Литий батареясы җитештерү процессы

Литий батареясы җитештерү процессы

Литий батареяларын җитештерү процессына гомуми кереш

тиз үсеше беләнлитий батареясыСәнәгатьтә, литий батареяларын куллану сценарийлары киңәя бара һәм кешеләр тормышында һәм эшендә алыштыргысыз энергия җайланмасына әйләнә. Заказ буенча литий батареялары җитештерү процессына килгәндә, литий батареялары җитештерү процессы, нигездә, ингредиентлар, каплау, тышлау, әзерләү, төрү, тышлау, прокатлау, пешерү, сыеклык кертү, эретеп ябыштыру һ.б. үз эченә ала. Түбәндә литий батареялары җитештерү процессының төп пунктлары тәкъдим ителә. Уңай электрод ингредиентлары Литий батареяларының уңай электроды актив материаллардан, үткәргеч агентлардан, җилемнәрдән һ.б. тора. Башта чимал раслана һәм пешерелә. Гомумән алганда, үткәргеч агентны ≈120℃ температурада 8 сәгать пешерергә кирәк, ә җилем PVDFны ≈80℃ температурада 8 сәгать пешерергә кирәк. Актив материалларны (LFP, NCM һ.б.) пешерү һәм киптерү кирәкме-юкмы чималның торышына бәйле. Хәзерге вакытта гомуми литий батареялары остаханәсе температураны ≤40℃ һәм дымлылыкны ≤25%RH таләп итә. Киптерү тәмамланганнан соң, PVDF җилемен (PVDF эреткече, NMP эремәсе) алдан әзерләргә кирәк. PVDF җилеменең сыйфаты батареяның эчке каршылыгы һәм электр эшчәнлеге өчен бик мөһим. Җилем куллануга тәэсир итүче факторларга температура һәм болгату тизлеге керә. Температура югарырак булган саен, җилемнең саргаюы адгезиягә тәэсир итәчәк. Әгәр кушу тизлеге бик югары булса, җилем җиңел бозылырга мөмкин. Аерым әйләнү тизлеге дисперсия дискының зурлыгына бәйле. Гомумән алганда, дисперсия дискының сызыкча тизлеге 10-15 м/с тәшкил итә (җиһазга карап). Бу вакытта, әйләнештәге суны кабызу өчен кушу багы кирәк, һәм температура ≤30°C булырга тиеш.

2

Катод суспензиясен партияләр белән өстәгез. Бу вакытта материалларны өстәү тәртибенә игътибар итәргә кирәк. Башта актив матдә һәм үткәргеч матдә өстәгез, әкрен генә болгатыгыз, аннары җилем өстәгез. Ашау вакыты һәм ашату нисбәте дә литий батареясы җитештерү процессына туры китереп катгый үтәлергә тиеш. Икенчедән, җиһазларның әйләнү тизлеге һәм әйләнү тизлеге катгый контрольдә тотылырга тиеш. Гомумән алганда, дисперсия сызыклы тизлеге 17 м/с тан югарырак булырга тиеш. Бу җайланманың эшчәнлегенә бәйле. Төрле җитештерүчеләр бик нык аерылып тора. Шулай ук ​​кушуның вакуумын һәм температурасын контрольдә тотыгыз. Бу этапта суспензиянең кисәкчәләр зурлыгы һәм ябышлыгы даими рәвештә ачыкланырга тиеш. Кисәкчәләр зурлыгы һәм ябышлыгы каты матдәләр эчтәлеге, материал үзлекләре, ашату эзлеклелеге һәм литий батареясы җитештерү процессы белән тыгыз бәйләнгән. Бу вакытта гадәти процесс температура ≤30℃, дымлылык ≤25%RH һәм вакуум дәрәҗәсе ≤-0.085mpa таләп итә. Суспензияне күчерү багына яки буяу цехына күчерегез. Суспензия күчерелгәннән соң, аны эләктерергә кирәк. Максат - зур кисәкчәләрне фильтрлау, ферромагнит һәм башка матдәләрне утырту һәм бетерү. Зур кисәкчәләр каплауга тәэсир итәчәк һәм батареяның артык үз-үзеннән разрядлануына яки кыска ялганыш куркынычына китерергә мөмкин; суспензиядә артык күп ферромагнит материал батареяның артык үз-үзеннән разрядлануына һәм башка кимчелекләргә китерергә мөмкин. Бу литий батарея җитештерү процессының процесс таләпләре: температура ≤ 40°C, дымлылык ≤ 25% рН, экран челтәре зурлыгы ≤ 100 челтәр һәм кисәкчәләр зурлыгы ≤ 15 мкм.

Тискәре электродИнгредиентлар Литий батареясының тискәре электроды актив материалдан, үткәргеч матдәдән, бәйләүче матдәдән һәм диспергатордан тора. Башта чималны раслагыз. Традицион анод системасы - су нигезендәге катнаштыру процессы (эреткеч - деионизацияләнгән су), шуңа күрә чимал өчен махсус киптерү таләпләре юк. Литий батареясы җитештерү процессы деионизацияләнгән суның үткәрүчәнлегенең ≤1 мкс/см2 булуын таләп итә. Остаханә таләпләре: температура ≤40℃, дымлылык ≤25%RH. Җилем әзерләгез. Чимал билгеләнгәннән соң, җилем (CMC һәм судан торган) башта әзерләнергә тиеш. Бу вакытта коры катнаштыру өчен графит C һәм үткәргеч матдәне миксерга салыгыз. Коры катнаштыру вакытында кисәкчәләр экструзияләнә, ышкыла һәм җылытыла, шуңа күрә әйләнештәге суны вакуум белән эшкәртмәскә яки кабызмаска киңәш ителә. Әйләнү тизлеге түбән тизлек 15~20 әйл/мин, кыру һәм тарту циклы 2-3 тапкыр, ә интервал вакыты ≈15 мин. Җилемне миксерга салыгыз һәм вакуум белән эшкәртергә башлагыз (≤-0.09мпа). Резинаны 15~20 әйләнү/мин түбән тизлектә 2 тапкыр кысыгыз, аннары тизлекне көйләгез (түбән тизлек 35 әйләнү/мин, югары тизлек 1200~1500 әйләнү/мин) һәм һәр җитештерүченең дымлы процессы буенча якынча 15 мин~60 мин эшләтегез. Ахырда, SBRны блендерга салыгыз. SBR озын чылбырлы полимер булганлыктан, түбән тизлектә болгату тәкъдим ителә. Әгәр әйләнү тизлеге озак вакыт дәвамында бик югары булса, молекуляр чылбыр җиңел өзеләчәк һәм активлыгын югалтачак. 35-40 әйләнү/мин түбән тизлектә һәм 1200-1800 әйләнү/мин югары тизлектә 10-20 минут болгату тәкъдим ителә. Ябышлыкны (2000~4000 мПа.с), кисәкчәләр зурлыгын (35 мкм≤), каты эчтәлекне (40-70%), вакуум дәрәҗәсен һәм экран челтәрен (≤100 челтәр) тикшерегез. Процессның конкрет кыйммәтләре материалның физик үзлекләренә һәм катнаштыру процессына карап үзгәрәчәк. Остаханә температура ≤30℃ һәм дымлылык ≤25% RH таләп итә. Катод каплавын каплау Литий батареясын җитештерү процессы алюминий ток коллекторының AB өслегенә катод суспензиясен экструзияләү яки сиптерүне аңлата, бер өслек тыгызлыгы ≈20~40 мг/см2 (өчле литий батареясы төре). Мич температурасы, гадәттә, 4-8 төеннән югарырак, һәм һәр секциянең пешерү температурасы чынбарлыктагы ихтыяҗларга карап 95°C һәм 120°C арасында көйләнә, пешерү вакытында аркылы ярыклар һәм эреткеч тамчылары барлыкка килмәсен өчен. Күчерү каплавы ролик тизлеге нисбәте 1,1-1,2 тәшкил итә, һәм батарея циклы вакытында калдыклар аркасында этикетка позициясенең артык тыгызлануын булдырмас өчен ара позициясе 20-30 мкм га сирәкләнә, бу литий утырмасына китерергә мөмкин. Каплау дымлылыгы ≤2000-3000ppm (материалга һәм процесска карап). Остаханәдә уңай электрод температурасы ≤30℃, ә дымлылык ≤25%. Схема схемасы түбәндәгечә: Каплау тасмасының схема схемасы

3

...литий батареясы җитештерүпроцессытискәре электрод каплавыбакыр ток коллекторының AB өслегенә тискәре электрод суспензиясен экструзияләү яки сиптерүне аңлата. Бер өслек тыгызлыгы ≈ 10~15 мг/см2. Каплау миченең температурасы гадәттә 4-8 секциядән (яки күбрәк) тора, һәм һәр секциянең пешерү температурасы 80℃~105℃. Пешерү ярыклары һәм аркылы ярыклардан саклану өчен аны чынбарлыктагы ихтыяҗларга карап көйләргә мөмкин. Күчерү роликларының тизлек нисбәте 1,2-1,3, ара 10-15 мкм сирәкләнә, буяу концентрациясе ≤3000ppm, цехтагы тискәре электрод температурасы ≤30℃, һәм дымлылык ≤25%. Уңай пластинаның уңай каплавы кипкәннән соң, барабанны процесс вакыты эчендә тигезләргә кирәк. Ролик электрод катламын тыгызлау өчен кулланыла (берәмлек күләмгә матдә массасы). Хәзерге вакытта литий батареяларын җитештерү процессында ике уңай электродны бастыру ысулы бар: кайнар бастыру һәм салкын бастыру. Салкын бастыру белән чагыштырганда, кайнар бастыру югарырак тыгызлануга һәм түбәнрәк кире кайту тизлегенә ия. Шулай да, салкын пресслау процессы чагыштырмача гади һәм аны куллану һәм контрольдә тоту җиңел. Роликның төп җиһазлары түбәндәге процесс кыйммәтләренә ирешүдән тора: тыгызлану тыгызлыгы, кире кайту тизлеге һәм сузылу. Шул ук вакытта, стержень кисәге өслегендә сынучан кисәкләргә, каты төерләргә, төшкән материалларга, дулкынлы кырыйларга һ.б. рөхсәт ителмәвен, ә араларда сынуларга рөхсәт ителмәвен билгеләп үтәргә кирәк. Бу вакытта остаханә мохите температурасы: ≤23℃, дымлылык: ≤25%. Хәзерге вакытта гадәти материалларның чын тыгызлыгы:

4

Еш кулланыла торган тыгызлау:

Кире кайту тизлеге: гомуми кире кайту 2-3 мкм

Озынлык: Уңай электрод бите, гадәттә, ≈1.002

5

 

Уңай электрод ролигы тәмамланганнан соң, киләсе адым - электрод кисәген тулысынча бер үк киңлектәге (батарея биеклегенә туры килә торган) кечкенә полосаларга бүлү. Кискәндә, багана кисәгенең бөтерелгән урыннарына игътибар итегез. Ике үлчәмле җиһазлар ярдәмендә багана кисәкләрен X һәм Y юнәлешләрендә бөтерелгән урыннарга комплекслы тикшерү кирәк. Озынлыктагы бөтерелгән урыннар Y≤1/2 H диафрагма калынлыгы белән эшкәртелә. Остаханәнең әйләнә-тирә температурасы ≤23℃, ә чык ноктасы ≤-30℃ булырга тиеш. Литий батареясының тискәре электрод битләре өчен тискәре электрод битләрен җитештерү процессы уңай электродларныкы белән бер үк, ләкин процесс дизайны башкача. Остаханәнең әйләнә-тирә температурасы ≤23℃, ә дымлылыгы ≤25% булырга тиеш. Гадәти тискәре электрод материалларының чын тыгызлыгы:

6

Еш кулланыла торган тискәре электрод тыгызлау: Кире кайту тизлеге: Гомуми кире кайту 4-8 мкм Озынлык: Уңай пластина, гадәттә, ≈ 1.002 Литий батареясының уңай электродын аеру процессы уңай электрод аеру процессына охшаш, һәм икесе дә X һәм Y юнәлешләрендә бөртекләрне контрольдә тотарга тиеш. Остаханәнең әйләнә-тирә температурасы ≤23℃, ә чык ноктасы ≤-30℃ булырга тиеш. Уңай пластина аерырга әзер булгач, уңай пластинаны киптерергә (120°C) кирәк, аннары алюминий катламны эретеп ябыштырырга һәм төрергә. Бу процесс барышында пластина озынлыгын һәм форма киңлеген исәпкә алырга кирәк. **650 конструкциясен (мәсәлән, 18650 батареясы) мисал итеп алсак, ачык пластиналар белән конструкция, нигездә, капкач һәм рулон чокырын эретеп ябыштыру вакытында катод пластиналарының акыллы хезмәттәшлеген исәпкә ала. Әгәр полюс пластиналары бик озак ачык булса, прокатлау процессында полюс пластиналары һәм корыч тышлык арасында кыска ялганыш барлыкка килергә мөмкин. Әгәр пластина бик кыска булса, капкачны эретеп булмый. Хәзерге вакытта ультратавыш белән эретеп ябыштыру башларының ике төре бар: сызыклы һәм нокталы формадагы. Көнкүреш процессларында, артык ток һәм эретеп ябыштыру ныклыгы исәпкә алынганлыктан, күбесенчә сызыклы эретеп ябыштыру башлары кулланыла. Моннан тыш, металл чытырдаулар һәм металл калдыклары аркасында кыска ялганыш куркынычын булдырмас өчен, эретеп ябыштыру өлешләрен каплау өчен югары температуралы җилем кулланыла. Остаханәнең әйләнә-тирә мохит температурасы ≤23℃, чык ноктасы ≤-30℃, ә катод дымлылыгы ≤500-1000ppm булырга тиеш.

8 78

 

Негатив пластина әзерләүТискәре пластинаны киптерергә кирәк (105-110°C), аннары никель катламнары эретеп ябыштырыла һәм төргәкләнә. Шулай ук ​​эретеп ябыштыру өчен пластина озынлыгы һәм формалаштыру киңлеге дә исәпкә алынырга тиеш. Остаханәнең тирә-юнь температурасы ≤23℃, чык ноктасы ≤-30℃, ә тискәре электродның дымлылыгы ≤500-1000ppm булырга тиеш. Урау - сепараторны, уңай электрод катламын һәм тискәре электрод катламын урау машинасы аша тимер үзәккә урау. Принцип - уңай электродны тискәре электрод белән урау, аннары уңай һәм тискәре электродларны сепаратор аша аеру. Традицион системаның тискәре электроды батарея конструкциясенең контроль электроды булганлыктан, сыйдырышлык конструкциясе уңай электродныкыннан югарырак, шуңа күрә формалаштыру заряды вакытында уңай электродның Li+ өлеше тискәре электродның "буш урынында" сакланырга мөмкин. Урау вакытында урау тартылуына һәм полюс кисәкләренең урнашуына аерым игътибар бирергә кирәк. Урау тартылуының бик аз булуы эчке каршылыкка һәм корпус кертү тизлегенә тәэсир итәчәк. Артык тартылу кыска ялганыш яки ватылу куркынычына китерергә мөмкин. Тигезләү тискәре электрод, уңай электрод һәм сепараторның чагыштырма урнашуын аңлата. Тискәре электродның киңлеге 59,5 мм, уңай электрод 58 мм, ә сепаратор 61 мм. Кыска ялганышлар куркынычын булдырмас өчен, өчесе уйнату вакытында тигезләнә. Урам киеренкелеге гадәттә уңай полюс өчен 0,08-0,15 МПа, тискәре полюс өчен 0,08-0,15 МПа, өске диафрагма өчен 0,08-0,15 МПа һәм аскы диафрагма өчен 0,08-0,15 МПа арасында. Аерым көйләүләр җиһазларга һәм процесска бәйле. Бу цехның әйләнә-тирә мохит температурасы ≤23℃, чык ноктасы ≤-30℃, ә дымлылык ≤500-1000 ppm.

9

Корпуслы аккумулятор үзәген корпуска урнаштырганчы, 200~500В көчәнешле Hi-Pot сынауы кирәк (югары вольтлы аккумуляторның кыска ялганышлы булуын тикшерү өчен), һәм корпуска урнаштырганчы тузанны контрольдә тоту өчен тузан суырткыч белән чистарту да кирәк. Литий аккумуляторларының өч төп контроль ноктасы - дым, бөртекләр һәм тузан. Алдагы процесс тәмамланганнан соң, аскы прокладканы аккумулятор үзәгенең аскы өлешенә урнаштырыгыз, уңай электрод катламын өслек аккумулятор үзәгенең урату тишегенә каратып бөкләгез һәм ахырда аны вертикаль рәвештә корыч кабыкка яки алюминий кабыкка урнаштырыгыз. Мисал итеп, 18650 тибын алыйк, тышкы диаметр ≈ 18 мм + биеклек ≈ 71,5 мм. Уралган үзәкнең кисемтә мәйданы корыч корпусның эчке кисемтә мәйданыннан кечерәк булганда, корыч корпусны кертү тизлеге якынча 97% тан 98,5% ка кадәр. Чөнки полюс кисәгенең кире кайту кыйммәте һәм соңрак кертү вакытында сыеклыкның үтеп керү дәрәҗәсе исәпкә алынырга тиеш. Өслек асты катламын җыю процессы өске аскы катламны җыюны үз эченә ала. Остаханәнең тирә-юнь температурасы ≤23℃, ә чык ноктасы ≤-40℃ булырга тиеш.

10

 

Тәгәрмәчләүпаяль үзәгенең уртасына паяль штифтын (гадәттә бакыр яки эретмәдән ясалган) кертә. Еш кулланыла торган паяль штифтлары Φ2.5 * 1.6 мм, һәм тискәре электродның паяльгә ныклыгы квалификацияле булу өчен ≥12N булырга тиеш. Әгәр ул бик түбән булса, ул виртуаль паяльгә һәм артык эчке каршылыкка китерәчәк. Әгәр ул бик югары булса, корыч тышча өслегендәге никель катламын паяльгә җиңел генә чыгарып була, бу паяльгә тоташуларга китерә, бу дат һәм агып чыгу кебек яшерен куркынычларга китерә. Тәгәрәтү уемының гади аңлавы - уралган батарея үзәген корпуска селкенмичә беркетү. Бу литий батареясын җитештерү процессында, корпусны артык югары аркылы тизлектә кисүдән саклану өчен, аркылы экструзия тизлеге һәм буйга басу тизлегенең туры килүен тикшерү кирәк, һәм буйга тизлек бик тиз булса яки уем биеклегенә тәэсир итсә һәм герметизациягә тәэсир итсә, уемның никель катламы төшеп китәчәк. Уем тирәнлеге, озайту һәм уем биеклеге өчен процесс кыйммәтләренең стандартларга туры килүен тикшерү кирәк (гамәли һәм теоретик исәпләүләр буенча). Гадәти плитә зурлыклары 1,0, 1,2 һәм 1,5 мм. Тәгәрәтү чокыры тәмамланганнан соң, металл калдыкларыннан саклану өчен бөтен машинаны яңадан тузан суырткыч белән чистартырга кирәк. Тузан суырткыч дәрәҗәсе ≤-0,065 МПа, ә тузан суырткыч белән чистарту вакыты 1~2 с булырга тиеш. Бу остаханәнең әйләнә-тирә мохит температурасы таләпләре ≤23℃, ә чык ноктасы ≤-40℃. Батарея үзәген пешерү Цилиндр формасындагы батарея катламнары җәелгәннән һәм чокырланганнан соң, литий батарея җитештерүнең киләсе процессы бик мөһим: пешерү. Батарея элементлары җитештерү барышында билгеле бер күләмдә дым кертелә. Әгәр дымны стандарт диапазонда вакыт эчендә контрольдә тотып булмаса, батареяның эшләвенә һәм куркынычсызлыгына җитди тәэсир итәчәк. Гадәттә, пешерү өчен автоматик вакуум миче кулланыла. Элементларны чиста итеп пешерергә урнаштырыгыз, киптергечне мичкә салыгыз, параметрларны билгеләгез һәм температураны 85°C кадәр күтәрегез (мисал итеп литий тимер фосфат батареяларын алыгыз). Түбәндә батарея элементларының берничә төрле спецификациясе өчен пешерү стандартлары китерелгән:

11

Сыек инъекцияЛитий батареяларын җитештерү процессы пешкән батарея күзәнәкләренең дымлылыгын тикшерүне үз эченә ала. Элеккеге пешерү стандартларына ирешкәч кенә, сез киләсе адымга күчә аласыз: электролитны кертү. Пешкән батареяларны тиз арада вакуум перчатка тартмасына салыгыз, авырлыгын үлчәгез һәм язып алыгыз, инъекция стаканын киегез һәм электролитның проектланган авырлыгын стаканга өстәгез (гадәттә сыеклыкка чумдырылган батарея сынауы үткәрелә: батареяны стакан уртасына куегыз). Батарея үзәген электролитка салыгыз, берникадәр вакытка чылатыгыз, батареяның максималь сыеклык сеңдерү сәләтен тикшерегез (гадәттә сыеклыкны эксперименталь күләмгә карап тутырыгыз), вакуум тартмасына салып вакуум белән эшкәртегез (вакуум дәрәҗәсе ≤ -0.09Mpa) һәм электролитның электродка үтеп керүен тизләтегез. Берничә циклдан соң, батарея кисәкләрен алыгыз һәм үлчәгез. Инъекция күләме проект кыйммәтенә туры киләме-юкмы икәнен исәпләгез. Әгәр ул азрак булса, аны тулыландырырга кирәк. Әгәр артык күп булса, проект таләпләренә туры килгәнче, артык күләмен агызыгыз. Перчатка тартмасы мохите ≤23℃ температура һәм ≤-45℃ чык ноктасы таләп итә.

12

Эретеп ябыштыруБу литий батарея җитештерү процессында батарея капкачын алдан перчатка тартмасына куярга кирәк, һәм батарея капкачын бер кул белән супер эретеп ябыштыру машинасының аскы формасына беркетергә, ә батарея үзәген икенче кул белән тотарга кирәк. Батарея күзәнәгенең уңай чыбыгын капкачның терминал чыбыгы белән туры китерегез. Уңай терминал чыбыгы капкач терминал чыбыгы белән туры килгәнен тикшергәннән соң, ультратавыш эретеп ябыштыру машинасына басыгыз. Аннары эретеп ябыштыру машинасының аяк күчергечен басыгыз. Шуннан соң, эретеп ябыштыру нокталарының эретеп ябыштыру эффектын тикшерү өчен батарея блогын тулысынча тикшерергә кирәк.

 

Пломба кырыйларының тигезләнгәнме-юкмы икәнен күзәтегез.

 

Чүпрәкләнгәнме-юкмы икәнен карау өчен, паяльник кырыена әкрен генә тартыгыз.

 

Батарея капкачы нык эретеп ябыштырылган булмаган батареяларны кабат эретеп ябыштырырга кирәк.

 


Бастырылган вакыты: 2024 елның 27 мае