Bateriile litiu-ion au o gamă largă de aplicații. Conform clasificării domeniilor de aplicare, acestea pot fi împărțite în baterii pentru stocarea energiei, baterii de alimentare și baterii pentru electronice de larg consum.
- Bateria pentru stocarea energiei acoperă stocarea energiei pentru comunicații, stocarea energiei electrice, sistemele de energie distribuită etc.;
- Bateriile electrice sunt utilizate în principal în domeniul energiei electrice, deservind piața, inclusiv vehicule cu energie nouă, stivuitoare electrice etc.;
- Bateriile pentru electronicele de larg consum acoperă domeniul consumatorului și cel industrial, inclusiv contorizarea inteligentă, securitatea inteligentă, transportul inteligent, Internetul Lucrurilor etc.
Bateria litiu-ion este un sistem complex, compus în principal din anod, catod, electrolit, separator, colector de curent, liant, agent conductiv și așa mai departe, implicând reacții precum reacția electrochimică dintre anod și catod, conducerea ionilor de litiu și conducerea electronică, precum și difuzia căldurii.
Procesul de producție a bateriilor cu litiu este relativ lung, implicând peste 50 de procese.
Bateriile cu litiu pot fi împărțite în baterii cilindrice, baterii cu înveliș pătrat de aluminiu, baterii tip „sac” și baterii cu lamă, în funcție de formă. Există unele diferențe în procesul lor de producție, dar, în general, procesul de fabricație a bateriilor cu litiu poate fi împărțit în procesul inițial (fabricarea electrozilor), procesul intermediar (sinteza celulelor) și procesul final (formare și ambalare).
Procesul inițial de fabricație a bateriilor cu litiu va fi introdus în acest articol.
Scopul producției procesului frontal este de a finaliza fabricarea electrodului (anod și catod). Principalele sale procese includ: amestecarea/în suspensia, acoperirea, calandrarea, tăierea prin tăiere și tăierea cu matriță.
Amestecare/Amestecare
Amestecarea/în suspensia constă în amestecarea uniformă a materialelor solide ale bateriei, formate din anod și catod, urmată de adăugarea solventului pentru a forma suspensia. Amestecarea suspensiei este punctul de plecare al liniei de producție și preludiul finalizării proceselor ulterioare de acoperire, calandrare și alte procese.
Suspensia solid-lichid pentru baterii cu litiu este împărțită în suspensie cu electrod pozitiv și suspensie cu electrod negativ. Introduceți substanțele active, carbonul conductiv, agentul de îngroșare, liantul, aditivul, solventul etc. în mixer în mod proporțional. Prin amestecare, obțineți o dispersie uniformă a suspensiei solid-lichid pentru acoperire.
Amestecarea de înaltă calitate este baza pentru finalizarea de înaltă calitate a procesului ulterior, ceea ce va afecta direct sau indirect performanța de siguranță și performanța electrochimică a bateriei.
Acoperire
Acoperirea este procesul de acoperire a materialului activ pozitiv și a materialului activ negativ pe folii de aluminiu, respectiv cupru, și combinarea acestora cu agenți conductivi și lianți pentru a forma o foaie de electrod. Solvenții sunt apoi îndepărtați prin uscare în cuptor, astfel încât substanța solidă este lipită de substrat pentru a forma o bobină de foaie pentru electrodul pozitiv și negativ.
Acoperirea catodului și a anodului
Materiale catodice: Există trei tipuri de materiale: structură laminată, structură spinelică și structură olivină, corespunzătoare materialelor ternare (și cobaltat de litiu), manganat de litiu (LiMn2O4) și respectiv fosfat de litiu fier (LiFePO4).
Materiale anodice: În prezent, materialele anodice utilizate în bateriile litiu-ion comerciale includ în principal materiale din carbon și materiale necarbonice. Printre acestea, materialele din carbon includ anodul de grafit, care este cel mai utilizat în prezent, și anodul de carbon dezordonat, carbonul dur, carbonul moale etc.; materialele necarbonice includ anodul pe bază de siliciu, titanatul de litiu (LTO) și așa mai departe.
Fiind elementul central al procesului de fabricație, calitatea execuției procesului de acoperire afectează profund consistența, siguranța și ciclul de viață al bateriei finite.
Calandrare
Electrodul acoperit este compactat în continuare cu o rolă, astfel încât substanța activă și colectorul să fie în contact strâns unul cu celălalt, reducând distanța de mișcare a electronilor, scăzând grosimea electrodului și crescând capacitatea de încărcare. În același timp, se poate reduce rezistența internă a bateriei, se poate crește conductivitatea și se poate îmbunătăți rata de utilizare a volumului bateriei, astfel încât să se mărească capacitatea bateriei.
Planeitatea electrodului după procesul de calandrare va afecta direct efectul procesului ulterior de tăiere. Uniformitatea substanței active a electrodului va afecta, de asemenea, indirect performanța celulei.
Tăiere
Tăierea longitudinală continuă a unei bobine de electrod late în felii înguste de lățimea necesară. În tăiere, electrodul se confruntă cu o acțiune de forfecare și se rupe. Planeitatea muchiei după tăiere (fără bavuri și îndoire) este cheia examinării performanței.
Procesul de fabricare a electrodului include sudarea etichetului electrodului, aplicarea hârtiei adezive protectoare, înfășurarea etichetului electrodului și utilizarea laserului pentru tăierea acesteia în vederea procesului ulterior de înfășurare. Ștanțarea constă în ștanțarea și modelarea electrodului acoperit pentru procesul ulterior.
Datorită cerințelor ridicate privind performanța și siguranța bateriilor litiu-ion, precizia, stabilitatea și automatizarea echipamentelor sunt foarte solicitate în procesul de fabricație a bateriilor litiu.
În calitate de lider în echipamente de măsurare a electrozilor de litiu, Dacheng Precision a lansat o serie de produse pentru măsurarea electrozilor în procesul de fabricație a bateriilor cu litiu, cum ar fi indicatorul de densitate areal cu raze X/β, indicatorul de grosime și densitate areal CDM, indicatorul de grosime cu laser și așa mai departe.
- Densitate de suprafață cu raze Super X
Este adaptabil la măsurarea a peste 1600 mm lățime de acoperire, acceptă scanare ultra-rapidă și detectează caracteristici detaliate, cum ar fi zonele de subțiere, zgârieturile și marginile ceramice. Poate fi util în cazul acoperirilor cu buclă închisă.
- Densitate areală cu raze X/β
Se utilizează în procesul de acoperire a electrozilor bateriei și în procesul de acoperire ceramică a separatorului pentru a efectua testarea online a densității ariei obiectului măsurat.
- Calibru de grosime și densitate areal CDM
Poate fi aplicat în procesul de acoperire: detectarea online a caracteristicilor detaliate ale electrozilor, cum ar fi lipsa acoperirii, lipsa materialului, zgârieturile, contururile grosimii zonelor de subțiere, detectarea grosimii AT9 etc.;
- Sistem de măsurare a urmăririi sincrone cu mai multe cadre
Este utilizat pentru procesul de acoperire a catodului și anodului bateriilor cu litiu. Folosește cadre multiple de scanare pentru a efectua măsurători de urmărire sincronă pe electrozi. Sistemul de măsurare cu urmărire sincronă cu cinci cadre este capabil să inspecteze pelicula umedă, cantitatea netă de acoperire și electrodul.
- Aparat de măsurare a grosimii cu laser
Se utilizează pentru detectarea electrodului în procesul de acoperire sau de calandrare a bateriilor cu litiu.
- Calibru de grosime și dimensiune off-line
Este utilizat pentru a detecta grosimea și dimensiunea electrozilor în procesul de acoperire sau de calandrare a bateriilor cu litiu, ceea ce îmbunătățește eficiența și consistența.
Data publicării: 31 august 2023
