Жылдам дамуыменлитий батареясыөнеркәсіпте литий батареяларын қолдану сценарийлері кеңейіп, адамдардың өмірі мен жұмысында таптырмас энергия құрылғысына айналуда.Реттелетін литий батареяларын өндірушілердің өндіріс процесіне келетін болсақ, литий батареяларын өндіру процесі негізінен ингредиенттерді, жабындарды, қаптамаларды, дайындауды, орауды, қабықшаларды, илектеуді, пісіруді, сұйықтықты бүркуді, дәнекерлеуді және т.б. қамтиды. Төменде негізгі тармақтар келтірілген. литий батареясын өндіру процесі.Оң электрод ингредиенттері Литий батареяларының оң электроды белсенді материалдардан, өткізгіш заттардан, желімдерден және т.б. тұрады. Алдымен шикізат расталады және пісіріледі.Жалпы айтқанда, өткізгіш агентті ≈120℃ температурада 8 сағат пісіру керек, ал желім PVDF ≈80℃ температурада 8 сағат бойы пісіру керек.Белсенді материалдар (LFP, NCM және т.б.) пісіруді және кептіруді қажет ете ме, бұл шикізаттың күйіне байланысты.Қазіргі уақытта литий батареяларының жалпы цехы температура ≤40℃ және ылғалдылық ≤25% RH қажет.Кептіру аяқталғаннан кейін PVDF желімін (PVDF еріткіші, NMP ерітіндісі) алдын ала дайындау керек.PVDF желімінің сапасы батареяның ішкі кедергісі мен электрлік өнімділігі үшін өте маңызды.Желімді жағуға әсер ететін факторларға температура мен араластыру жылдамдығы жатады.Температура неғұрлым жоғары болса, желімнің сарғаюы адгезияға әсер етеді.Егер араластыру жылдамдығы тым жоғары болса, желім оңай зақымдалуы мүмкін.Айналу жылдамдығы дисперсиялық дискінің өлшеміне байланысты.Жалпы айтқанда, дисперсиялық дискінің сызықтық жылдамдығы 10-15 м/с (жабдыққа байланысты).Бұл кезде айналымдағы суды қосу үшін араластырғыш цистерна қажет, ал температура ≤30°C болуы керек.

Катодты суспензияны партиялармен қосыңыз.Бұл уақытта материалдарды қосу тәртібіне назар аудару керек.Алдымен белсенді материалды және өткізгіш агентті қосыңыз, баяу араластырыңыз, содан кейін желімді қосыңыз.Литий батареясын өндіру процесіне сәйкес азықтандыру уақыты мен азықтандыру коэффициенті де қатаң түрде орындалуы керек.Екіншіден, жабдықтың айналу жылдамдығы мен айналу жылдамдығын қатаң бақылау керек.Жалпы айтқанда, дисперсияның сызықтық жылдамдығы 17 м/с жоғары болуы керек.Бұл құрылғының өнімділігіне байланысты.Әртүрлі өндірушілер айтарлықтай ерекшеленеді.Сондай-ақ араластырудың вакуумы мен температурасын бақылаңыз.Бұл кезеңде суспензияның бөлшектерінің мөлшері мен тұтқырлығын жүйелі түрде анықтау қажет.Бөлшектердің мөлшері мен тұтқырлығы қатты құрамға, материал қасиеттеріне, қоректену ретіне және литий батареясын өндіру процесіне тығыз байланысты.Бұл уақытта әдеттегі процесс температура ≤30℃, ылғалдылық ≤25%RH және вакуум дәрежесі ≤-0,085mpa талап етеді.Шламды тасымалдау резервуарына немесе бояу цехына жіберіңіз.Шламды сыртқа шығарғаннан кейін оны сүзгілеу керек.Мақсаты - ірі бөлшектерді сүзу, ферромагниттік және басқа заттарды тұндыру және жою.Үлкен бөлшектер жабынға әсер етеді және батареяның шамадан тыс өздігінен разрядталуына немесе қысқа тұйықталу қаупіне әкелуі мүмкін;суспензиядағы тым көп ферромагниттік материал батареяның шамадан тыс өздігінен разрядталуына және басқа ақауларға әкелуі мүмкін.Бұл литий батареясын өндіру процесінің технологиялық талаптары: температура ≤ 40°C, ылғалдылық ≤ 25% RH, экран торының өлшемі ≤ 100 тор және бөлшектердің өлшемі ≤ 15um.

Теріс электродингредиенттер Литий батареясының теріс электроды белсенді материалдан, өткізгіш агенттен, байланыстырғыштан және дисперсиядан тұрады.Біріншіден, шикізатты растаңыз.Дәстүрлі анодтық жүйе су негізіндегі араластыру процесі болып табылады (еріткіш – ионсыздандырылған су), сондықтан шикізатқа арнайы кептіру талаптары жоқ.Литий батареясын өндіру процесі деионизацияланған судың өткізгіштігінің ≤1us/cm болуын талап етеді.Цех талаптары: температура ≤40℃, ылғалдылық ≤25%RH.Желім дайындаңыз.Шикізат анықталғаннан кейін, алдымен желім (CMC және судан тұратын) дайындалуы керек.Осы кезде С графитін және өткізгіш агентті құрғақ араластыруға арналған араластырғышқа құйыңыз.Айналымдағы суды шаңсорғышпен сормау немесе қоспау ұсынылады, өйткені құрғақ араластыру кезінде бөлшектер экструдталған, үйкеліс және қыздырылған.Айналу жылдамдығы төмен жылдамдықпен 15~20 айн/мин, қыру және ұнтақтау циклі 2-3 рет, интервал уақыты ≈15мин.Миксерге желімді құйып, шаңсорғышты (≤-0,09 мпа) бастаңыз.Резеңкені 2 рет 15~20айн/мин төмен жылдамдықпен қысыңыз, содан кейін жылдамдықты реттеңіз (төмен жылдамдық 35айн/мин, жоғары жылдамдық 1200~1500айн/мин) және әрбір өндірушінің ылғалды процесіне сәйкес шамамен 15мин~60мин жұмыс істеңіз.Соңында блендерге SBR құйыңыз.SBR ұзын тізбекті полимер болғандықтан төмен жылдамдықпен араластыру ұсынылады.Егер айналу жылдамдығы ұзақ уақыт бойы тым жылдам болса, молекулалық тізбек оңай үзіліп, белсенділігін жоғалтады.10-20 минут ішінде 35-40 айн/мин төмен жылдамдықта және 1200-1800 айн/мин жоғары жылдамдықта араластыру ұсынылады.Сынақ тұтқырлығы (2000~4000 мПа.с), бөлшектердің өлшемі (35um≤), қатты құрамы (40-70%), вакуум дәрежесі және тор торы (≤100 тор).Арнайы процесс мәндері материалдың физикалық қасиеттеріне және араластыру процесіне байланысты өзгереді.Цех үшін температура ≤30℃ және ылғалдылық ≤25%RH қажет.Катодты жабынмен қаптау Литий аккумуляторын өндіру процесі бір беттік тығыздығы ≈20~40 мг/см2 (үштік литий батареясы түрі) алюминий ток жинағышының AB бетіне катодты суспензияны экструдтау немесе бүркуді білдіреді.Пештің температурасы әдетте 4-8 түйіннен жоғары, ал әр бөліктің пісіру температурасы көлденең жарықтар мен пісіру кезінде еріткіштің тамшылауын болдырмау үшін нақты қажеттіліктерге сәйкес 95°C және 120°C аралығында реттеледі.Тасымалдау жабыны ролик жылдамдығының арақатынасы 1,1-1,2 және литий жауын-шашынына әкелуі мүмкін аккумулятор циклі кезінде қалдықтың салдарынан жапсырма позициясының шамадан тыс тығыздалуын болдырмау үшін саңылау орны 20-30 мм-ге жұқартылады.Қаптау ылғалдылығы ≤2000-3000ppm (материал мен процеске байланысты).Цехтегі оң электрод температурасы ≤30℃ және ылғалдылық ≤25%.Схематикалық схема келесідей: жабын таспасының схемалық схемасы

Theлитий батареяларын өндірупроцесітеріс электродты жабынмыс ток жинағышының AB бетіне теріс электродты суспензияны экструдтау немесе бүркуді білдіреді.Бір бетінің тығыздығы ≈ 10~15 мг/см2.Қаптау пешінің температурасы әдетте 4-8 секциядан (немесе одан да көп) тұрады және әр бөлімнің пісіру температурасы 80 ℃ ~ 105 ℃.Пісірудегі жарықтар мен көлденең жарықтарды болдырмау үшін оны нақты қажеттіліктерге сәйкес реттеуге болады.Тасымалдау ролик жылдамдығының қатынасы 1,2-1,3, саңылау 10-15um жұқарған, бояу концентрациясы ≤3000ppm, цехтағы теріс электрод температурасы ≤30℃, ылғалдылық ≤25%.Оң пластинаның оң жабыны құрғағаннан кейін барабанды процесс уақытында туралау қажет.Ролик электрод парағын нығыздау үшін қолданылады (көлем бірлігіндегі таңғыштың массасы).Қазіргі уақытта литий батареяларын өндіру процесінде екі оң электродты престеу әдісі бар: ыстық престеу және суық престеу.Суық сығымдаумен салыстырғанда, ыстық сығымдау жоғарырақ нығыздауға және төмен қайтару жылдамдығына ие.Дегенмен, суық сығымдау процесі салыстырмалы түрде қарапайым және басқаруға және басқаруға оңай.Роликтің негізгі жабдығы келесі технологиялық мәндерге, нығыздалу тығыздығына, көтерілу жылдамдығына және ұзартуға қол жеткізу болып табылады.Бұл ретте стержень бөлігінің бетінде сынғыш жоңқалардың, қатты кесектердің, құлаған материалдардың, толқынды жиектердің және т.б., ал саңылауларда үзілістерге жол берілмейтінін атап өткен жөн.Бұл уақытта цех ортасының температурасы: ≤23℃, ылғалдылық: ≤25%.Ағымдағы дәстүрлі материалдардың шынайы тығыздығы:

Жиі қолданылатын тығыздау:

Қайта оралу жылдамдығы: жалпы көтерілу 2-3 мкм

Ұзарту: оң электрод парағы әдетте ≈1,002

Оң электрод орамы аяқталғаннан кейін келесі қадам - ​​​​барлық электрод бөлігін бірдей ені (аккумулятордың биіктігіне сәйкес) шағын жолақтарға бөлу.Кесу кезінде тірек бөлігінің саңылауларына назар аударыңыз.Екі өлшемді жабдықтың көмегімен полюс бөліктерін X және Y бағыттағы саңылаулардың бар-жоғын кешенді тексеру қажет.Бойлық бұранда ұзындығы процесі Y≤1/2 H диафрагма қалыңдығы.Цехтің қоршаған орта температурасы ≤23℃, шық нүктесі ≤-30℃ болуы керек.Литий батареясының теріс электрод парақтары үшін теріс электрод парақтарын өндіру процесі оң электродтармен бірдей, бірақ технологиялық дизайн басқаша.Цехтің қоршаған орта температурасы ≤23℃ және ылғалдылығы ≤25% болуы керек.Жалпы теріс электродтық материалдардың шынайы тығыздығы:

Жиі қолданылатын теріс электродты нығыздау: Қайта оралу жылдамдығы: Жалпы көтерілу 4-8um Ұзару: Оң пластина әдетте ≈ 1,002 Литий батареясын оң электродты аршу өндірісі оң электродты аршу процесіне ұқсас және екеуі де X және Y бағыттары.Цехтің қоршаған орта температурасы ≤23℃, шық нүктесі ≤-30℃ болуы керек.Оң пластина аршуға дайын болғаннан кейін, оң пластинаны кептіру керек (120°C), содан кейін алюминий қаңылтыры дәнекерленген және оралған.Бұл процесте құлақшаның ұзындығы мен қалыптау енін ескеру қажет.Мысал ретінде **650 дизайнын (мысалы, 18650 батареясы) алсақ, ашық құлақшалары бар дизайн негізінен қақпақ пен орам ойығын дәнекерлеу кезінде катодты құлақшалардың орынды ынтымақтастығын қарастырады.Тірек құлақшалары тым ұзақ уақыт бойы ашық қалса, илемдеу процесінде сырық құлақшалары мен болат қабық арасында оңай қысқа тұйықталу орын алуы мүмкін.Құлақ тым қысқа болса, қақпақты дәнекерлеу мүмкін емес.Қазіргі уақытта ультрадыбыстық дәнекерлеу бастарының екі түрі бар: сызықтық және нүктелік.Тұрмыстық процестерде артық ток және дәнекерлеу беріктігі ескерілгендіктен, көбінесе желілік дәнекерлеу бастиектері қолданылады.Сонымен қатар, жоғары температуралы желім дәнекерлеуші ​​құлақшаларды жабу үшін қолданылады, негізінен металл саңылаулары мен металл қалдықтарынан туындаған қысқа тұйықталу қаупін болдырмау үшін.Цехтың қоршаған орта температурасы ≤23℃, шық нүктесі ≤-30℃, катод ылғалдылығы ≤500-1000ppm болуы керек.

Теріс пластинаны дайындауТеріс тақтайшаны кептіру керек (105-110 ° C), содан кейін никель парақтары дәнекерленген және оралған.Сондай-ақ, дәнекерлеу тақтасының ұзындығы мен қалыптау енін ескеру қажет.Цехтың қоршаған орта температурасы ≤23℃, шық нүктесі ≤-30℃, теріс электродтың ылғалдылығы ≤500-1000ppm болуы керек.Орам - сепараторды, оң электрод парағын және теріс электрод парағын орау машинасы арқылы темір өзекке орау.Принципі оң электродты теріс электродпен орау, содан кейін оң және теріс электродтарды сепаратор арқылы бөлу.Дәстүрлі жүйенің теріс электроды батарея дизайнының басқару электроды болғандықтан, сыйымдылық дизайны оң электродқа қарағанда жоғары, сондықтан қабат зарядтау кезінде оң электродтың Li+ «бос орнында» сақталуы мүмкін. теріс электрод.Орау кезінде орамның керілуіне және полюс бөлігінің орналасуына ерекше назар аудару қажет.Орамның тым аз кернеуі ішкі кедергіге және корпустың кірістіру жылдамдығына әсер етеді.Шамадан тыс кернеу қысқа тұйықталу немесе сыну қаупіне әкелуі мүмкін.Туралау теріс электродтың, оң электродтың және сепаратордың салыстырмалы орнын білдіреді.Теріс электродтың ені - 59,5 мм, оң электрод - 58 мм, сепаратор - 61 мм.Қысқа тұйықталу қаупін болдырмау үшін ойнату кезінде үшеуі тураланады.Орамның кернеуі әдетте оң полюс үшін 0,08-0,15Мпа, теріс полюс үшін 0,08-0,15Мпа, жоғарғы диафрагма үшін 0,08-0,15Мпа және төменгі диафрагма үшін 0,08-0,15Мпа аралығында болады.Арнайы реттеулер жабдық пен процеске байланысты.Бұл цехтың қоршаған орта температурасы ≤23℃, шық нүктесі ≤-30℃, ылғалдылығы ≤500-1000ppm.

Корпусқа қоршалған батарея өзегін орнатпас бұрын, 200~500В Hi-Pot сынағы қажет (жоғары вольтты аккумулятордың қысқа тұйықталуын тексеру үшін) және шаңсорғышты орнату алдында шаңды одан әрі бақылау үшін де қажет. іс.Литий батареяларының үш негізгі бақылау нүктесі - ылғал, бөртпе және шаң.Алдыңғы процесс аяқталғаннан кейін төменгі тығыздағышты батарея өзегінің түбіне салыңыз, оң электрод парағын беті батарея өзегі орамасының тесігіне қаратылатындай етіп майыстырыңыз және соңында оны болат қабықшаға немесе алюминий қабығына тігінен салыңыз.Мысал ретінде 18650 түрін алсақ, сыртқы диаметрі ≈ 18 мм + биіктік ≈ 71,5 мм.Жараның өзегінің көлденең қимасының ауданы болат корпустың ішкі көлденең қимасының ауданынан кішірек болғанда, болат корпусты енгізу жылдамдығы шамамен 97% -дан 98,5% -ға дейін болады.Өйткені кейінірек айдау кезінде полюс бөлігінің қайта көтерілу мәні мен сұйықтықтың ену дәрежесін ескеру қажет.Үстіңгі төсенішпен бірдей процесс үстіңгі астыңғы қабаттың құрастыруын қамтиды.Цехтің қоршаған орта температурасы ≤23℃, шық нүктесі ≤-40℃ болуы керек.

Домалаудәнекерлеуіш штифті (әдетте мыс немесе қорытпадан жасалған) дәнекерлеу өзегінің ортасына енгізеді.Жиі қолданылатын дәнекерлеу түйреуіштері Φ2,5*1,6мм, ал теріс электродтың дәнекерлеу күші білікті болу үшін ≥12N болуы керек.Егер ол тым төмен болса, ол виртуалды дәнекерлеуді және шамадан тыс ішкі қарсылықты оңай тудырады.Егер ол тым жоғары болса, болат қабықтың бетіндегі никель қабатын дәнекерлеу оңай, нәтижесінде дәнекерлеу қосылыстары пайда болады, бұл тот және ағып кету сияқты жасырын қауіптерге әкеледі.Домалау ойығының қарапайым түсінігі - бұл батареяның өзегін сілкінбестен корпусқа бекіту.Бұл литий батареясын өндіру процесінде қаптаманы тым жоғары көлденең жылдамдықпен кесіп алмау үшін көлденең экструзия жылдамдығы мен бойлық басу жылдамдығының сәйкестігіне ерекше назар аудару керек, ал егер ойықтың никель қабаты құлап кетеді. бойлық жылдамдық тым жылдам немесе ойықтың биіктігі әсер етеді және тығыздауыш әсер етеді.Ойық тереңдігі, ұзарту және ойық биіктігі бойынша технологиялық мәндердің стандарттарға сәйкестігін тексеру қажет (практикалық және теориялық есептеулер арқылы).Жалпы плита өлшемдері 1,0, 1,2 және 1,5 мм.Домалау ойығы аяқталғаннан кейін металл қалдықтарын болдырмау үшін бүкіл машинаны қайтадан шаңсорғышпен тазалау керек.Вакуум дәрежесі ≤-0,065Мпа болуы керек, ал вакуумдау уақыты 1~2с болуы керек.Бұл цехтың қоршаған орта температурасына қойылатын талаптар ≤23℃, ал шық нүктесі ≤-40℃.Батареяның өзегін пісіру Цилиндрлік аккумулятор парақтары оралып, ойық болғаннан кейін келесі литий батареясын өндіру процесі өте маңызды: пісіру.Аккумулятор жасушаларын өндіру кезінде белгілі бір мөлшерде ылғал енгізіледі.Ылғалдылықты уақыт ішінде стандартты диапазонда бақылау мүмкін болмаса, батареяның өнімділігі мен қауіпсіздігіне айтарлықтай әсер етеді.Әдетте пісіру үшін автоматты вакуумдық пеш қолданылады.Пісіруге болатын ұяшықтарды ұқыпты орналастырыңыз, кептіргішті пешке салыңыз, параметрлерді орнатыңыз және температураны 85°C-қа дейін көтеріңіз (мысал ретінде литий темір фосфатты батареяларды алыңыз).Төменде батарея ұяшықтарының бірнеше түрлі сипаттамалары үшін пісіру стандарттары берілген:

Сұйықтық инъекциясыЛитий батареясын өндіру процесі пісірілген батарея жасушаларының ылғалдылығын сынауды қамтиды.Алдыңғы пісіру стандарттарына жеткеннен кейін ғана келесі қадамға өтуге болады: электролит енгізу.Пісірілген аккумуляторларды вакуумдық қолғап қорапшасына тез салыңыз, салмағын өлшеп, жазып алыңыз, инъекциялық шыныаяққа киіңіз және тостағанға электролиттің белгіленген салмағын қосыңыз (әдетте сұйықтыққа батырылған батарея сынағы орындалады: батареяны шыныаяққа салыңыз. ортаңғы).Аккумулятордың өзегін электролитке салыңыз, оны біраз уақыт бойы жібітіңіз, батареяның сұйықтықты сіңіру қабілетін тексеріңіз (әдетте сұйықтықты тәжірибе көлеміне сәйкес толтырыңыз), оны вакуумдық қорапқа салыңыз (вакуум дәрежесі ≤ - 0,09Мпа) және электролиттің электродқа енуін жылдамдатады.Бірнеше циклден кейін батарея бөліктерін алып, оларды өлшеңіз.Инъекция көлемі жобалық мәнге сәйкес келетінін есептеңіз.Егер ол аз болса, оны толықтыру керек.Егер тым көп болса, дизайн талаптарына сәйкес келгенше артықты төгіп тастаңыз.Қолғап қорапшасы үшін температура ≤23℃ және шық нүктесі ≤-45℃ қажет.

ДәнекерлеуБұл литий батареясын өндіру процесінде батарея қақпағын алдын ала қолғап қорапшасына қою керек, ал батарея қақпағын бір қолмен супер дәнекерлеу машинасының төменгі қалыпына бекіту керек, ал батарея өзегін екінші қолмен ұстау керек. қол.Батарея ұяшығының оң саңылауын қақпақтың терминалдық құлақшасымен туралаңыз.Оң терминал құлақшасының қақпақ терминалының құлақшасымен тураланғанын растағаннан кейін ультрадыбыстық дәнекерлеу машинасына өтіңіз.Содан кейін дәнекерлеу машинасының аяқ қосқышына басыңыз.Содан кейін дәнекерлеу құлақшаларының дәнекерлеу әсерін тексеру үшін батарея блогын толығымен тексеру керек.

Дәнекерлеу құлақшаларының тураланғанын тексеріңіз.

Босаған-боспағанын көру үшін, дәнекерлеу тілшесін ақырын тартыңыз.

Батарея қақпағы мықтап дәнекерленбеген батареяларды қайта дәнекерлеу қажет.