Așa cum am menționat anterior, un proces tipic de fabricare a bateriilor litiu-ion poate fi împărțit în trei etape: procesul front-end (fabricarea electrozilor), procesul intermediar (sinteza celulelor) și procesul back-end (formarea și ambalarea). Am introdus anterior procesul front-end, iar acest articol se va concentra pe procesul intermediar.
Etapa intermediară a procesului de fabricație a bateriilor cu litiu este secțiunea de asamblare, iar obiectivul producției este finalizarea producției celulelor. Mai exact, procesul intermediar constă în asamblarea ordonată a electrozilor (pozitivi și negativi) realizați în procesul anterior cu separatorul și electrolitul.
Datorită diferitelor structuri de stocare a energiei ale diferitelor tipuri de baterii cu litiu, inclusiv bateriile cu carcasă prismatică din aluminiu, bateriile cilindrice și bateriile tip pungă, bateriile cu lamă etc., există diferențe evidente în procesul lor tehnic în etapa intermediară.
Procesul intermediar al bateriei cu carcasă prismatică din aluminiu și al bateriei cilindrice este înfășurarea, injectarea electrolitului și ambalarea.
Procesul din etapa intermediară a bateriei tip pouch și a bateriei cu lamă este stivuirea, injectarea electrolitului și ambalarea.
Principala diferență dintre cele două este procesul de înfășurare și procesul de stivuire.
Înfășurare
Procesul de înfășurare a celulei constă în rularea împreună a catodului, anodului și separatorului prin mașina de înfășurare, iar catodul și anodul adiacente sunt separate de un separator. În direcția longitudinală a celulei, separatorul depășește anodul, iar anodul depășește catodul, pentru a preveni scurtcircuitarea cauzată de contactul dintre catod și anod. După înfășurare, celula este fixată cu bandă adezivă pentru a preveni destrămarea acesteia. Apoi, celula trece la următorul proces.
În acest proces, este important să se asigure că nu există contact fizic între electrozii pozitiv și negativ și că electrodul negativ poate acoperi complet electrodul pozitiv atât pe direcție orizontală, cât și verticală.
Datorită caracteristicilor procesului de înfășurare, acesta poate fi utilizat doar pentru fabricarea bateriilor cu litiu cu formă regulată.
Stivuire
În schimb, procesul de stivuire suprapune electrozii pozitivi și negativi și separatorul pentru a forma o celulă stivuită, care poate fi utilizată pentru fabricarea bateriilor cu litiu de forme regulate sau anormale. Are un grad mai mare de flexibilitate.
Stivuirea este de obicei un proces în care electrozii pozitivi și negativi și separatorul sunt stivuiți strat cu strat, în ordinea electrod pozitiv-separator-electrod negativ, pentru a forma o celulă stivă cu colectorul de curent.ca și clapetele. Metodele de stivuire variază de la stivuirea directă, în care separatorul este tăiat, până la plierea în Z, în care separatorul nu este tăiat și este stivuit în formă de Z.
În procesul de stivuire, nu există fenomen de îndoire a aceleiași foi de electrod și nu există problema de „colț C” întâlnită în procesul de înfășurare. Prin urmare, spațiul de colț din carcasa interioară poate fi utilizat la maximum, iar capacitatea pe unitatea de volum este mai mare. Comparativ cu bateriile litiu realizate prin procesul de înfășurare, bateriile litiu realizate prin procesul de stivuire au avantaje evidente în ceea ce privește densitatea energiei, securitatea și performanța de descărcare.
Procesul de înfășurare are un istoric de dezvoltare relativ mai lung, un proces matur, costuri reduse și randament ridicat. Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea de noi vehicule energetice, procesul de stivuire a devenit o stea în ascensiune, cu utilizare de volum mare, structură stabilă, rezistență internă redusă, durată lungă de viață și alte avantaje.
Indiferent dacă este vorba de procesul de înfășurare sau de stivuire, ambele au avantaje și dezavantaje evidente. Bateria stivuită necesită mai multe tăieturi ale electrodului, rezultând o secțiune transversală mai mare decât structura de înfășurare, crescând riscul de bavuri. În ceea ce privește înfășurarea bateriei, colțurile acesteia vor ocupa spațiu, iar tensiunea neuniformă a înfășurării și deformarea pot cauza neomogenitate.
Prin urmare, examenul radiografic ulterior devine extrem de important.
Testarea cu raze X
Bateria de înfășurări și stive finite trebuie testate pentru a verifica dacă structura lor internă este conformă cu procesul de producție, cum ar fi alinierea celulelor stivei sau a înfășurării, structura internă a clapetelor și proeminența electrozilor pozitivi și negativi etc., astfel încât să se controleze calitatea produselor și să se prevină fluxul de celule necalificate în procesele ulterioare;
Pentru testarea cu raze X, Dacheng Precision a lansat o serie de echipamente de inspecție a imagisticii cu raze X:
Mașină de inspecție a bateriilor prin CT offline cu raze X
Aparat de inspecție a bateriilor offline cu tomografie computerizată cu raze X: imagistică 3D. Prin vizualizare în secțiune, se poate detecta direct înălțimea celulei, atât pe lungime, cât și pe lățime. Rezultatele detectării nu vor fi afectate de teșitura sau îndoirea electrodului, de urechi sau de marginea ceramică a catodului.
Mașină de inspecție a bateriilor cu înfășurare în linie cu raze X
Mașină de inspecție a bateriilor cu înfășurare în linie cu raze X: Acest echipament este conectat la linia transportoare din amonte pentru a realiza preluarea automată a celulelor bateriei. Celulele bateriei vor fi introduse în echipament pentru testarea ciclului intern. Celulele de gaz natural (NG) vor fi preluate automat. Sunt inspectate complet maximum 65 de straturi ale inelelor interioare și exterioare.
Mașină de inspecție a bateriilor cilindrice în linie cu raze X
Echipamentul emite raze X prin sursa de raze X, pătrunde prin baterie. Sistemul de imagistică recepționează imagini cu raze X, iar fotografiile sunt realizate. Acesta procesează imaginile prin intermediul unui software și algoritmi dezvoltați de companie, măsoară și determină automat dacă produsele sunt bune și identifică produsele proaste. Partea frontală și cea posterioară a dispozitivului pot fi conectate la linia de producție.
Mașină de inspecție a bateriilor în linie cu raze X
Echipamentul este conectat la linia de transmisie din amonte. Poate prelua automat celule, le poate plasa în echipament pentru detectarea buclei interne. Poate sorta automat celulele NG, iar celulele OK sunt plasate automat pe linia de transmisie, în echipamentul din aval pentru a realiza o detectare complet automată.
Mașină digitală de inspecție a bateriilor în linie cu raze X
Echipamentul este conectat la linia de transmisie din amonte. Poate prelua celule automat sau poate efectua încărcarea manuală, apoi le poate introduce în echipament pentru detectarea buclei interne. Poate sorta automat bateria de gaz natural, iar bateria scoasă este introdusă automat în linia de transmisie sau pe placă și trimisă către echipamentul din aval pentru a realiza o detectare complet automată.
Data publicării: 13 septembrie 2023
