Med den snabba utvecklingen avlitiumbatteriInom industrin fortsätter användningsområdena för litiumbatterier att expandera och bli en oumbärlig energikälla i människors liv och arbete. När det gäller produktionsprocessen för anpassade litiumbatteritillverkare inkluderar produktionsprocessen för litiumbatterier huvudsakligen ingredienser, beläggning, påföring, förberedelse, lindning, skalning, valsning, bakning, vätskeinsprutning, svetsning etc. Följande presenterar huvudpunkterna i produktionsprocessen för litiumbatterier. Ingredienser i positiva elektroder Den positiva elektroden i litiumbatterier består av aktiva material, ledande ämnen, lim etc. Först kontrolleras och bakas råmaterialen. Generellt sett måste det ledande medlet bakas vid ≈120 ℃ i 8 timmar, och limmet PVDF måste bakas vid ≈80 ℃ i 8 timmar. Huruvida aktiva material (LFP, NCM, etc.) behöver bakas och torkas beror på råmaterialens tillstånd. För närvarande kräver den allmänna litiumbatteriverkstaden en temperatur ≤40 ℃ och en fuktighet ≤25 % RF. Efter att torkningen är klar måste PVDF-lim (PVDF-lösningsmedel, NMP-lösning) förberedas i förväg. Kvaliteten på PVDF-lim är avgörande för batteriets inre resistans och elektriska prestanda. Faktorer som påverkar limmets applicering inkluderar temperatur och omrörningshastighet. Ju högre temperaturen är, desto gulfärgning av limmet påverkar vidhäftningen. Om blandningshastigheten är för hög kan limmet lätt skadas. Den specifika rotationshastigheten beror på dispersionsskivans storlek. Generellt sett är dispersionsskivans linjära hastighet 10-15 m/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 tillsats av material. Tillsätt först det aktiva materialet och det ledande medlet, rör om långsamt och tillsätt sedan limmet. Matningstiden och matningsförhållandet måste också strikt tillämpas enligt litiumbatteriets produktionsprocess. För det andra måste utrustningens rotationshastighet och rotationshastighet kontrolleras strikt. Generellt sett bör dispersionslinjärhastigheten vara över 17 m/s. Detta beror på enhetens prestanda. Olika tillverkare varierar kraftigt. Kontrollera även vakuum och temperatur vid blandning. I detta skede måste uppslamningens partikelstorlek och viskositet detekteras regelbundet. Partikelstorlek och viskositet är nära relaterade till fast innehåll, materialegenskaper, matningssekvens och tillverkningsprocessen för litiumbatterier. Vid denna tidpunkt kräver den konventionella processen en temperatur ≤30 ℃, en fuktighet ≤25 % RH och en vakuumgrad ≤-0,085 mpa. Överför uppslamningen till en överföringstank eller målningsverkstad. Efter att uppslamningen har överförts måste den siktas. Syftet är att filtrera stora partiklar, fälla ut och avlägsna ferromagnetiska och andra ämnen. Stora partiklar påverkar 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 produktionsprocess för litiumbatterier är: temperatur ≤ 40 °C, luftfuktighet ≤ 25 % RF, siktstorlek ≤ 100 mesh och partikelstorlek ≤ 15 µm.

Negativ elektrodIngredienser Den negativa elektroden i ett litiumbatteri består av aktivt material, ledande medel, bindemedel och dispergeringsmedel. Bekräfta först råmaterialen. Det traditionella anodsystemet är en vattenbaserad blandningsprocess (lösningsmedlet är avjoniserat vatten), så det finns inga speciella torkningskrav för råmaterialen. Produktionsprocessen för litiumbatterier kräver att konduktiviteten hos avjoniserat vatten är ≤1us/cm. Verkstadskrav: temperatur ≤40 ℃, luftfuktighet ≤25% RF. Förbered lim. Efter att råmaterialen har bestämts måste limmet (bestående av CMC och vatten) först förberedas. Häll nu grafit C och det ledande medlet i en mixer för torrblandning. Det rekommenderas att inte dammsuga eller starta cirkulerande vatten, eftersom partiklarna extruderas, gnids och värms upp under torrblandningen. Rotationshastigheten är låg hastighet 15~20 rpm, skrapnings- och slipningscykeln är 2-3 gånger och intervalltiden är ≈15 min. Häll limmet i mixern och börja dammsuga (≤-0,09 mpa). Krama gummit vid låg hastighet på 15~20 rpm i 2 minuter, justera sedan hastigheten (låg hastighet 35 rpm, hög hastighet 1200~1500 rpm) och kör i cirka 15 min~60 min enligt varje tillverkares våtprocess. Häll slutligen SBR i mixern. Låg omrörningshastighet rekommenderas eftersom SBR är en långkedjig polymer. Om rotationshastigheten är för hög under en längre tid kommer molekylkedjan lätt att brytas och förlora aktivitet. Det rekommenderas att röra vid låg hastighet på 35-40 rpm och hög hastighet på 1200-1800 rpm i 10-20 minuter. Testa viskositet (2000~4000 mPa.s), partikelstorlek (35µm≤), fast innehåll (40-70%), vakuumgrad och siktnät (≤100 mesh). Specifika processvärden varierar beroende på materialets fysikaliska egenskaper och blandningsprocessen. Verkstaden kräver en temperatur på ≤30 ℃ och en luftfuktighet på ≤25 % RH. Katodbeläggning av litiumbatterier Tillverkningsprocessen avser extrudering eller sprutning av katoduppslamningen på AB-ytan av aluminiumströmkollektorn, med en enda ytdensitet på ≈20~40 mg/cm2 (ternärt litiumbatteri). Ugnstemperaturen är vanligtvis över 4 till 8 knop, och bakningstemperaturen för varje sektion justeras mellan 95 °C och 120 °C enligt faktiska behov för att undvika tvärgående sprickor och lösningsmedelsdropp under bakningssprickbildning. Hastighetsförhållandet för överföringsbeläggningsvalsen är 1,1-1,2, och spaltpositionen tunnas ut med 20-30 µm för att undvika överdriven komprimering av etikettpositionen på grund av eftersläpning under battericykeln, vilket kan leda till litiumutfällning. Beläggningsfuktighet ≤2000-3000 ppm (beroende på material och process). Den positiva elektrodtemperaturen i verkstaden är ≤30 ℃ och luftfuktigheten är ≤25 %. Schematiskt diagram är följande: Schematiskt diagram över beläggningstejp

Detillverkning av litiumbatterierprocessen avnegativ elektrodbeläggningAvser extrudering eller sprutning av negativ elektrodslam på AB-ytan av kopparströmkollektorn. Ensidig ytdensitet ≈ 10~15 mg/cm2. Beläggningsugnstemperaturen har vanligtvis 4-8 sektioner (eller mer), och bakningstemperaturen för varje sektion är 80℃~105℃. Den kan justeras efter faktiska behov för att undvika baksprickor och tvärgående sprickor. Överföringsvalsens hastighetsförhållande är 1,2-1,3, gapet tunnas ut med 10-15µm, färgkoncentrationen är ≤3000 ppm, den negativa elektrodtemperaturen i verkstaden är ≤30℃ och luftfuktigheten är ≤25%. Efter att den positiva beläggningen på den positiva plattan torkat måste trumman justeras inom processtiden. Valsen används för att komprimera elektrodarket (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 återhämtning. Kallpressningsprocessen är dock relativt enkel och lätt att använda och kontrollera. Valsens huvudsakliga utrustning är att uppnå följande processvärden, komprimeringsdensitet, återhämtning och töjning. Samtidigt bör det noteras att spröda flisor, hårda klumpar, nedfallna material, vågiga kanter etc. inte är tillåtna på stångstyckets yta, och brott är inte tillåtna i springorna. För närvarande är verkstadsmiljöns temperatur: ≤23 ℃, luftfuktighet: ≤25%. Den verkliga densiteten för nuvarande konventionella material:

Vanligt använd komprimering:

Returhastighet: generell rebound 2-3 μm

Förlängning: Positiv elektrodplåt är generellt ≈1,002

Efter att den positiva elektrodrullen är klar är nästa steg att dela hela elektrodstycket 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. Längsgående graders längd process Y ≤ 1/2 H membrantjocklek. Omgivningstemperaturen i verkstaden bör vara ≤ 23 ℃ och daggpunkten bör vara ≤ -30 ℃. Tillverkningsprocessen för negativa elektrodark för litiumbatterier är densamma som för positiva elektroder, men processdesignen är annorlunda. Omgivningstemperaturen i verkstaden bör vara ≤ 23 ℃ och luftfuktigheten bör vara ≤ 25 %. Sann densitet hos vanliga negativa elektrodmaterial:

Vanligt förekommande negativ elektrodkomprimering: Returhastighet: Generell rebound 4-8um Förlängning: Positiv platta generellt ≈ 1.002 Produktionsprocessen för positiv elektrodavisolering av litiumbatterier liknar den positiva elektrodavisoleringsprocessen, och båda behöver kontrollera graderna i X- och Y-riktningarna. Omgivningstemperaturen i verkstaden bör vara ≤23 ℃ och daggpunkten bör vara ≤-30 ℃. Efter att den positiva plattan är redo att avisoleringas måste den positiva plattan torkas (120 °C), och sedan svetsas och förpackas aluminiumplåten. Under denna process måste fliklängd och gjutbredd beaktas. Om man tar **650-konstruktionen (som 18650-batteriet) som exempel, är konstruktionen med exponerade flikar huvudsakligen för att beakta rimlig samverkan mellan katodflikarna under svetsning av lock och valsspår. Om polflikarna exponeras för länge kan det lätt uppstå en kortslutning mellan polflikarna och stålhöljet under valsningsprocessen. Om tappen är för kort kan locket inte lödas. För närvarande finns det två typer av ultraljudssvetshuvuden: linjära och punktformade. I hushållsprocesser används oftast linjära svetshuvuden på grund 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 katodfukthalten bör vara ≤500-1000 ppm.

Förberedelse av negativ plattaDen negativa plattan behöver torkas (105-110°C), sedan svetsas och förpackas nickelplåtarna. Lödflikarnas längd och formningsbredd måste också beaktas. Omgivningstemperaturen i verkstaden bör vara ≤23℃, daggpunkten bör vara ≤-30℃ och fukthalten i den negativa elektroden bör vara ≤500-1000 ppm. Lindning innebär att linda separatorn, den positiva elektrodplattan och den negativa elektrodplattan 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 batterikonstruktionens kontrollelektrod, är kapacitetskonstruktionen högre än den positiva elektrodens, så att Li+ från den positiva elektroden kan lagras i den negativa elektrodens "lediga" plats under formationsladdning. Särskild uppmärksamhet måste ägnas åt lindningsspänningen och polstyckets arrangemang vid lindning. För liten lindningsspänning påverkar det inre motståndet och höljets insättningshastighet. För hög spänning kan leda till risk för kortslutning eller flisning. Justering 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 justerade under uppspelning för att undvika risk för kortslutning. Lindningsspänningen ligger generellt mellan 0,08-0,15 MPa för den positiva polen, 0,08-0,15 MPa för den negativa polen, 0,08-0,15 MPa för det övre membranet och 0,08-0,15 MPa för det nedre membranet. Specifika justeringar beror på utrustning och process. Omgivningstemperaturen i denna verkstad är ≤23 ℃, daggpunkten är ≤-30 ℃ och fukthalten är ≤500-1000 ppm.

Innan den höljesförsedda 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 de installeras i höljet. De tre viktigaste kontrollpunkterna för litiumbatterier är fukt, grader och damm. Efter att föregående process är avslutad, sätt in den nedre packningen i botten av batterikärnan, böj den positiva elektrodplattan så att ytan är vänd mot batterikärnans lindningshål och slutligen sätt in den vertikalt i stålhöljet eller aluminiumhöljet. Om vi ​​tar typ 18650 som exempel, är ytterdiametern ≈ 18 mm + höjden ≈ 71,5 mm. När tvärsnittsarean på den lindade kärnan är mindre än den inre tvärsnittsarean på stålhöljet, är insättningshastigheten för stålhöljet cirka 97 % till 98,5 %. Eftersom polstyckets återhämtningvärde och graden av vätskepenetration under senare injektion måste beaktas. Samma process som för ytunderlaget inkluderar montering av det övre underlaget. Verkstadens omgivningstemperatur bör vara ≤23 ℃ och daggpunkten bör vara ≤-40 ℃.

Rullandesätter in en lödstift (vanligtvis tillverkad av koppar eller legering) i mitten av lödkärnan. Vanligt förekommande svetsstift är Φ2,5*1,6 mm, och svetshållfastheten hos den negativa elektroden bör vara ≥12N för att kvalificeras. Om den är för låg kommer den lätt att orsaka virtuell lödning och för högt inre motstånd. Om den är för hög är det lätt att svetsa bort nickelskiktet på stålhöljets 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. Vid tillverkningsprocessen av detta litiumbatteri bör särskild uppmärksamhet ägnas åt att matcha den tvärgående extruderingshastigheten och den längsgående presshastigheten för att undvika att skära höljet med för hög tvärgående hastighet, och nickelskiktet i skåran kommer att falla av om den längsgående hastigheten är för snabb eller så kommer skårans höjd att påverkas och tätningen kommer att påverkas. Det är nödvändigt att kontrollera om processvärdena för spårdjup, utsträckning och spårhöjd överensstämmer med standarderna (genom praktiska och teoretiska beräkningar). Vanliga hällstorlekar är 1,0, 1,2 och 1,5 mm. Efter att rullningsrillan är klar måste hela maskinen dammsugas igen för att undvika metallskräp. Vakuumgraden bör vara ≤-0,065 MPa och dammsugningtiden bör vara 1~2 sekunder. Omgivningstemperaturkraven för denna verkstad är ≤23 ℃ och daggpunkten är ≤-40 ℃. Bakning av batterikärnor Efter att de cylindriska batteriarken har rullats och räfplats är nästa litiumbatteriproduktionsprocess mycket viktig: bakning. Under produktionen av battericeller tillförs en viss mängd fukt. Om fukten inte kan kontrolleras inom standardintervallet i tid kommer batteriets prestanda och säkerhet att påverkas allvarligt. Generellt används en automatisk vakuumugn för bakning. Arrangera cellerna som ska bakas snyggt, placera torkmedlet i ugnen, ställ in parametrarna och höj temperaturen till 85 °C (med litiumjärnfosfatbatterier som exempel). Följande är bakstandarderna för flera olika specifikationer för battericeller:

VätskeinjektionTillverkningsprocessen för litiumbatterier innebär fuktighetstestning av de bakade battericellerna. Först efter att ha uppnått de tidigare bakningsstandarderna kan man gå vidare till nästa steg: injicera elektrolyten. Placera snabbt de bakade batterierna i vakuumhandskfacket, väg och registrera vikten, placera dem på injektionskoppen och tillsätt den avsedda vikten elektrolyt i koppen (vanligtvis utförs ett vätskenedsänkt batteritest: placera batteriet i mitten av koppen). Placera batterikärnan i elektrolyten, blötlägg den en stund, testa batteriets maximala vätskeabsorptionskapacitet (fyll vanligtvis vätskan enligt den experimentella volymen), placera det i en vakuumlåda för att vakuumsuga (vakuumgrad ≤ -0,09 MPa) och accelerera elektrolytens penetration in i elektroden. Efter flera cykler, ta bort batteridelarna och väg dem. Beräkna om injektionsvolymen uppfyller designvärdet. Om den är mindre måste den fyllas på. Om det är för mycket, häll bara av överskottet tills du uppfyller designkraven. Handskfackets miljö kräver en temperatur ≤23 ℃ och en daggpunkt ≤-45 ℃.

SvetsningUnder tillverkningsprocessen för litiumbatterier bör batterilocket placeras i handskfacket i förväg, och batterilocket bör fästas på den nedre formen av supersvetsmaskinen med ena handen, och batterikärnan bör hållas med den andra handen. Rikta in battericellens positiva polfäste med lockets polfäste. Efter att ha bekräftat att den positiva polfästen är i linje med lockets polfäste, trampa på ultraljudssvetsmaskinen. Trampa sedan på svetsmaskinens fotpedal. Därefter bör batterienheten inspekteras noggrant för att kontrollera lödflikarnas svetseffekt.

Observera om lödflikarna är i linje.

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

Batterier vars batterilock inte är ordentligt fastsvetsat måste svetsas om.