Met de snelle ontwikkeling van delithium batterijIn de industrie blijven de toepassingsscenario's van lithiumbatterijen zich uitbreiden en worden ze een onmisbaar energieapparaat in het leven en werk van mensen.Als het gaat om het productieproces van op maat gemaakte fabrikanten van lithiumbatterijen, omvat het productieproces van lithiumbatterijen voornamelijk ingrediënten, coating, folie, voorbereiding, wikkelen, beschieten, walsen, bakken, vloeistofinjectie, lassen, enz. Het volgende introduceert de belangrijkste punten van het productieproces van lithiumbatterijen.Ingrediënten positieve elektrode De positieve elektrode van lithiumbatterijen bestaat uit actieve materialen, geleidende middelen, lijmen, enz. Eerst worden de grondstoffen bevestigd en gebakken.Over het algemeen moet het geleidende middel gedurende 8 uur bij ≈120℃ worden gebakken, en het zelfklevende PVDF moet gedurende 8 uur bij ≈80℃ worden gebakken.Of actieve materialen (LFP, NCM, etc.) moeten worden gebakken en gedroogd, hangt af van de staat van de grondstoffen.Momenteel vereist de algemene werkplaats voor lithiumbatterijen een temperatuur ≤40℃ en een vochtigheidsgraad ≤25%RH.Nadat het drogen is voltooid, moet PVDF-lijm (PVDF-oplosmiddel, NMP-oplossing) vooraf worden voorbereid.De kwaliteit van PVDF-lijm is van cruciaal belang voor de interne weerstand en de elektrische prestaties van de batterij.Factoren die van invloed zijn op het aanbrengen van lijm zijn onder meer temperatuur en roersnelheid.Hoe hoger de temperatuur, hoe vergeling van de lijm de hechting beïnvloedt.Als de mengsnelheid te hoog is, kan de lijm gemakkelijk beschadigd raken.De specifieke rotatiesnelheid is afhankelijk van de grootte van de dispersieschijf.Over het algemeen bedraagt ​​de lineaire snelheid van de verspreidingsschijf 10-15 m/s (afhankelijk van de uitrusting).Op dit moment moet de mengtank het circulerende water inschakelen en moet de temperatuur ≤30°C zijn.

Voeg de kathodeslurry batchgewijs toe.Op dit moment moet u letten op de volgorde van het toevoegen van materialen.Voeg eerst het actieve materiaal en het geleidende middel toe, roer langzaam en voeg vervolgens de lijm toe.De voedertijd en voederverhouding moeten ook strikt worden geïmplementeerd in overeenstemming met het productieproces van lithiumbatterijen.Ten tweede moeten de rotatiesnelheid en rotatiesnelheid van de apparatuur strikt worden gecontroleerd.Over het algemeen moet de lineaire verspreidingssnelheid hoger zijn dan 17 m/s.Dit is afhankelijk van de prestaties van het apparaat.Verschillende fabrikanten variëren enorm.Controleer ook het vacuüm en de temperatuur van het mengen.In dit stadium moeten de deeltjesgrootte en viscositeit van de slurry regelmatig worden gedetecteerd.De deeltjesgrootte en viscositeit hangen nauw samen met het vastestofgehalte, de materiaaleigenschappen, de voedingsvolgorde en het productieproces van lithiumbatterijen.Op dit moment vereist het conventionele proces een temperatuur ≤30℃, een vochtigheidsgraad ≤25%RH en een vacuümgraad ≤-0,085mpa.Breng de slurry over naar een transfertank of verfwinkel.Nadat de mest is overgebracht, moet deze worden gescreend.Het doel is om grote deeltjes te filteren, ferromagnetische en andere stoffen neer te slaan en te verwijderen.Grote deeltjes zullen de coating aantasten en kunnen overmatige zelfontlading van de batterij of risico op kortsluiting veroorzaken;te veel ferromagnetisch materiaal in de slurry kan overmatige zelfontlading van de batterij en andere defecten veroorzaken.De procesvereisten van dit productieproces voor lithiumbatterijen zijn: temperatuur ≤ 40°C, vochtigheid ≤ 25% RH, zeefmaaswijdte ≤ 100 mesh en deeltjesgrootte ≤ 15um.

Negatieve elektrodeingrediënten De negatieve elektrode van de lithiumbatterij bestaat uit actief materiaal, geleidend middel, bindmiddel en dispergeermiddel.Bevestig eerst de grondstoffen.Het traditionele anodesysteem is een mengproces op waterbasis (het oplosmiddel is gedeïoniseerd water), dus er zijn geen speciale droogvereisten voor de grondstoffen.Het productieproces van lithiumbatterijen vereist dat de geleidbaarheid van gedeïoniseerd water ≤1us/cm bedraagt.Workshopvereisten: temperatuur ≤40℃, vochtigheid ≤25%RH.Bereid lijm voor.Nadat de grondstoffen zijn bepaald, moet eerst de lijm (samengesteld uit CMC en water) worden voorbereid.Giet nu het grafiet C en het geleidende middel in een mixer voor droog mengen.Het wordt aanbevolen om het circulerend water niet op te zuigen of aan te zetten, omdat de deeltjes tijdens het droogmengen worden geëxtrudeerd, ingewreven en verwarmd.De rotatiesnelheid is lage snelheid 15 ~ 20 tpm, de schraap- en slijpcyclus is 2-3 keer en de intervaltijd is ≈15 minuten.Giet de lijm in de mixer en begin met stofzuigen (≤-0,09mpa).Knijp het rubber 2 keer op een lage snelheid van 15 ~ 20 tpm, pas vervolgens de snelheid aan (lage snelheid 35 tpm, hoge snelheid 1200 ~ 1500 tpm) en laat het ongeveer 15 minuten ~ 60 minuten draaien volgens het natte proces van elke fabrikant.Giet ten slotte de SBR in de blender.Roeren op lage snelheid wordt aanbevolen, omdat SBR een polymeer met lange keten is.Als de rotatiesnelheid gedurende lange tijd te hoog is, zal de moleculaire keten gemakkelijk breken en zijn activiteit verliezen.Het wordt aanbevolen om gedurende 10-20 minuten te roeren op een lage snelheid van 35-40 tpm en een hoge snelheid van 1200-1800 tpm.Testviscositeit (2000 ~ 4000 mPa.s), deeltjesgrootte (35um≤), vaste stofgehalte (40-70%), vacuümgraad en zeefgaas (≤100 mesh).Specifieke proceswaarden zullen variëren afhankelijk van de fysieke eigenschappen van het materiaal en het mengproces.De werkplaats vereist een temperatuur ≤30℃ en een vochtigheidsgraad ≤25%RH.Coating kathodecoating Het productieproces van lithiumbatterijen heeft betrekking op het extruderen of spuiten van de kathodeslurry op het AB-oppervlak van de aluminium stroomcollector, met een enkele oppervlaktedichtheid van ≈20~40 mg/cm2 (type ternaire lithiumbatterij).De oventemperatuur ligt over het algemeen boven de 4 tot 8 knopen, en de baktemperatuur van elke sectie wordt aangepast tussen 95°C en 120°C, afhankelijk van de werkelijke behoeften, om dwarsscheuren en het druipen van oplosmiddel tijdens het bakken te voorkomen.De snelheidsverhouding van de transfercoatingrol is 1,1-1,2 en de spleetpositie wordt met 20-30um verdund om overmatige verdichting van de labelpositie als gevolg van staartvorming tijdens het batterijgebruik te voorkomen, wat kan leiden tot lithiumneerslag.Coatingvocht ≤2000-3000ppm (afhankelijk van materiaal en proces).De positieve elektrodetemperatuur in de werkplaats is ≤30℃ en de vochtigheid is ≤25%.Het schematische diagram is als volgt: Schematisch diagram van coatingtape

Deproductie van lithiumbatterijenproces vannegatieve elektrodecoatingverwijst naar het extruderen of spuiten van negatieve elektrodeslurry op het AB-oppervlak van de koperen stroomcollector.Enkele oppervlaktedichtheid ≈ 10~15 mg/cm2.De temperatuur van de coatingoven heeft over het algemeen 4-8 secties (of meer) en de baktemperatuur van elke sectie is 80 ℃ ~ 105 ℃.Het kan worden aangepast aan de werkelijke behoeften om bakscheuren en dwarsscheuren te voorkomen.De snelheidsverhouding van de overdrachtsrol is 1,2-1,3, de opening is 10-15um verdund, de verfconcentratie is ≤3000ppm, de negatieve elektrodetemperatuur in de werkplaats is ≤30℃ en de vochtigheid is ≤25%.Nadat de positieve coating van de positieve plaat is opgedroogd, moet de trommel binnen de procestijd worden uitgelijnd.De rol wordt gebruikt om het elektrodevel te verdichten (de massa van het verband per volume-eenheid).Momenteel zijn er twee positieve elektrodepersmethoden in het productieproces van lithiumbatterijen: warmpersen en koudpersen.Vergeleken met koudpersen heeft heetpersen een hogere verdichting en een lagere rebound-snelheid.Het koude persproces is echter relatief eenvoudig en gemakkelijk te bedienen en te controleren.De belangrijkste uitrusting van de wals is het bereiken van de volgende proceswaarden: verdichtingsdichtheid, terugslagsnelheid en rek.Tegelijkertijd moet worden opgemerkt dat broze spanen, harde klonten, gevallen materialen, golvende randen, enz. niet zijn toegestaan ​​op het oppervlak van het staafstuk, en dat breuken in de openingen niet zijn toegestaan.Op dit moment is de omgevingstemperatuur van de werkplaats: ≤23℃, vochtigheid: ≤25%.De werkelijke dichtheid van de huidige conventionele materialen:

Veelgebruikte verdichting:

Reboundsnelheid: algemene rebound 2-3 μm

Verlenging: Positieve elektrodeplaat is over het algemeen ≈1,002

Nadat de positieve elektroderol is voltooid, is de volgende stap het verdelen van het gehele elektrodestuk in kleine stroken van dezelfde breedte (overeenkomend met de hoogte van de batterij).Let bij het snijden op de bramen van het poolstuk.Het is noodzakelijk om de poolstukken uitgebreid te inspecteren op bramen in de X- en Y-richting met behulp van tweedimensionale apparatuur.Longitudinaal braamlengteproces Y≤1/2 H diafragmadikte.De omgevingstemperatuur van de werkplaats moet ≤23℃ zijn en het dauwpunt moet ≤-30℃ zijn.Het productieproces van negatieve elektrodeplaten voor negatieve elektrodeplaten uit lithiumbatterijen is hetzelfde als dat van positieve elektroden, maar het procesontwerp is anders.De omgevingstemperatuur van de werkplaats moet ≤23℃ zijn en de luchtvochtigheid moet ≤25% zijn.Ware dichtheid van gewone negatieve elektrodematerialen:

Veelgebruikte verdichting van de negatieve elektrode: Rebound-snelheid: algemene rebound 4-8um Verlenging: positieve plaat in het algemeen ≈ 1,002. Het productieproces van het strippen van de positieve elektrode van een lithiumbatterij is vergelijkbaar met het stripproces van de positieve elektrode, en beide moeten de bramen in de X- en Y-richtingen.De omgevingstemperatuur van de werkplaats moet ≤23℃ zijn en het dauwpunt moet ≤-30℃ zijn.Nadat de positieve plaat gereed is om te worden gestript, moet de positieve plaat worden gedroogd (120°C), waarna de aluminiumplaat wordt gelast en verpakt.Tijdens dit proces moet rekening worden gehouden met de liplengte en de vormbreedte.Als we het **650-ontwerp (zoals de 18650-batterij) als voorbeeld nemen, is het ontwerp met blootliggende lipjes vooral bedoeld om de redelijke samenwerking van de kathodelipjes tijdens het lassen van kap- en rolgroef te overwegen.Als de poollippen te lang worden blootgesteld, kan er tijdens het walsproces gemakkelijk kortsluiting ontstaan ​​tussen de poollippen en de stalen schaal.Als het lipje te kort is, kan de dop niet worden gesoldeerd.Momenteel zijn er twee soorten ultrasone laskoppen: lineair en puntvormig.Binnenlandse processen maken meestal gebruik van lineaire laskoppen vanwege overwegingen van overstroom en lassterkte.Bovendien wordt lijm op hoge temperatuur gebruikt om de soldeerlipjes te bedekken, voornamelijk om het risico op kortsluiting veroorzaakt door metaalbramen en metaalresten te voorkomen.De omgevingstemperatuur van de werkplaats moet ≤23℃ zijn, het dauwpunt moet ≤-30℃ zijn en het vochtgehalte van de kathode moet ≤500-1000ppm zijn.

Voorbereiding van negatieve platenDe negatieve plaat moet worden gedroogd (105-110°C), daarna worden de nikkelplaten gelast en verpakt.Er moet ook rekening worden gehouden met de lengte van de soldeerlippen en de vormbreedte.De omgevingstemperatuur van de werkplaats moet ≤23℃ zijn, het dauwpunt moet ≤-30℃ zijn en het vochtgehalte van de negatieve elektrode moet ≤500-1000 ppm zijn.Wikkelen is het wikkelen van de separator, het positieve elektrodeblad en het negatieve elektrodeblad in een ijzeren kern via een wikkelmachine.Het principe is om de positieve elektrode met de negatieve elektrode te omwikkelen en vervolgens de positieve en negatieve elektroden door een separator te scheiden.Omdat de negatieve elektrode van het traditionele systeem de stuurelektrode van het batterijontwerp is, is het capaciteitsontwerp hoger dan dat van de positieve elektrode, zodat tijdens het opladen van de formatie de Li+ van de positieve elektrode kan worden opgeslagen in de “vacature” van de negatieve elektrode.Er moet speciale aandacht worden besteed aan de wikkelspanning en de opstelling van de poolstukken tijdens het opwinden.Een te kleine wikkelspanning heeft invloed op de interne weerstand en de inbrengsnelheid van de behuizing.Overmatige spanning kan leiden tot het risico van kortsluiting of chippen.Uitlijning verwijst naar de relatieve positie van de negatieve elektrode, positieve elektrode en separator.De breedte van de negatieve elektrode is 59,5 mm, de positieve elektrode is 58 mm en de separator is 61 mm.De drie zijn tijdens het afspelen uitgelijnd om het risico op kortsluiting te voorkomen.De wikkelspanning ligt over het algemeen tussen 0,08-0,15 MPa voor de positieve pool, 0,08-0,15 MPa voor de negatieve pool, 0,08-0,15 MPa voor het bovenste diafragma en 0,08-0,15 MPa voor het onderste diafragma.Specifieke aanpassingen zijn afhankelijk van de apparatuur en het proces.De omgevingstemperatuur van deze workshop is ≤23℃, het dauwpunt is ≤-30℃ en het vochtgehalte is ≤500-1000ppm.

Voordat de batterijkern in de behuizing wordt geïnstalleerd, is een Hi-Pot-test van 200 ~ 500 V vereist (om te testen of de hoogspanningsbatterij kortgesloten is). Ook is stofzuigen vereist om het stof verder onder controle te houden voordat deze wordt geïnstalleerd. de zaak.De drie belangrijkste controlepunten van lithiumbatterijen zijn vocht, bramen en stof.Nadat het vorige proces is voltooid, plaatst u de onderste pakking in de onderkant van de batterijkern, buigt u de positieve elektrodeplaat zodat het oppervlak naar het opwindgat van de batterijkern is gericht en steekt u deze uiteindelijk verticaal in de stalen schaal of aluminium schaal.Neem type 18650 als voorbeeld, de buitendiameter ≈ 18 mm + hoogte ≈ 71,5 mm.Wanneer het dwarsdoorsnedeoppervlak van de gewikkelde kern kleiner is dan het binnenste dwarsdoorsnedeoppervlak van de stalen kast, bedraagt ​​de inbrengsnelheid van de stalen kast ongeveer 97% tot 98,5%.Omdat er rekening moet worden gehouden met de rebound-waarde van het poolstuk en de mate van vloeistofpenetratie tijdens latere injectie.Hetzelfde proces als de oppervlakte-onderlaag omvat de montage van de bovenste onderlaag.De omgevingstemperatuur van de werkplaats moet ≤23℃ zijn en het dauwpunt moet ≤-40℃ zijn.

Rollendsteekt een soldeerpin (meestal gemaakt van koper of een legering) in het midden van de soldeerkern.Veelgebruikte laspennen zijn Φ2,5 * 1,6 mm en de lassterkte van de negatieve elektrode moet ≥12N zijn om te worden gekwalificeerd.Als deze te laag is, zal dit gemakkelijk virtueel solderen en overmatige interne weerstand veroorzaken.Als deze te hoog is, kan de nikkellaag op het oppervlak van de stalen schaal gemakkelijk worden afgelast, wat resulteert in soldeerverbindingen, wat leidt tot verborgen gevaren zoals roest en lekkage.Het eenvoudige begrip van de rolgroef is om de gewikkelde batterijkern op de behuizing te bevestigen zonder te schudden.Bij het productieproces van deze lithiumbatterij moet speciale aandacht worden besteed aan het afstemmen van de transversale extrusiesnelheid en de longitudinale perssnelheid om te voorkomen dat de behuizing met een te hoge transversale snelheid wordt doorgesneden en dat de nikkellaag van de inkeping eraf zal vallen als de lengtesnelheid is te hoog of de hoogte van de inkeping wordt beïnvloed en de afdichting wordt aangetast.Het is noodzakelijk om te controleren of de proceswaarden voor groefdiepte, verlenging en groefhoogte voldoen aan de normen (door praktische en theoretische berekeningen).Gangbare kookplaatafmetingen zijn 1,0, 1,2 en 1,5 mm.Nadat de walsgroef is voltooid, moet de hele machine opnieuw worden gestofzuigd om metaalresten te voorkomen.De vacuümgraad moet ≤-0,065 MPa zijn en de stofzuigtijd moet 1 ~ 2 seconden zijn.De omgevingstemperatuurvereisten van deze werkplaats zijn ≤23℃ en het dauwpunt is ≤-40℃.Bakken van de batterijkern Nadat de cilindrische batterijplaten zijn gewalst en gegroefd, is het volgende productieproces voor lithiumbatterijen erg belangrijk: bakken.Tijdens de productie van batterijcellen wordt een bepaalde hoeveelheid vocht geïntroduceerd.Als het vocht niet op tijd binnen het standaardbereik kan worden gecontroleerd, worden de prestaties en veiligheid van de accu ernstig aangetast.Over het algemeen wordt voor het bakken een automatische vacuümoven gebruikt.Zet de te bakken cellen netjes klaar, doe het droogmiddel in de oven, stel de parameters in en verhoog de temperatuur naar 85°C (neem als voorbeeld lithium-ijzerfosfaatbatterijen).Hieronder volgen de baknormen voor verschillende specificaties van batterijcellen:

Vloeibare injectieHet productieproces van lithiumbatterijen omvat het testen van de vochtigheid van de gebakken batterijcellen.Pas nadat je de voorgaande baknormen hebt bereikt, kun je doorgaan naar de volgende stap: het injecteren van de elektrolyt.Plaats de gebakken batterijen snel in het vacuümhandschoenenkastje, weeg en noteer het gewicht, plaats de injectiebeker en voeg het ontworpen gewicht aan elektrolyt toe aan de beker (meestal wordt een batterijtest onder vloeistof uitgevoerd: plaats de batterij in de beker midden).Plaats de batterijkern in de elektrolyt, laat deze een tijdje weken, test de maximale vloeistofabsorptiecapaciteit van de batterij (vul de vloeistof meestal volgens het experimentele volume), plaats hem in een vacuümdoos om te stofzuigen (vacuümgraad ≤ - 0,09 MPa), en versnel de penetratie van de elektrolyt in de elektrode.Verwijder na verschillende cycli de batterijonderdelen en weeg ze.Bereken of het injectievolume voldoet aan de ontwerpwaarde.Als het minder is, moet het worden aangevuld.Als er te veel is, giet u het teveel af totdat u aan de ontwerpvereisten voldoet.De omgeving van het handschoenenkastje vereist een temperatuur ≤23℃ en een dauwpunt ≤-45℃.

LassenTijdens dit productieproces van lithiumbatterijen moet het batterijdeksel van tevoren in het handschoenenkastje worden geplaatst en moet het batterijdeksel met één hand op de onderste vorm van de superlasmachine worden bevestigd en moet de batterijkern met de andere hand worden vastgehouden. hand.Lijn het positieve lipje van de batterijcel uit met het aansluitlipje van het deksel.Nadat u hebt gecontroleerd of het positieve aansluitlipje is uitgelijnd met het aansluitlipje van de kap, stapt u op de ultrasone lasmachine.Trap vervolgens op de voetschakelaar van het lasapparaat.Daarna moet de batterijeenheid volledig worden geïnspecteerd om het laseffect van de soldeerlippen te controleren.

Kijk of de soldeerlippen goed uitgelijnd zijn.

Trek voorzichtig aan het soldeerlipje om te zien of deze los zit.

Batterijen waarvan het batterijdeksel niet stevig is gelast, moeten opnieuw worden gelast.