Med den snabba utvecklingen avlitiumbatteriindustrin fortsätter tillämpningsscenarierna för litiumbatterier att expandera och blir en oumbärlig energienhet i människors liv och arbete.När det gäller tillverkningsprocessen för skräddarsydda litiumbatteritillverkare, inkluderar produktionsprocessen för litiumbatterier huvudsakligen ingredienser, beläggning, plåtning, förberedelse, lindning, skalning, valsning, bakning, vätskeinjektion, svetsning, etc. Följande introducerar nyckelpunkterna i produktionsprocessen för litiumbatterier.Positiva elektrodingredienser Den positiva elektroden hos litiumbatterier består av aktiva material, ledande medel, lim, etc. Först bekräftas och bakas råvarorna.Generellt sett måste det ledande medlet gräddas vid ≈120 ℃ i 8 timmar, och limmet PVDF måste gräddas vid ≈80 ℃ i 8 timmar.Huruvida aktiva material (LFP, NCM, etc.) kräver bakning och torkning beror på råvarornas tillstånd.För närvarande kräver den allmänna litiumbatteriverkstaden temperatur ≤40℃ och luftfuktighet ≤25%RH.Efter att torkningen är klar måste PVDF-lim (PVDF-lösningsmedel, NMP-lösning) förberedas i förväg.Kvaliteten på PVDF-lim är avgörande för batteriets inre motstånd och elektriska prestanda.Faktorer som påverkar limappliceringen inkluderar temperatur och omrörningshastighet.Ju högre temperatur desto gulfärgning av limet påverkar vidhäftningen.Om blandningshastigheten är för hög kan limmet lätt skadas.Den specifika rotationshastigheten beror på storleken på dispersionsskivan.Generellt sett är den linjära hastigheten för dispersionsskivan 10-15m/s (beroende på utrustning).Vid denna tidpunkt måste blandningstanken slå på det cirkulerande vattnet, och temperaturen bör vara ≤30°C.

Tillsätt katoduppslamningen i omgångar.Vid denna tidpunkt måste du vara uppmärksam på ordningen för att lägga till material.Tillsätt först det aktiva materialet och det ledande medlet, rör om långsamt och tillsätt sedan limet.Matningstiden och matningsförhållandet måste också strikt implementeras i enlighet med litiumbatteriproduktionsprocessen.För det andra måste utrustningens rotationshastighet och rotationshastighet kontrolleras strikt.Generellt sett bör den linjära dispersionshastigheten vara över 17m/s.Detta beror på enhetens prestanda.Olika tillverkare varierar mycket.Kontrollera även vakuumet och temperaturen på blandningen.I detta skede måste partikelstorleken och viskositeten hos slammet detekteras regelbundet.Partikelstorleken och viskositeten är nära relaterade till fastämnesinnehållet, materialegenskaperna, matningssekvensen och tillverkningsprocessen för litiumbatterier.Vid denna tidpunkt kräver den konventionella processen temperatur ≤30℃, luftfuktighet ≤25%RH och vakuumgrad ≤-0,085mpa.Överför slurryn till en överföringstank eller färgverkstad.Efter att uppslamningen har förts ut måste den silas.Syftet är att filtrera stora partiklar, fälla ut och avlägsna ferromagnetiska och andra ämnen.Stora partiklar kommer att påverka beläggningen och kan orsaka överdriven självurladdning av batteriet eller risk för kortslutning;för mycket ferromagnetiskt material i slammet kan orsaka överdriven självurladdning av batteriet och andra defekter.Processkraven för denna litiumbatteriproduktionsprocess är: temperatur ≤ 40°C, luftfuktighet ≤ 25 % RH, skärmstorlek ≤ 100 mesh och partikelstorlek ≤ 15 um.

Negativ elektrodingredienser Litiumbatteriets negativa elektrod består av aktivt material, ledande medel, bindemedel och dispergeringsmedel.Bekräfta först råvarorna.Det traditionella anodsystemet är en vattenbaserad blandningsprocess (lösningsmedlet är avjoniserat vatten), så det finns inga speciella torkningskrav för råvarorna.Litiumbatteriproduktionsprocessen kräver att avjoniserat vattens konduktivitet är ≤1us/cm.Verkstadskrav: temperatur ≤40℃, luftfuktighet ≤25%RH.Förbered lim.Efter att råvarorna har bestämts måste limmet (som består av CMC och vatten) först förberedas.Vid denna tidpunkt, häll grafit C och det ledande medlet i en mixer för torrblandning.Det rekommenderas att inte dammsuga eller slå på cirkulerande vatten, eftersom partiklarna extruderas, gnuggas och värms upp under torrblandning.Rotationshastigheten är låghastighet 15~20rpm, skrapnings- och slipcykeln är 2-3 gånger, och intervalltiden är ≈15min.Häll limmet i mixern och börja dammsuga (≤-0,09 mpa).Pressa ihop gummit med en låg hastighet på 15~20rpm i 2 gånger, justera sedan hastigheten (låg hastighet 35rpm, hög hastighet 1200~1500rpm), och kör i ca 15min~60min enligt varje tillverkares våta process.Häll slutligen SBR i mixern.Låg hastighet omrörning rekommenderas eftersom SBR är en långkedjig polymer.Om rotationshastigheten är för hög under en längre tid kommer molekylkedjan lätt att gå sönder och tappa aktivitet.Det rekommenderas att röra om vid en låg hastighet på 35-40rpm och en hög hastighet på 1200-1800rpm i 10-20 minuter.Testviskositet (2000~4000 mPa.s), partikelstorlek (35um≤), fastämnesinnehåll (40-70%), vakuumgrad och siktnät (≤100 mesh).Specifika processvärden kommer att variera beroende på materialets fysikaliska egenskaper och blandningsprocessen.Verkstaden kräver temperatur ≤30℃ och luftfuktighet ≤25%RH.Beläggning av katodbeläggning Tillverkningsprocessen för litiumbatterier avser extrudering eller sprutning av katodslam på AB-ytan av aluminiumströmavtagaren, med en enkel ytdensitet på ≈20~40 mg/cm2 (ternärt litiumbatterityp).Ugnstemperaturen är i allmänhet över 4 till 8 knop, och gräddningstemperaturen för varje sektion justeras mellan 95°C och 120°C enligt faktiska behov för att undvika tvärgående sprickor och lösningsmedelsdropp under gräddningssprickning.Hastighetsförhållandet för överföringsbeläggningsvalsen är 1,1-1,2, och mellanrummet tunnas ut med 20-30um för att undvika överdriven packning av etikettpositionen på grund av svansning under battericykling, vilket kan leda till litiumutfällning.Beläggningsfuktighet ≤2000-3000ppm (beroende på material och process).Den positiva elektrodtemperaturen i verkstaden är ≤30℃ och luftfuktigheten är ≤25%.Det schematiska diagrammet är som följer: Schematiskt diagram av beläggningstejp

Detillverkning av litiumbatterierprocessen avnegativ elektrodbeläggningavser extrudering eller sprutning av negativ elektrodslurry på AB-ytan av kopparströmkollektorn.Enkel ytdensitet ≈ 10~15 mg/cm2.Beläggningsugnstemperaturen har i allmänhet 4-8 sektioner (eller fler), och gräddningstemperaturen för varje sektion är 80 ℃ ~ 105 ℃.Den kan justeras efter faktiska behov för att undvika bakning av sprickor och tvärgående sprickor.Överföringsrullens hastighetsförhållande är 1,2-1,3, gapet är förtunnat 10-15um, färgkoncentrationen är ≤3000ppm, den negativa elektrodtemperaturen i verkstaden är ≤30℃ och luftfuktigheten är ≤25%.Efter att den positiva beläggningen av den positiva plattan torkat, måste trumman justeras inom processtiden.Rullen används för att komprimera elektrodskiktet (förbandets massa per volymenhet).För närvarande finns det två positiva elektrodpressningsmetoder i tillverkningsprocessen för litiumbatterier: varmpressning och kallpressning.Jämfört med kallpressning har varmpressning högre komprimering och lägre returhastighet.Kallpressningsprocessen är dock relativt enkel och lätt att använda och kontrollera.Rullens huvudsakliga utrustning är att uppnå följande processvärden, packningsdensitet, studshastighet och töjning.Samtidigt bör det noteras att spröda spån, hårda klumpar, nedfallna material, vågiga kanter etc. inte är tillåtna på stavstyckets yta, och brott är inte tillåtna i springorna.Vid denna tidpunkt är verkstadens miljötemperatur: ≤23℃, luftfuktighet: ≤25%.Den verkliga densiteten för nuvarande konventionella material:

Vanligt använda packning:

Rebound rate: generell rebound 2-3 μm

Förlängning: Positiv elektrodskiva är i allmänhet ≈1,002

Efter att den positiva elektrodrullen är klar är nästa steg att dela upp hela elektrodbiten i små remsor med samma bredd (motsvarande batteriets höjd).Var uppmärksam på polstyckets grader vid skärning.Det är nödvändigt att noggrant inspektera polstyckena för grader i X- och Y-riktningarna med hjälp av tvådimensionell utrustning.Longitudinell gradlängd process Y≤1/2 H membrantjocklek.Omgivningstemperaturen i verkstaden bör vara ≤23℃, och daggpunkten bör vara ≤-30℃.Tillverkningsprocessen för negativa elektrodark för negativa elektrodskivor av litiumbatteri är densamma som för positiva elektroder, men processdesignen är annorlunda.Den omgivande temperaturen i verkstaden bör vara ≤23℃ och luftfuktigheten bör vara ≤25%.Verklig densitet för vanliga negativa elektrodmaterial:

Vanligt använda negativ elektrodkomprimering: Rebound rate: Allmän rebound 4-8um Förlängning: Positiv platta generellt ≈ 1,002 Produktionsprocessen för positiv elektrodstrippning av litiumbatterier liknar den positiva elektrodstrippningsprocessen, och båda behöver kontrollera graderna i X och Y riktningar.Omgivningstemperaturen i verkstaden bör vara ≤23℃, och daggpunkten bör vara ≤-30℃.Efter att den positiva plåten är redo att skalas, måste den positiva plåten torkas (120°C), och sedan svetsas och förpackas aluminiumplåten.Under denna process måste fliklängden och formbredden beaktas.Om man tar **650-designen (som 18650-batteriet) som ett exempel, är designen med exponerade flikar huvudsakligen att ta hänsyn till det rimliga samarbetet mellan katodflikarna under svetsning av kapsyl och rullspår.Om stolpflikarna är exponerade för länge kan det lätt uppstå en kortslutning mellan stolpflikarna och stålskalet under valsningsprocessen.Om klacken är för kort kan locket inte lödas.För närvarande finns det två typer av ultraljudssvetshuvuden: linjära och punktformade.Inhemska processer använder oftast linjära svetshuvuden på grund av överväganden av överström och svetshållfasthet.Dessutom används högtemperaturlim för att täcka lödflikarna, främst för att undvika risken för kortslutning orsakad av metallgrader och metallskräp.Omgivningstemperaturen i verkstaden bör vara ≤23℃, daggpunkten bör vara ≤-30℃ och katodens fukthalt ska vara ≤500-1000ppm.

Negativ plåtberedningDen negativa plattan måste torkas (105-110°C), sedan svetsas och förpackas nickelplåtarna.Lödflikens längd och formningsbredd måste också beaktas.Omgivningstemperaturen i verkstaden bör vara ≤23℃, daggpunkten bör vara ≤-30℃, och fukthalten i den negativa elektroden bör vara ≤500-1000ppm.Lindning är att linda separatorn, positiv elektrodplåt och negativ elektrodplåt till en järnkärna genom en lindningsmaskin.Principen är att linda den positiva elektroden med den negativa elektroden och sedan separera de positiva och negativa elektroderna genom en separator.Eftersom den negativa elektroden i det traditionella systemet är kontrollelektroden för batteridesignen, är kapacitetsdesignen högre än den för den positiva elektroden, så att under formationsladdning kan Li+ för den positiva elektroden lagras i "vakansen" av den negativa elektroden.Särskild uppmärksamhet måste ägnas åt lindningsspänningen och polstyckets arrangemang vid lindning.För liten lindningsspänning kommer att påverka det inre motståndet och husets insättningshastighet.Överdriven spänning kan leda till risk för kortslutning eller flisning.Inriktning avser den relativa positionen för den negativa elektroden, den positiva elektroden och separatorn.Bredden på den negativa elektroden är 59,5 mm, den positiva elektroden är 58 mm och separatorn är 61 mm.De tre är inriktade under uppspelning för att undvika risken för kortslutning.Lindningsspänningen är vanligtvis mellan 0,08-0,15Mpa för den positiva polen, 0,08-0,15Mpa för den negativa polen, 0,08-0,15Mpa för det övre membranet och 0,08-0,15Mpa för det nedre membranet.Specifika justeringar beror på utrustningen och processen.Den omgivande temperaturen i denna verkstad är ≤23℃, daggpunkten är ≤-30℃ och fukthalten är ≤500-1000ppm.

Innan den kapslade batterikärnan installeras i höljet krävs ett Hi-Pot-test på 200~500V (för att testa om högspänningsbatteriet är kortslutet), och dammsugning krävs också för att ytterligare kontrollera damm innan det installeras i fallet.De tre viktigaste kontrollpunkterna för litiumbatterier är fukt, grader och damm.Efter att föregående process är klar, sätt in den nedre packningen i botten av batterikärnan, böj den positiva elektrodskivan så att ytan är vänd mot batterikärnans lindningshål och sätt till sist in den vertikalt i stålskalet eller aluminiumskalet.Med typ 18650 som exempel, ytterdiametern ≈ 18 mm + höjden ≈ 71,5 mm.När tvärsnittsarean för den lindade kärnan är mindre än stålhöljets inre tvärsnittsarea, är insättningshastigheten för stålhöljet ungefär 97 % till 98,5 %.Eftersom polstyckets rebound-värde och graden av vätskepenetration under senare injektion måste beaktas.Samma process som ytunderlaget inkluderar monteringen av det övre underlaget.Omgivningstemperaturen i verkstaden bör vara ≤23℃, och daggpunkten bör vara ≤-40℃.

Rullandesätter in en lödstift (vanligtvis gjord av koppar eller legering) i mitten av lödkärnan.Vanligt använda svetsstift är Φ2,5*1,6 mm, och svetsstyrkan för den negativa elektroden bör vara ≥12N för att vara kvalificerad.Om det är för lågt kommer det lätt att orsaka virtuell lödning och överdrivet internt motstånd.Om den är för hög är det lätt att svetsa bort nickelskiktet på stålskalets yta, vilket resulterar i lödfogar, vilket leder till dolda faror som rost och läckage.Den enkla förståelsen av rullande spår är att fixera den lindade batterikärnan på höljet utan att skaka.I tillverkningsprocessen av detta litiumbatteri bör särskild uppmärksamhet ägnas åt att matcha den tvärgående extruderingshastigheten och den längsgående presshastigheten för att undvika att kapa höljet med en för hög tvärhastighet, och nickelskiktet i skåran kommer att falla av om den längsgående hastigheten är för hög eller så kommer höjden på skåran att påverkas och tätningen påverkas.Det är nödvändigt att kontrollera om processvärdena för spårdjup, förlängning och spårhöjd överensstämmer med standarderna (genom praktiska och teoretiska beräkningar).Vanliga hällstorlekar är 1,0, 1,2 och 1,5 mm.Efter att rullspåret är färdigt måste hela maskinen dammsugas igen för att undvika metallskräp.Vakuumgraden ska vara ≤-0,065Mpa, och dammsugningstiden ska vara 1~2s.Omgivningstemperaturkraven för denna verkstad är ≤23℃, och daggpunkten är ≤-40℃.Bakning av batterikärna Efter att de cylindriska batteriplåtarna är rullade och räfflade, är nästa tillverkningsprocess för litiumbatteri mycket viktig: bakning.Vid tillverkning av battericeller tillförs en viss mängd fukt.Om fukten inte kan kontrolleras inom standardintervallet i tid, kommer batteriets prestanda och säkerhet att påverkas allvarligt.I allmänhet används en automatisk vakuumugn för bakning.Ordna cellerna som ska bakas snyggt, sätt in torkmedlet i ugnen, ställ in parametrarna och höj temperaturen till 85°C (ta litiumjärnfosfatbatterier som ett exempel).Följande är bakningsstandarderna för flera olika specifikationer av battericeller:

VätskeinjektionTillverkningsprocessen för litiumbatterier innebär fukttestning av de bakade battericellerna.Först efter att ha uppnått de tidigare bakningsstandarderna kan du fortsätta till nästa steg: injicera elektrolyten.Sätt snabbt de bakade batterierna i vakuumhandskfacket, väg och registrera vikten, sätt på injektionskoppen och tillsätt den avsedda vikten av elektrolyt i koppen (vanligtvis utförs ett batteritest med vätska: sätt batteriet i koppen mitten).Sätt batterikärnan i elektrolyten, blötlägg den under en tid, testa batteriets maximala vätskeabsorptionskapacitet (fyll vanligtvis vätskan enligt experimentvolymen), lägg den i en vakuumlåda för att dammsuga (vakuumgrad ≤ - 0,09Mpa) och påskynda inträngningen av elektrolyten i elektroden.Efter flera cykler, ta bort batteridelarna och väg dem.Beräkna om injektionsvolymen uppfyller designvärdet.Om det är mindre måste det fyllas på.Om det är för mycket, häll bara av överskottet tills du uppfyller designkraven.Handskfacket kräver temperatur ≤23℃ och daggpunkt ≤-45℃.

SvetsningUnder denna tillverkningsprocess för litiumbatterier bör batterilocket placeras i handskfacket i förväg, och batterilocket ska fästas på den nedre formen på supersvetsmaskinen med ena handen och batterikärnan ska hållas med den andra hand.Rikta in den positiva fliken på battericellen med klämman på locket.Efter att ha bekräftat att den positiva anslutningsklacken är i linje med kåpans klämma, kliva på ultraljudssvetsmaskinen.Trampa sedan på svetsmaskinens fotkontakt.Efteråt bör batterienheten inspekteras fullständigt för att kontrollera svetseffekten av lödflikarna.

Observera om lödflikarna är inriktade.

Dra försiktigt i lödfliken för att se om den är lös.

Batterier vars batterilucka inte är ordentligt svetsad måste svetsas om.