Popoln priročnik za proizvodni proces litijeve baterije

Celoten priročnik za proizvodni proces litijeve baterije

Ionske baterije so kompleksen sistem, ki vključuje pozitivno elektrodo, negativno elektrodo, separator, elektrolit, tokovni zbiralnik in vezivo, prevodno sredstvo itd. Vključene reakcije vključujejo elektrokemične reakcije pozitivnih in negativnih elektrod, prevajanje litijevih ionov in elektronov ter difuzijo toplote. Proizvodni proces litijevih baterij je razmeroma dolg in vključuje več kot 50 procesov.

Litijeve baterije lahko glede na obliko razdelimo na cilindrične baterije, kvadratne baterije in mehke baterije, z določenimi razlikami v proizvodnih procesih. Vendar pa lahko na splošno proizvodni proces litijeve baterije razdelimo na sprednji proces (proizvodnja elektrod), srednji proces (sinteza celic) in zadnji proces (oblikovanje in pakiranje). Zaradi visokih zahtev glede varnosti delovanja litij-ionskih baterij obstajajo izredno visoke zahteve glede natančnosti, stabilnosti in ravni avtomatizacije litij-ionske opreme v procesu izdelave baterij.

Oprema za litijeve baterije je procesna oprema, ki uporablja naročene postopke za proizvodnjo surovin, kot so materiali za pozitivne in negativne elektrode, materiali za separatorje in elektrolit. Oprema za litijeve baterije pomembno vpliva na zmogljivost in stroške litijevih baterij in je eden od odločilnih dejavnikov. Glede na različne procesne tokove lahko litijevo baterijsko opremo razdelimo na sprednjo opremo, srednjo stopnjo in zaledno opremo. V liniji za proizvodnjo litijevih baterij je vrednost sprednje, srednje in zadnje opreme približno 4:3:3.

Proizvodni cilj prejšnjega procesa je dokončanje izdelave (pozitivnih in negativnih) elektrodnih plošč. Glavni postopek prejšnje stopnje vključuje mešanje, premazovanje, valjanje, rezanje, rezanje in izrezovanje. Vključena oprema vključuje predvsem: mešalnik, stroj za premazovanje, stiskalnico z valji, stroj za rezanje, stroj za rezanje, stroj za izrezovanje itd.

Mešanje gnojevke (uporabljena oprema: vakuumski mešalnik) je namenjeno enakomernemu mešanju pozitivnih in negativnih materialov polprevodniške baterije in nato dodajanju topila, da jih vmešamo v gnojevko. Mešanje gnojevke je izhodišče prejšnjega procesa in temelj za dokončanje nadaljnjih premazov, valjanja in drugih postopkov.

Prevleka (uporabljena oprema: stroj za prevleko) je enakomerno nanesti mešano goščo na kovinsko folijo in jo posušiti, da se naredijo pozitivne in negativne plošče. Kot osrednja povezava prejšnjega postopka kakovost izvedbe postopka premazovanja močno vpliva na doslednost, varnost in življenjsko dobo končne baterije. Zato je premazni stroj najdragocenejša oprema v prejšnjem procesu.

Valjčno stiskanje (uporabljena oprema: valjčno stiskanje) dodatno stisne prevlečeno elektrodo in s tem poveča energijsko gostoto baterije. Ploskost zvite elektrode neposredno vpliva na učinek obdelave poznejšega postopka rezanja, enakomernost aktivnih snovi v elektrodi pa posredno vpliva tudi na zmogljivost baterijske celice.

Cepljenje (uporabljena oprema: stroj za rezanje) je postopek neprekinjenega rezanja širokega zvitka polov na več ozkih kosov zahtevane širine. Poškodba elektrodne plošče med rezanjem je posledica strižnega delovanja, gladkost roba po rezanju (brez robov ali upogibov) pa je ključna za ocenjevanje delovanja stroja za rezanje.

Izdelava (uporabljena oprema: proizvodni stroj) vključuje varjenje ušes elektrod iz odrezanih kosov elektrode, nanašanje zaščitnega traku, ovijanje ušes elektrod z lepilom ali uporabo laserskega rezanja za oblikovanje ušes elektrod, ki se lahko uporabijo za nadaljnje postopke navijanja. Izrezovanje (uporabljena oprema: stroj za izrezovanje) je postopek prebijanja in oblikovanja prevlečenih polarnih plošč za nadaljnje postopke.

Proizvodni cilj srednjega procesa je dokončanje izdelave baterijskih celic. Obstajajo razlike v tehnološkem načrtu in opremi proizvodne linije srednjega procesa različnih vrst litijevih baterij. Bistvo vmesnega postopka je postopek montaže, natančneje urejeno sestavljanje (pozitivnih in negativnih) elektrodnih plošč izdelanih iz prejšnjega postopka z diafragmo in elektrolitom. Zaradi različnih struktur shranjevanja energije kvadratnih (zvitkov), cilindričnih (zvitkov) in fleksibilnih (slojnih) baterij so očitne razlike v tehnološkem načrtu in opremi proizvodne linije različnih vrst litijevih baterij v srednjem procesu. Natančneje, glavni procesi srednje stopnje kvadratnih in cilindričnih baterij vključujejo navijanje, vbrizgavanje tekočine in pakiranje. Vključena oprema vključuje predvsem: stroj za navijanje, stroj za vbrizgavanje tekočine, opremo za pakiranje (stroj za vstavljanje lupin, stroj za valjanje utorov, stroj za tesnjenje, varilni stroj) itd.; Glavni proces srednje stopnje baterije mehkega paketa vključuje laminacijo, vbrizgavanje tekočine in pakiranje, vključena oprema pa vključuje predvsem stroj za laminiranje, stroj za vbrizgavanje tekočine, opremo za pakiranje itd.

Navijanje (uporabljena oprema: stroj za navijanje) je postopek navijanja elektrodnih plošč, proizvedenih v proizvodnem procesu ali stroju za izsekovanje navijal v litij-ionske baterijske celice, ki se večinoma uporabljajo za proizvodnjo kvadratnih in okroglih litij-ionskih baterij. Stroj za navijanje lahko razdelimo v dve kategoriji: stroj za kvadratno navijanje in stroj za cilindrično navijanje, ki se uporabljata za proizvodnjo kvadratnih in cilindričnih litijevih baterij. V primerjavi s cilindričnim navijanjem ima postopek kvadratnega navijanja višje zahteve za nadzor napetosti, zato je tehnična težava stroja za kvadratno navijanje večja.

Laminacija (uporabljena oprema: stroj za laminiranje) je postopek zlaganja posameznih elektrodnih plošč, proizvedenih med postopkom rezanja, v litij-ionske baterijske celice, ki se večinoma uporabljajo za proizvodnjo mehkih baterij. V primerjavi s kvadratnimi in cilindričnimi celicami imajo celice z mehkim pakiranjem znatne prednosti v energijski gostoti, varnosti in zmogljivosti praznjenja. Vendar dokončanje ene same naloge zlaganja s strojem za laminiranje vključuje več podpostopkov v vzporednem in zapletenem sodelovanju mehanizmov, izboljšanje učinkovitosti zlaganja pa zahteva obravnavo kompleksnih problemov dinamičnega nadzora; Hitrost stroja za navijanje je neposredno povezana z učinkovitostjo navijanja, sredstva za izboljšanje učinkovitosti pa so relativno preprosta. Trenutno obstaja vrzel v proizvodni učinkovitosti in izkoristku med laminiranimi celicami in ranami.

Stroj za vbrizgavanje tekočine (uporabljena oprema: stroj za vbrizgavanje tekočine) se uporablja za kvantitativno vbrizgavanje elektrolita baterije v celico.

Pakiranje celic (z uporabo opreme, kot je stroj za vstavljanje lupin, stroj za valjanje utorov, stroj za tesnjenje, varilni stroj) vključuje namestitev jedra tuljave v lupino celice.

Proizvodni cilj kasnejše faze procesa je dokončanje preoblikovanja v embalažo. Od srednje stopnje je bila oblikovana funkcionalna struktura celice litijeve baterije, pomen zadnje stopnje pa je, da jo aktiviramo, opravimo testiranje, razvrščanje in sestavljanje ter oblikujemo varen in stabilen izdelek litijeve baterije. Glavni procesi poznejše stopnje procesa vključujejo: oblikovanje, ločevanje, testiranje, sortiranje itd. Vključena oprema vključuje predvsem: motorje za polnjenje in praznjenje, opremo za testiranje itd.

Formacija (z uporabo motorja za polnjenje in praznjenje) je postopek aktiviranja baterijske celice s prvim polnjenjem, med katerim se na površini negativne elektrode ustvari učinkovit pasivacijski film (film SEI), da se doseže "inicializacija" litijeve baterije. Zmogljivost delitve (uporabljena oprema: motor za polnjenje in praznjenje), znana tudi kot "zmogljivost za analizo", se nanaša na postopek polnjenja in praznjenja pretvorjene baterijske celice v skladu s konstrukcijskimi standardi za merjenje kapacitivnosti baterijske celice. Postopek polnjenja in praznjenja baterijske celice poteka skozi postopek tvorbe in ločevanja kapacitivnosti, zato je motor za polnjenje in praznjenje najpogosteje uporabljena zadnja jedrna oprema. Najmanjša delovna enota motorja za polnjenje in praznjenje je "kanal". "Enota" (BOX) je sestavljena iz več "kanalov" in več "enot" je združenih v polnilni in praznjelni motor.

Testiranje (uporabljena oprema: preskusna oprema) je treba izvesti pred in po polnjenju, praznjenju in mirovanju; Razvrščanje se nanaša na razvrščanje in izbiro baterij, ki so bile oblikovane in razdeljene v skladu z določenimi standardi na podlagi rezultatov detekcije. Pomen postopka zaznavanja in razvrščanja ni le v izločanju nekvalificiranih izdelkov, ampak tudi zato, ker so v praktični uporabi litij-ionskih baterij celice pogosto združene vzporedno ali zaporedno. Zato lahko izbira celic s podobno zmogljivostjo pomaga doseči optimalno splošno zmogljivost baterije.

Proizvodnja litijevih baterij ni mogoče ločiti od opreme za proizvodnjo litijevih baterij. Poleg materialov, uporabljenih v sami bateriji, sta proizvodni proces in proizvodna oprema pomembna dejavnika, ki določata zmogljivost baterije. V zgodnjih dneh je bila kitajska oprema za litijeve baterije v glavnem odvisna od uvoza. Po nekaj letih hitrega razvoja so kitajska podjetja za litijevo baterijsko opremo postopoma presegla japonska in korejska podjetja za opremo v smislu tehnologije, učinkovitosti, stabilnosti in drugih vidikov ter imajo prednosti pri stroškovni učinkovitosti, poprodajnem vzdrževanju in drugih vidikih. Trenutno je bila ustanovljena skupina domačih podjetij za opremo za litijeve baterije, ki je postala vizitka kitajske vrhunske opreme, ki vstopa na mednarodni trg. Z vertikalnim zavezništvom in čezmorsko širitvijo vodilnih na področju litijevih baterij je oprema za litijeve baterije imela koristi od širitve na nižji stopnji in je začela novo obdobje hitre rasti priložnosti.