עם ההתפתחות המהירה שלסוללת ליתיוםבתעשייה, תרחישי היישום של סוללות ליתיום ממשיכים להתרחב ולהפוך למכשיר אנרגיה הכרחי בחייהם ובעבודתם של אנשים.בכל הנוגע לתהליך הייצור של יצרני סוללות ליתיום בהתאמה אישית, תהליך ייצור סוללות הליתיום כולל בעיקר מרכיבים, ציפוי, יריעות, הכנה, סלילה, הפגזה, גלגול, אפייה, הזרקת נוזלים, ריתוך וכו'. להלן מוצגות נקודות המפתח של תהליך ייצור סוללת הליתיום.מרכיבי אלקטרודה חיובית האלקטרודה החיובית של סוללות ליתיום מורכבת מחומרים פעילים, חומרים מוליכים, דבקים וכו'. ראשית, חומרי הגלם מאושרים ונאפים.באופן כללי, יש לאפות את החומר המוליך ב-≈120℃ למשך 8 שעות, ואת הדבק PVDF צריך לאפות ב≈80℃ למשך 8 שעות.האם חומרים פעילים (LFP, NCM וכו') דורשים אפייה וייבוש תלוי במצב חומרי הגלם.נכון לעכשיו, סדנת סוללות הליתיום הכללית דורשת טמפרטורה ≤40℃ ולחות ≤25%RH.לאחר השלמת הייבוש, יש להכין מראש דבק PVDF (ממס PVDF, תמיסת NMP).האיכות של דבק PVDF היא קריטית להתנגדות הפנימית ולביצועים החשמליים של הסוללה.גורמים המשפיעים על יישום הדבק כוללים טמפרטורה ומהירות ערבוב.ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, הצהבה של הדבק תשפיע על ההדבקה.אם מהירות הערבוב מהירה מדי, הדבק עלול להינזק בקלות.מהירות הסיבוב הספציפית תלויה בגודל דיסק הפיזור.באופן כללי, המהירות הליניארית של דיסק הפיזור היא 10-15m/s (תלוי בציוד).בשלב זה, מיכל הערבוב נדרש להפעיל את המים במחזור, והטמפרטורה צריכה להיות ≤30 מעלות צלזיוס.

הוסף את תמיסת הקתודה בקבוצות.בשלב זה, עליך לשים לב לסדר הוספת החומרים.תחילה הוסף את החומר הפעיל והחומר המוליך, ערבב לאט, ולאחר מכן הוסף את הדבק.גם זמן ההאכלה ויחס ההאכלה חייבים להיות מיושמים בקפדנות בהתאם לתהליך ייצור סוללת הליתיום.שנית, יש לשלוט בקפדנות על מהירות הסיבוב ומהירות הסיבוב של הציוד.באופן כללי, מהירות הפיזור הליניארית צריכה להיות מעל 17m/s.זה תלוי בביצועים של המכשיר.היצרנים השונים משתנים מאוד.גם לשלוט בוואקום ובטמפרטורה של הערבוב.בשלב זה, יש לזהות באופן קבוע את גודל החלקיקים והצמיגות של התרחיץ.גודל החלקיקים והצמיגות קשורים קשר הדוק לתכולת המוצק, תכונות החומר, רצף ההזנה ותהליך ייצור סוללת הליתיום.בשלב זה, התהליך המקובל דורש טמפרטורה ≤30℃, לחות ≤25%RH ודרגת ואקום ≤-0.085mpa.העבירו את הסילוף למיכל העברה או לחנות צבע.לאחר העברת התמיסה החוצה, יש לסנן אותה.המטרה היא לסנן חלקיקים גדולים, לשקוע ולהסיר חומרים פרומגנטיים ואחרים.חלקיקים גדולים ישפיעו על הציפוי ועלולים לגרום לפריקה עצמית מוגזמת של הסוללה או לסיכון לקצר חשמלי;יותר מדי חומר פרומגנטי בתרחיץ עלול לגרום לפריקה עצמית מוגזמת של הסוללה ולפגמים אחרים.דרישות התהליך של תהליך ייצור סוללת ליתיום זה הן: טמפרטורה ≤ 40°C, לחות ≤ 25% RH, גודל רשת מסך ≤ 100 mesh וגודל חלקיקים ≤ 15um.

אלקטרודה שליליתמרכיבים האלקטרודה השלילית של סוללת ליתיום מורכבת מחומר פעיל, חומר מוליך, מקשר ומפזר.ראשית, אשר את חומרי הגלם.מערכת האנודה המסורתית היא תהליך ערבוב על בסיס מים (הממס הוא מים דה-יונים), ולכן אין דרישות ייבוש מיוחדות לחומרי הגלם.תהליך ייצור סוללת הליתיום מחייב את המוליכות של מים דה-יונים להיות ≤1us/cm.דרישות הסדנה: טמפרטורה ≤40℃, לחות ≤25%RH.הכן דבק.לאחר קביעת חומרי הגלם יש להכין תחילה את הדבק (המורכב מ-CMC ומים).בשלב זה, יוצקים את הגרפיט C והחומר המוליך למיקסר לערבוב יבש.מומלץ לא לשאוב או להפעיל מים במחזור, מכיוון שהחלקיקים מוחלפים, משפשפים ומחממים במהלך ערבוב יבש.מהירות הסיבוב היא מהירות נמוכה 15 ~ 20 סל"ד, מחזור הגרידה והטחינה הוא 2-3 פעמים, וזמן המרווח הוא ≈ 15 דקות.יוצקים את הדבק לתוך המיקסר ומתחילים לשאוב אבק (≤-0.09mpa).סחוט את הגומי במהירות נמוכה של 15~20 סל"ד במשך 2 פעמים, ולאחר מכן כוונן את המהירות (מהירות נמוכה 35 סל"ד, מהירות גבוהה 1200~1500 סל"ד), והפעל כ-15 דקות ~ 60 דקות בהתאם לתהליך הרטוב של כל יצרן.לבסוף, שפכו את ה-SBR לבלנדר.מומלץ לבחוש במהירות נמוכה מכיוון ש-SBR הוא פולימר בעל שרשרת ארוכה.אם מהירות הסיבוב מהירה מדי במשך זמן רב, השרשרת המולקולרית תישבר בקלות ותאבד פעילות.מומלץ לערבב במהירות נמוכה של 35-40 סל"ד ובמהירות גבוהה של 1200-1800 סל"ד למשך 10-20 דקות.צמיגות בדיקה (2000~4000 mPa.s), גודל חלקיקים (35um≤), תכולת מוצק (40-70%), דרגת ואקום ורשת מסך (≤100 mesh).ערכי תהליך ספציפיים ישתנו בהתאם לתכונות הפיזיקליות של החומר ותהליך הערבוב.הסדנה דורשת טמפרטורה ≤30℃ ולחות ≤25%RH.ציפוי קתודה של ציפוי תהליך ייצור סוללת הליתיום מתייחס לשיחול או ריסוס של תרסיס הקתודה על פני השטח AB של קולט זרם האלומיניום, עם צפיפות משטח בודד של ≈20~40 מ"ג/סמ"ר (סוג סוללת ליתיום משולשת).טמפרטורת התנור היא בדרך כלל מעל 4 עד 8 קשרים, וטמפרטורת האפייה של כל חלק מותאמת בין 95 מעלות צלזיוס ל-120 מעלות צלזיוס בהתאם לצרכים בפועל כדי למנוע סדקים רוחביים וטפטוף ממס במהלך פיצוח האפייה.יחס מהירות גליל ציפוי ההעברה הוא 1.1-1.2, ומיקום הפער מדלדל ב-20-30um כדי למנוע דחיסה מופרזת של מיקום התווית עקב זנב במהלך מחזור הסוללה, מה שעלול להוביל למשקעי ליתיום.לחות ציפוי ≤2000-3000ppm (תלוי בחומר ובתהליך).טמפרטורת האלקטרודה החיובית בסדנה היא ≤30℃ והלחות היא ≤25%.התרשים הסכמטי הוא כדלקמן: תרשים סכמטי של סרט ציפוי

הייצור סוללות ליתיוםתהליך שלציפוי אלקטרודה שליליהכוונה לשחול או ריסוס תמיסת אלקטרודה שלילית על פני השטח AB של קולט זרם הנחושת.צפיפות משטח בודד ≈ 10~15 מ"ג/סמ"ר.טמפרטורת תנור הציפוי כוללת בדרך כלל 4-8 חלקים (או יותר), וטמפרטורת האפייה של כל חלק היא 80℃ ~ 105℃.ניתן להתאים אותו בהתאם לצרכים בפועל כדי למנוע סדקי אפייה וסדקים רוחביים.יחס מהירות גליל ההעברה הוא 1.2-1.3, הפער מדלדל 10-15um, ריכוז הצבע הוא ≤3000ppm, טמפרטורת האלקטרודה השלילית בסדנה היא ≤30℃, והלחות היא ≤25%.לאחר שהציפוי החיובי של הצלחת החיובית מתייבש, יש ליישר את התוף תוך זמן התהליך.הרולר משמש לדחיסת יריעת האלקטרודה (מסת החבישה ליחידת נפח).נכון לעכשיו, קיימות שתי שיטות לחיצת אלקטרודות חיוביות בתהליך ייצור סוללת הליתיום: כבישה חמה וכבישה קרה.בהשוואה לכבישה קרה, לכבישה חמה יש דחיסה גבוהה יותר וקצב ריבאונד נמוך יותר.עם זאת, תהליך הכבישה הקרה הוא פשוט יחסית וקל לתפעול ולשליטה.הציוד העיקרי של הרולר הוא להשיג את ערכי התהליך הבאים, צפיפות דחיסה, קצב ריבאונד והתארכות.יחד עם זאת, יש לשים לב שאסור על פני חתיכת המוט שבבים שבירים, גושים קשים, חומרים שנפלו, קצוות גליים וכו', ואסור לשבור במרווחים.בשלב זה, טמפרטורת סביבת הסדנה: ≤23℃, לחות: ≤25%.הצפיפות האמיתית של החומרים הקונבנציונליים הנוכחיים:

דחיסה נפוץ:

קצב ריבאונד: ריבאונד כללי 2-3 מיקרומטר

התארכות: יריעת האלקטרודה החיובית היא בדרך כלל ≈1.002

לאחר השלמת גלילת האלקטרודה החיובית, השלב הבא הוא לחלק את כל חלק האלקטרודה לרצועות קטנות באותו רוחב (המתאימות לגובה הסוללה).בעת השסע, שימו לב לקורות של חתיכת המוט.יש צורך לבצע בדיקה מקיפה של חלקי המוט לאיתור קוצים בכיווני X ו-Y בעזרת ציוד דו מימדי.תהליך אורך קוה אורכי Y≤1/2 H עובי דיאפרגמה.טמפרטורת הסביבה של הסדנה צריכה להיות ≤23℃, ונקודת הטל צריכה להיות ≤-30℃.תהליך הייצור של יריעות אלקטרודות שליליות עבור יריעות אלקטרודות שליליות של סוללת ליתיום זהה לזה של אלקטרודות חיוביות, אך עיצוב התהליך שונה.טמפרטורת הסביבה של הסדנה צריכה להיות ≤23℃ והלחות צריכה להיות ≤25%.צפיפות אמיתית של חומרי אלקטרודה שליליים נפוצים:

דחיסה של אלקטרודה שלילית בשימוש נפוץ: קצב ריבאונד: ריבאונד כללי 4-8um התארכות: לוח חיובי בדרך כלל ≈ 1.002 תהליך הייצור של הפשטת האלקטרודות החיוביות של סוללת ליתיום דומה לתהליך הפשטת האלקטרודות החיוביות, ושניהם צריכים לשלוט על הקוצים ב-X וב-X כיווני Y.טמפרטורת הסביבה של הסדנה צריכה להיות ≤23℃, ונקודת הטל צריכה להיות ≤-30℃.לאחר שהצלחת החיובית מוכנה להפשטה, יש לייבש את הצלחת החיובית (120 מעלות צלזיוס), ואז יריעת האלומיניום מרותכת וארוזה.במהלך תהליך זה, יש לקחת בחשבון את אורך הלשונית ורוחב הדפוס.אם לוקחים את עיצוב **650 (כגון סוללת 18650) כדוגמה, העיצוב עם הלשוניות החשופות נועד בעיקר לשקול את שיתוף הפעולה הסביר של הלשוניות הקתודיות במהלך ריתוך חריץ מכסה וגלגול.אם לשוניות המוט חשופות זמן רב מדי, עלול להיווצר בקלות קצר חשמלי בין לשוניות המוט למעטפת הפלדה במהלך תהליך הגלגול.אם הזיז קצר מדי, לא ניתן להלחים את הפקק.כיום, ישנם שני סוגים של ראשי ריתוך קולי: ליניארי וצורת נקודה.תהליכים ביתיים משתמשים בעיקר בראשי ריתוך ליניאריים בשל שיקולים של זרם יתר וחוזק ריתוך.בנוסף, משתמשים בדבק בטמפרטורה גבוהה כדי לכסות את לשוניות ההלחמה, בעיקר כדי למנוע את הסיכון לקצר חשמלי הנגרם מקורות מתכת ופסולת מתכת.טמפרטורת הסביבה של הסדנה צריכה להיות ≤23℃, נקודת הטל צריכה להיות ≤-30℃ ותכולת הלחות הקתודה צריכה להיות ≤500-1000ppm.

הכנת צלחת שליליתיש לייבש את הצלחת השלילית (105-110 מעלות צלזיוס), ואז יריעות הניקל מרותכות וארוזות.יש לקחת בחשבון גם את אורך לשונית הלחמה ורוחב העיצוב.טמפרטורת הסביבה של הסדנה צריכה להיות ≤23℃, נקודת הטל צריכה להיות ≤-30℃ ותכולת הלחות של האלקטרודה השלילית צריכה להיות ≤500-1000ppm.הליפוף הוא ללפף את המפריד, יריעת האלקטרודה החיובית וגיליון האלקטרודה השלילית לליבת ברזל באמצעות מכונת פיתול.העיקרון הוא לעטוף את האלקטרודה החיובית באלקטרודה השלילית, ולאחר מכן להפריד בין האלקטרודות החיוביות והשליליות באמצעות מפריד.מכיוון שהאלקטרודה השלילית של המערכת המסורתית היא אלקטרודת הבקרה של תכנון הסוללה, עיצוב הקיבולת גבוה יותר מזה של האלקטרודה החיובית, כך שבמהלך טעינת היווצרות, ניתן לאחסן את ה-Li+ של האלקטרודה החיובית ב"ריק" של האלקטרודה השלילית.יש להקדיש תשומת לב מיוחדת למתח המתפתל ולסידור חלקי המוט בעת סיפוף.מתח פיתול קטן מדי ישפיע על ההתנגדות הפנימית וקצב החדרת הדיור.מתח מוגזם עלול להוביל לסיכון של קצר חשמלי או שבבים.יישור מתייחס למיקום היחסי של האלקטרודה השלילית, האלקטרודה החיובית והמפריד.רוחב האלקטרודה השלילית הוא 59.5 מ"מ, האלקטרודה החיובית היא 58 מ"מ, והמפריד הוא 61 מ"מ.השלושה מיושרים במהלך ההשמעה כדי למנוע את הסיכון של קצר חשמלי.מתח הפיתול הוא בדרך כלל בין 0.08-0.15Mpa עבור הקוטב החיובי, 0.08-0.15Mpa עבור הקוטב השלילי, 0.08-0.15Mpa עבור הדיאפרגמה העליונה ו-0.08-0.15Mpa עבור הסרעפת התחתונה.התאמות ספציפיות תלויות בציוד ובתהליך.טמפרטורת הסביבה של סדנה זו היא ≤23℃, נקודת הטל היא ≤-30℃ ותכולת הלחות היא ≤500-1000ppm.

לפני התקנת ליבת הסוללה המכוסה במארז, נדרשת בדיקת Hi-Pot של 200~500V (כדי לבדוק אם סוללת המתח הגבוה קצרה), ונדרשת גם שאיבת אבק כדי לשלוט באבק נוסף לפני ההתקנה ב המקרה.שלוש נקודות הבקרה העיקריות של סוללות ליתיום הן לחות, כתמים ואבק.לאחר השלמת התהליך הקודם, הכנס את האטם התחתון לתחתית ליבת הסוללה, כופף את יריעת האלקטרודה החיובית כך שהמשטח יפנה אל החור המתפתל בליבת הסוללה, ולבסוף הכנס אותו אנכית למעטפת הפלדה או מעטפת האלומיניום.ניקח לדוגמא את סוג 18650, הקוטר החיצוני ≈ 18 מ"מ + גובה ≈ 71.5 מ"מ.כאשר שטח החתך של ליבת הפצע קטן משטח החתך הפנימי של מארז הפלדה, שיעור החדרת מארז הפלדה הוא כ-97% עד 98.5%.מכיוון שיש לקחת בחשבון את ערך הריבאונד של חתיכת המוט ואת מידת חדירת הנוזל במהלך הזרקה מאוחרת יותר.אותו תהליך כמו שכבת התשתית המשטחית כולל את הרכבת התשתית העליונה.טמפרטורת הסביבה של הסדנה צריכה להיות ≤23℃, ונקודת הטל צריכה להיות ≤-40℃.

גִלגוּלמחדיר סיכת הלחמה (בדרך כלל עשויה מנחושת או סגסוגת) לאמצע ליבת ההלחמה.פיני ריתוך בשימוש נפוץ הם Φ2.5*1.6 מ"מ, וחוזק הריתוך של האלקטרודה השלילית צריך להיות ≥12N כדי להיות מוסמך.אם הוא נמוך מדי, זה יגרום בקלות להלחמה וירטואלית ולהתנגדות פנימית מוגזמת.אם הוא גבוה מדי, קל לרתך את שכבת הניקל על פני מעטפת הפלדה, וכתוצאה מכך חיבורי הלחמה, המובילים לסכנות נסתרות כמו חלודה ודליפה.ההבנה הפשוטה של ​​חריץ גלגול היא לתקן את ליבת הסוללה הפותה על המעטפת מבלי לרעוד.בתהליך הייצור של סוללת ליתיום זו, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת להתאמה בין מהירות השחול הרוחבית ומהירות הלחיצה האורכית כדי למנוע חיתוך של המעטפת במהירות רוחבית גבוהה מדי, ושכבת הניקל של החריץ תיפול אם מהירות האורך מהירה מדי או שגובה החריץ יושפע והאיטום יושפע.יש לבדוק האם ערכי התהליך לעומק החריץ, הארכה וגובה החריץ עומדים בתקנים (בחישובים מעשיים ותיאורטיים).גדלים נפוצים של כיריים הם 1.0, 1.2 ו-1.5 מ"מ.לאחר השלמת חריץ הגלגול, יש לשאוב שוב את המכונה כולה כדי למנוע פסולת מתכת.דרגת הוואקום צריכה להיות ≤-0.065Mpa, וזמן השאיבה צריך להיות 1 ~ 2 שניות.דרישות טמפרטורת הסביבה בסדנה זו הן ≤23℃, ונקודת הטל היא ≤-40℃.אפייה בליבת סוללה לאחר שדפי הסוללה הגליליים מגולגלים ומחורצים, תהליך ייצור סוללת הליתיום הבא חשוב מאוד: אפייה.במהלך הייצור של תאי סוללה, כמות מסוימת של לחות מוכנסת.אם לא ניתן לשלוט על הלחות בטווח הזמן הסטנדרטי, הביצועים והבטיחות של הסוללה ייפגעו באופן חמור.בדרך כלל, תנור ואקום אוטומטי משמש לאפייה.מסדרים את התאים לאפייה בצורה מסודרת, הכניסו את חומר היבש לתנור, קבעו את הפרמטרים והעלו את הטמפרטורה ל-85 מעלות צלזיוס (לדוגמה, סוללות ליתיום ברזל פוספט).להלן תקני האפייה עבור מספר מפרטים שונים של תאי סוללה:

הזרקת נוזליםתהליך ייצור סוללת הליתיום כולל בדיקת לחות של תאי הסוללה האפויים.רק לאחר הגעה לתקני האפייה הקודמים ניתן להמשיך לשלב הבא: הזרקת האלקטרוליט.הכניסו במהירות את הסוללות האפויות לתא הכפפות הוואקום, שקלו ורשמו את המשקל, הרכיבו את כוס ההזרקה והוסיפו את המשקל המיועד של אלקטרוליט לתוך הכוס (בדרך כלל מתבצעת בדיקת סוללה טבולה בנוזל: הכניסו את הסוללה לכוס. אֶמצַע).הכניסו את ליבת הסוללה לאלקטרוליט, השרו אותה לפרק זמן, בדקו את יכולת ספיגת הנוזל המקסימלית של הסוללה (לרוב מלאו את הנוזל לפי נפח הניסוי), הכניסו אותה לקופסת ואקום לשאוב (דרגת ואקום ≤ - 0.09Mpa), ולהאיץ את חדירת האלקטרוליט אל האלקטרודה.לאחר מספר מחזורים, הסר את חלקי הסוללה ושקל אותם.חשב אם נפח ההזרקה עומד בערך התכנון.אם הוא פחות, צריך לחדש אותו.אם יש יותר מדי, פשוט שפכו את העודפים עד שתעמדו בדרישות העיצוב.סביבת תא הכפפות דורשת טמפרטורה ≤23℃ ונקודת טל ≤-45℃.

הַלחָמָהבמהלך תהליך ייצור סוללת ליתיום זה, יש למקם את מכסה הסוללה בתיבת הכפפות מראש, ואת כיסוי הסוללה יש לקבע על התבנית התחתונה של מכונת ריתוך העל ביד אחת, וביד השנייה להחזיק את ליבת הסוללה. יד.יישר את הזיז החיובי של תא הסוללה עם זיז המסוף של המכסה.לאחר וידוא כי זיז המסוף החיובי מיושר עם זיז מסוף המכסה, דרוך על מכונת הריתוך האולטרסאונד.לאחר מכן דרוך על מתג הרגל של מכונת הריתוך.לאחר מכן, יש לבדוק את יחידת הסוללה במלואה כדי לבדוק את אפקט הריתוך של לשוניות ההלחמה.

בדוק אם לשוניות ההלחמה מיושרות.

משוך בעדינות בלשונית ההלחמה כדי לראות אם היא רופפת.

יש לרתך מחדש סוללות שכיסוי הסוללה שלהן אינו מרותך היטב.