uzaklaştırmaktır.Büyük parçacıklar kaplamayı etkileyecektir ve pilin kendiliğinden aşırı deşarj olmasına veya kısa devre riskine neden olabilir;Bulamaçta çok fazla ferromanyetik malzeme olması pilin kendiliğinden aşırı deşarj olmasına ve diğer kusurlara neden olabilir.Bu lityum pil üretim prosesinin proses gereksinimleri şunlardır: sıcaklık ≤ 40°C, nem ≤ %25 RH, elek boyutu ≤ 100 ağ gözü ve parçacık boyutu ≤ 15um.

Negatif elektrotMalzemeler Lityum pilin negatif elektrodu aktif madde, iletken madde, bağlayıcı ve dağıtıcıdan oluşur.İlk önce ham maddeleri onaylayın.Geleneksel anot sistemi su bazlı bir karıştırma işlemidir (çözücü deiyonize sudur), dolayısıyla ham maddeler için özel bir kurutma gerekliliği yoktur.Lityum pil üretim süreci, deiyonize suyun iletkenliğinin ≤1us/cm olmasını gerektirir.Atölye gereksinimleri: sıcaklık ≤40°C, nem ≤25%RH.Tutkal hazırlayın.Hammaddeler belirlendikten sonra öncelikle tutkalın (CMC ve sudan oluşan) hazırlanması gerekir.Bu noktada kuru karıştırma için grafit C'yi ve iletken maddeyi bir karıştırıcıya dökün.Parçacıklar kuru karıştırma sırasında ekstrüzyona uğradığından, ovulduğundan ve ısıtıldığından, devridaim suyunun vakumlanmaması veya açılmaması tavsiye edilir.Dönme hızı düşük hız 15~20 rpm'dir, kazıma ve taşlama döngüsü 2-3 kezdir ve aralık süresi ≈15 dakikadır.Tutkalı miksere dökün ve vakumlamaya başlayın (≤-0,09mpa).Kauçuğu 15~20 rpm'lik düşük bir hızda 2 kez sıkın, ardından hızı ayarlayın (düşük hız 35 rpm, yüksek hız 1200 ~ 1500 rpm) ve her üreticinin ıslak işlemine göre yaklaşık 15 dakika ~ 60 dakika çalıştırın.Son olarak SBR'yi karıştırıcıya dökün.SBR uzun zincirli bir polimer olduğundan düşük hızda karıştırma önerilir.Dönme hızı uzun süre çok hızlı olursa, moleküler zincir kolayca kırılacak ve aktivitesini kaybedecektir.35-40rpm düşük hızda ve 1200-1800rpm yüksek hızda 10-20 dakika karıştırılması tavsiye edilir.Viskoziteyi (2000~4000 mPa.s), parçacık boyutunu (35um≤), katı içeriği (%40-70), vakum derecesini ve elek ağını (≤100 ağ gözü) test edin.Spesifik proses değerleri, malzemenin fiziksel özelliklerine ve karıştırma prosesine bağlı olarak değişecektir.Atölye için sıcaklık ≤30°C ve nem ≤25%RH'dir.Kaplama katot kaplama Lityum pil üretim prosesi, katot bulamacının alüminyum akım toplayıcının AB yüzeyi üzerine ≈20~40 mg/cm2 (üçlü lityum pil tipi) tek yüzey yoğunluğu ile ekstrüde edilmesi veya püskürtülmesi anlamına gelir.Fırın sıcaklığı genellikle 4 ila 8 knot'un üzerindedir ve her bölümün pişirme sıcaklığı, pişirme çatlaması sırasında enine çatlakları ve solvent damlamasını önlemek için gerçek ihtiyaçlara göre 95°C ila 120°C arasında ayarlanır.Transfer kaplama silindiri hız oranı 1.1-1.2'dir ve pil döngüsü sırasında kuyruklanma nedeniyle etiket konumunun aşırı sıkışmasını önlemek için boşluk konumu 20-30um kadar inceltilir, bu da lityum çökelmesine neden olabilir.Kaplama nemi ≤2000-3000ppm (malzeme ve prosese bağlı olarak).Atölyedeki pozitif elektrot sıcaklığı ≤30°C ve nem ≤%25'tir.Şematik diyagram aşağıdaki gibidir: Kaplama bandının şematik diyagramı

lityum pil üretimisürecinegatif elektrot kaplama"Negatif elektrot bulamacının bakır akım toplayıcının AB yüzeyi üzerine ekstrüzyona tabi tutulması veya püskürtülmesi" anlamına gelir.Tek yüzey yoğunluğu ≈ 10~15 mg/cm2.Kaplama fırını sıcaklığı genellikle 4-8 bölümden (veya daha fazla) oluşur ve her bölümün pişirme sıcaklığı 80°C~105°C'dir.Pişme çatlaklarını ve enine çatlakları önlemek için gerçek ihtiyaçlara göre ayarlanabilir.Transfer silindiri hız oranı 1.2-1.3'tür, boşluk 10-15um inceltilir, boya konsantrasyonu ≤3000ppm'dir, atölyedeki negatif elektrot sıcaklığı ≤30°C'dir ve nem ≤%25'tir.Pozitif plakanın pozitif kaplaması kuruduktan sonra tamburun işlem süresi içinde hizalanması gerekir.Silindir, elektrot tabakasını (birim hacim başına pansumanın kütlesi) sıkıştırmak için kullanılır.Şu anda lityum pil üretim sürecinde iki pozitif elektrot presleme yöntemi bulunmaktadır: sıcak presleme ve soğuk presleme.Soğuk presleme ile karşılaştırıldığında, sıcak presleme daha yüksek sıkıştırma ve daha düşük geri tepme oranına sahiptir.Ancak soğuk presleme işlemi nispeten basit olup, çalıştırılması ve kontrol edilmesi kolaydır.Silindirin ana ekipmanı, aşağıdaki işlem değerlerine, sıkıştırma yoğunluğuna, geri tepme oranına ve uzamaya ulaşmaktır.Aynı zamanda çubuk parçasının yüzeyinde kırılgan talaşların, sert topakların, düşen malzemelerin, dalgalı kenarların vb. bulunmamasına ve boşluklarda kırılmalara izin verilmediğine dikkat edilmelidir.Şu anda atölye ortamı sıcaklığı: ≤23°C, nem: ≤25%.Mevcut geleneksel malzemelerin gerçek yoğunluğu:

Yaygın olarak kullanılan sıkıştırma:

Geri tepme oranı: genel geri tepme 2-3 μm

Uzama: Pozitif elektrot sayfası genellikle ≈1,002'dir

Pozitif elektrot rulosu tamamlandıktan sonra, bir sonraki adım elektrot parçasının tamamını aynı genişlikte (bataryanın yüksekliğine karşılık gelen) küçük şeritlere bölmektir.Dilme yaparken direk parçasının çapaklarına dikkat edin.İki boyutlu ekipmanlar yardımıyla direk parçalarının X ve Y yönlerinde çapak olup olmadığını kapsamlı bir şekilde incelemek gerekir.Boyuna çapak uzunluğu prosesi Y≤1/2 H diyafram kalınlığı.Atölyenin ortam sıcaklığı ≤23°C ve çiğ noktası ≤-30°C olmalıdır.Lityum pil negatif elektrot levhaları için negatif elektrot levhalarının üretim süreci, pozitif elektrotlarla aynıdır, ancak süreç tasarımı farklıdır.Atölyenin ortam sıcaklığı ≤23°C ve nem oranı ≤%25 olmalıdır.Yaygın negatif elektrot malzemelerinin gerçek yoğunluğu:

Yaygın olarak kullanılan negatif elektrot sıkıştırma: Geri tepme oranı: Genel geri tepme 4-8um Uzama: Pozitif plaka genellikle ≈ 1,002 Lityum pil pozitif elektrot sıyırma üretim süreci, pozitif elektrot sıyırma işlemine benzer ve her ikisinin de X ve X'teki çapakları kontrol etmesi gerekir. Y yönleri.Atölyenin ortam sıcaklığı ≤23°C ve çiğ noktası ≤-30°C olmalıdır.Pozitif plaka soyulmaya hazır olduktan sonra pozitif plakanın kurutulması (120°C) gerekir ve ardından alüminyum levha kaynaklanıp paketlenir.Bu işlem sırasında sekme uzunluğu ve kalıp genişliğinin dikkate alınması gerekir.**650 tasarımını (18650 pil gibi) örnek olarak alırsak, açıkta kalan tırnaklara sahip tasarım esas olarak kapak ve yuvarlanma yivi kaynağı sırasında katot tırnaklarının makul işbirliğini dikkate almaktır.Direk tırnakları çok uzun süre açıkta kalırsa, haddeleme işlemi sırasında direk tırnakları ile çelik kabuk arasında kolaylıkla kısa devre meydana gelebilir.Eğer pabuç çok kısaysa kapak lehimlenemez.Şu anda iki tip ultrasonik kaynak kafası vardır: doğrusal ve nokta şeklinde.Evsel işlemlerde aşırı akım ve kaynak mukavemeti nedeniyle çoğunlukla doğrusal kaynak kafaları kullanılır.Ayrıca, esas olarak metal çapaklarının ve metal kalıntılarının neden olduğu kısa devre riskini önlemek için lehim tırnaklarını kaplamak için yüksek sıcaklıkta tutkal kullanılır.Atölyenin ortam sıcaklığı ≤23°C, çiğ noktası ≤-30°C ve katot nem içeriği ≤500-1000ppm olmalıdır.

Negatif Plaka HazırlamaNegatif plakanın kurutulması (105-110°C) gerekir, ardından nikel levhalar kaynaklanır ve paketlenir.Lehim çıkıntısı uzunluğu ve şekillendirme genişliğinin de dikkate alınması gerekir.Atölyenin ortam sıcaklığı ≤23°C, çiğ noktası ≤-30°C ve negatif elektrotun nem içeriği ≤500-1000ppm olmalıdır.Sarma, ayırıcıyı, pozitif elektrot tabakasını ve negatif elektrot tabakasını bir sarma makinesi aracılığıyla bir demir çekirdeğe sarmaktır.Prensip, pozitif elektrotu negatif elektrotla sarmak ve ardından pozitif ve negatif elektrotları bir ayırıcı aracılığıyla ayırmaktır.Geleneksel sistemin negatif elektrodu, batarya tasarımının kontrol elektrodu olduğundan, kapasite tasarımı pozitif elektrodunkinden daha yüksektir, böylece şarj oluşumu sırasında pozitif elektrodun Li+'sı bataryanın "boşluğunda" depolanabilir. negatif elektrot.Sarma sırasında sarım gerilimine ve kutup parçası düzenine özel dikkat gösterilmesi gerekir.Çok küçük sarım gerilimi iç direnci ve muhafaza yerleştirme oranını etkileyecektir.Aşırı gerilim, kısa devre veya kırılma riskine yol açabilir.Hizalama, negatif elektrotun, pozitif elektrotun ve ayırıcının göreceli konumunu ifade eder.Negatif elektrotun genişliği 59,5 mm, pozitif elektrotun genişliği 58 mm ve ayırıcının genişliği 61 mm'dir.Kısa devre riskini önlemek için oynatma sırasında üçü hizalanır.Sargı gerilimi genellikle pozitif kutup için 0,08-0,15Mpa, negatif kutup için 0,08-0,15Mpa, üst diyafram için 0,08-0,15Mpa ve alt diyafram için 0,08-0,15Mpa arasındadır.Özel ayarlamalar ekipmana ve prosese bağlıdır.Bu atölyenin ortam sıcaklığı ≤23°C, çiğ noktası ≤-30°C ve nem içeriği ≤500-1000ppm'dir.

Muhafazalı pil çekirdeği kasaya takılmadan önce, 200~500V'luk bir Hi-Pot testi gereklidir (yüksek voltajlı pilin kısa devre yapılıp yapılmadığını test etmek için) ve ayrıca kasaya takılmadan önce tozun daha fazla kontrol edilmesi için vakumlama da gerekir. dava.Lityum pillerin üç ana kontrol noktası nem, çapak ve tozdur.Önceki işlem tamamlandıktan sonra, alt contayı akü çekirdeğinin tabanına yerleştirin, pozitif elektrot tabakasını, yüzey akü çekirdeği sarma iğne deliğine bakacak şekilde bükün ve son olarak çelik kabuk veya alüminyum kabuk içine dikey olarak yerleştirin.Örnek olarak 18650 tipini alırsak, dış çap ≈ 18 mm + yükseklik ≈ 71,5 mm.Sarılmış çekirdeğin kesit alanı çelik kasanın iç kesit alanından küçük olduğunda çelik kasa yerleştirme oranı yaklaşık %97 ila %98,5 olur.Çünkü direk parçasının geri tepme değeri ve sonraki enjeksiyon sırasında sıvının nüfuz derecesi dikkate alınmalıdır.Yüzey altlığıyla aynı süreç, üst altlığın montajını da içerir.Atölyenin ortam sıcaklığı ≤23°C ve çiğ noktası ≤-40°C olmalıdır.

Yuvarlamaklehim çekirdeğinin ortasına bir lehim pimi (genellikle bakır veya alaşımdan yapılmış) yerleştirir.Yaygın olarak kullanılan kaynak pimleri Φ2,5*1,6 mm'dir ve kalifiye olmak için negatif elektrotun kaynak mukavemeti ≥12N olmalıdır.Çok düşükse, kolaylıkla sanal lehimlemeye ve aşırı iç dirence neden olur.Çok yüksekse, çelik kabuğun yüzeyindeki nikel tabakasının kaynaklanması kolaydır, bu da lehim bağlantılarına neden olarak pas ve sızıntı gibi gizli tehlikelere yol açar.Yuvarlanma oluğunun basit anlamı, sarılı akü çekirdeğini sallamadan kasaya sabitlemektir.Bu lityum pilin üretim sürecinde, kasanın çok yüksek bir enine hızda kesilmesini önlemek için enine ekstrüzyon hızının ve uzunlamasına presleme hızının eşleştirilmesine özel dikkat gösterilmelidir ve çentiğin nikel tabakası düşecektir. boyuna hız çok hızlıdır veya çentiğin yüksekliği etkilenecek ve sızdırmazlık etkilenecektir.Kanal derinliği, uzatma ve kanal yüksekliğine ilişkin proses değerlerinin standartlara uygun olup olmadığının (pratik ve teorik hesaplamalarla) kontrol edilmesi gerekmektedir.Yaygın ocak boyutları 1,0, 1,2 ve 1,5 mm'dir.Yuvarlanma kanalı tamamlandıktan sonra, metal kalıntılarını önlemek için makinenin tamamının tekrar vakumlanması gerekir.Vakum derecesi ≤-0,065Mpa olmalı ve vakumlama süresi 1~2 saniye olmalıdır.Bu atölyenin ortam sıcaklığı gereksinimleri ≤23°C ve çiğ noktası ≤-40°C'dir.Pil çekirdeği pişirme Silindirik pil tabakaları yuvarlanıp yiv açıldıktan sonra, bir sonraki lityum pil üretim süreci çok önemlidir: pişirme.Pil hücrelerinin üretimi sırasında belli miktarda nem verilir.Nem zamanında standart aralıkta kontrol edilemezse pilin performansı ve güvenliği ciddi şekilde etkilenecektir.Genellikle pişirme için otomatik vakumlu fırın kullanılır.Pişirilecek hücreleri düzgün bir şekilde düzenleyin, kurutucuyu fırına koyun, parametreleri ayarlayın ve sıcaklığı 85°C'ye yükseltin (örnek olarak lityum demir fosfat pilleri ele alalım).Pil hücrelerinin birkaç farklı spesifikasyonu için pişirme standartları aşağıda verilmiştir:

Sıvı EnjeksiyonuLityum pil üretim süreci, pişmiş pil hücrelerinin nem testini içerir.Ancak önceki pişirme standartlarına ulaştıktan sonra bir sonraki adıma geçebilirsiniz: elektrolitin enjekte edilmesi.Pişmiş pilleri hızlı bir şekilde vakumlu torpido gözüne koyun, ağırlığı tartın ve kaydedin, enjeksiyon kabını takın ve tasarlanan elektrolit ağırlığını kaba ekleyin (genellikle sıvıya batırılmış pil testi yapılır: pili kabın içine koyun) orta).Pil çekirdeğini elektrolite koyun, bir süre bekletin, pilin maksimum sıvı emme kapasitesini test edin (genellikle sıvıyı deneysel hacme göre doldurun), vakumlamak için bir vakum kutusuna koyun (vakum derecesi ≤ - 0.09Mpa) ve elektrolitin elektrot içine nüfuzunu hızlandırır.Birkaç döngüden sonra pil parçalarını çıkarın ve tartın.Enjeksiyon hacminin tasarım değerini karşılayıp karşılamadığını hesaplayın.Daha az ise tekrar doldurulması gerekir.Çok fazla varsa, tasarım gerekliliklerini karşılayana kadar fazlalığı dökün.Torpido gözü ortamı için sıcaklık ≤23°C ve çiğ noktası ≤-45°C olmalıdır.

KaynakBu lityum pil üretim işlemi sırasında, pil kapağı önceden torpido gözüne yerleştirilmeli ve pil kapağı bir elle süper kaynak makinesinin alt kalıbına sabitlenmeli, diğer eliyle pil çekirdeği tutulmalıdır. el.Pil hücresinin pozitif ucunu kapağın terminal kulağıyla hizalayın.Pozitif terminal pabucunun kapak terminal pabucuyla aynı hizada olduğunu doğruladıktan sonra ultrasonik kaynak makinesine çıkın.Daha sonra kaynak makinesinin ayak pedalına basın.Daha sonra lehim tırnaklarının kaynak etkisini kontrol etmek için akü ünitesi tamamen incelenmelidir.

Lehim tırnaklarının hizalı olup olmadığını gözlemleyin.

Gevşek olup olmadığını görmek için lehim tırnağını yavaşça çekin.

Pil kapağı sıkı bir şekilde kaynaklanmayan pillerin yeniden kaynaklanması gerekir.