Com o rápido desenvolvimento dobateria de lítioNa indústria, os cenários de aplicação das baterias de lítio continuam a se expandir e a se tornar um dispositivo de energia indispensável na vida e no trabalho das pessoas.Quando se trata do processo de produção de fabricantes de baterias de lítio personalizadas, o processo de produção de baterias de lítio inclui principalmente ingredientes, revestimento, cobertura, preparação, enrolamento, descascamento, laminação, cozimento, injeção de líquido, soldagem, etc. o processo de produção da bateria de lítio.Ingredientes do eletrodo positivo O eletrodo positivo das baterias de lítio é composto de materiais ativos, agentes condutores, adesivos, etc.De modo geral, o agente condutor precisa ser cozido a ≈120°C por 8 horas, e o adesivo PVDF precisa ser cozido a ≈80°C por 8 horas.Se os materiais ativos (LFP, NCM, etc.) requerem cozimento e secagem depende do estado das matérias-primas.Atualmente, a oficina geral de baterias de lítio requer temperatura ≤40 ℃ e umidade ≤25% UR.Após a conclusão da secagem, a cola PVDF (solvente PVDF, solução NMP) precisa ser preparada com antecedência.A qualidade da cola PVDF é fundamental para a resistência interna e o desempenho elétrico da bateria.Os fatores que afetam a aplicação da cola incluem a temperatura e a velocidade de agitação.Quanto maior a temperatura, o amarelecimento da cola afetará a adesão.Se a velocidade de mistura for muito rápida, a cola pode ser facilmente danificada.A velocidade de rotação específica depende do tamanho do disco de dispersão.De modo geral, a velocidade linear do disco de dispersão é de 10-15m/s (dependendo do equipamento).Neste momento, o tanque de mistura é necessário para ligar a água circulante e a temperatura deve ser ≤30°C.

Adicione a pasta de cátodo em lotes.Neste momento, você precisa prestar atenção à ordem de adição dos materiais.Primeiro adicione o material ativo e o agente condutor, mexa lentamente e depois adicione a cola.O tempo de alimentação e a proporção de alimentação também devem ser estritamente implementados de acordo com o processo de produção da bateria de lítio.Em segundo lugar, a velocidade de rotação e a velocidade de rotação do equipamento devem ser rigorosamente controladas.De modo geral, a velocidade linear de dispersão deve estar acima de 17m/s.Isto depende do desempenho do dispositivo.Diferentes fabricantes variam muito.Controle também o vácuo e a temperatura da mistura.Nesta fase, o tamanho das partículas e a viscosidade da pasta precisam ser detectados regularmente.O tamanho e a viscosidade das partículas estão intimamente relacionados ao conteúdo de sólidos, às propriedades do material, à sequência de alimentação e ao processo de fabricação da bateria de lítio.Neste momento, o processo convencional requer temperatura ≤30 ℃, umidade ≤25% UR e grau de vácuo ≤-0,085mpa.Transfira a lama para um tanque de transferência ou oficina de pintura.Após a transferência da pasta, ela precisa ser peneirada.O objetivo é filtrar partículas grandes, precipitar e remover substâncias ferromagnéticas e outras.Partículas grandes afetarão o revestimento e poderão causar autodescarga excessiva da bateria ou risco de curto-circuito;muito material ferromagnético na lama pode causar autodescarga excessiva da bateria e outros defeitos.Os requisitos de processo deste processo de produção de bateria de lítio são: temperatura ≤ 40°C, umidade ≤ 25% RH, tamanho de malha da tela ≤ 100 mesh e tamanho de partícula ≤ 15um.

Eletrodo negativoingredientes O eletrodo negativo da bateria de lítio é composto de material ativo, agente condutor, aglutinante e dispersante.Primeiro, confirme as matérias-primas.O sistema anódico tradicional é um processo de mistura à base de água (o solvente é água desionizada), portanto não há requisitos especiais de secagem para as matérias-primas.O processo de produção da bateria de lítio exige que a condutividade da água deionizada seja ≤1us/cm.Requisitos da oficina: temperatura ≤40℃, umidade ≤25%RH.Prepare cola.Depois de determinadas as matérias-primas, deve-se primeiro preparar a cola (composta por CMC e água).Neste ponto, despeje o grafite C e o agente condutor em um misturador para mistura a seco.Recomenda-se não aspirar ou ligar a circulação de água, pois as partículas são extrudadas, friccionadas e aquecidas durante a mistura a seco.A velocidade de rotação é de baixa velocidade 15 ~ 20 rpm, o ciclo de raspagem e retificação é de 2 a 3 vezes e o tempo de intervalo é de ≈15min.Despeje a cola na batedeira e comece a aspirar (≤-0,09mpa).Aperte a borracha em uma velocidade baixa de 15 ~ 20 rpm por 2 vezes, depois ajuste a velocidade (baixa velocidade 35 rpm, alta velocidade 1200 ~ 1500 rpm) e execute por cerca de 15 minutos ~ 60 minutos de acordo com o processo úmido de cada fabricante.Por fim, despeje o SBR no liquidificador.Recomenda-se agitação em baixa velocidade, pois o SBR é um polímero de cadeia longa.Se a velocidade de rotação for muito rápida por muito tempo, a cadeia molecular quebrará facilmente e perderá atividade.Recomenda-se mexer em velocidade baixa de 35-40 rpm e alta velocidade de 1200-1800 rpm por 10-20 minutos.Viscosidade de teste (2.000 ~ 4.000 mPa.s), tamanho de partícula (35um≤), conteúdo sólido (40-70%), grau de vácuo e malha de tela (malha ≤100).Os valores específicos do processo irão variar dependendo das propriedades físicas do material e do processo de mistura.A oficina requer temperatura ≤30℃ e umidade ≤25%RH.Revestimento Revestimento do cátodo O processo de fabricação da bateria de lítio refere-se à extrusão ou pulverização da pasta do cátodo na superfície AB do coletor de corrente de alumínio, com uma densidade superficial única de ≈20 ~ 40 mg/cm2 (tipo bateria de lítio ternária).A temperatura do forno é geralmente acima de 4 a 8 nós, e a temperatura de cozimento de cada seção é ajustada entre 95°C e 120°C de acordo com as necessidades reais para evitar rachaduras transversais e gotejamento de solvente durante o cozimento.A taxa de velocidade do rolo de revestimento de transferência é de 1,1-1,2, e a posição da lacuna é reduzida em 20-30um para evitar compactação excessiva da posição da etiqueta devido a resíduos durante o ciclo da bateria, o que pode levar à precipitação de lítio.Umidade do revestimento ≤2000-3000ppm (dependendo do material e do processo).A temperatura do eletrodo positivo na oficina é ≤30℃ e a umidade é ≤25%.O diagrama esquemático é o seguinte: Diagrama esquemático da fita de revestimento

Ofabricação de bateria de lítioprocesso derevestimento de eletrodo negativorefere-se à extrusão ou pulverização de pasta de eletrodo negativo na superfície AB do coletor de corrente de cobre.Densidade de superfície única ≈ 10~15 mg/cm2.A temperatura do forno de revestimento geralmente tem 4-8 seções (ou mais), e a temperatura de cozimento de cada seção é de 80°C ~ 105°C.Pode ser ajustado de acordo com as necessidades reais para evitar fissuras e fissuras transversais.A taxa de velocidade do rolo de transferência é 1,2-1,3, a lacuna é diluída em 10-15um, a concentração de tinta é ≤3000ppm, a temperatura negativa do eletrodo na oficina é ≤30℃ e a umidade é ≤25%.Após a secagem do revestimento positivo da placa positiva, o tambor precisa ser alinhado dentro do tempo do processo.O rolo é usado para compactar a folha de eletrodo (a massa do curativo por unidade de volume).Atualmente, existem dois métodos de prensagem de eletrodo positivo no processo de fabricação de baterias de lítio: prensagem a quente e prensagem a frio.Em comparação com a prensagem a frio, a prensagem a quente apresenta maior compactação e menor taxa de recuperação.No entanto, o processo de prensagem a frio é relativamente simples e fácil de operar e controlar.O principal equipamento do rolo é atingir os seguintes valores de processo, densidade de compactação, taxa de recuperação e alongamento.Ao mesmo tempo, deve-se observar que lascas quebradiças, caroços duros, materiais caídos, bordas onduladas, etc. não são permitidos na superfície da peça da haste e não são permitidas quebras nas fendas.Neste momento, a temperatura ambiente da oficina: ≤23℃, umidade: ≤25%.A verdadeira densidade dos materiais convencionais atuais:

Compactação comumente usada:

Taxa de recuperação: recuperação geral 2-3 μm

Alongamento: A folha do eletrodo positivo é geralmente ≈1,002

Após a conclusão do rolo do eletrodo positivo, o próximo passo é dividir todo o pedaço do eletrodo em pequenas tiras da mesma largura (correspondendo à altura da bateria).Ao cortar, preste atenção às rebarbas da peça polar.É necessário inspecionar exaustivamente as peças polares quanto a rebarbas nas direções X e Y com a ajuda de equipamento bidimensional.Processo de comprimento de rebarba longitudinal Y≤1/2 H espessura do diafragma.A temperatura ambiente da oficina deve ser ≤23℃ e o ponto de orvalho deve ser ≤-30℃.O processo de fabricação de folhas de eletrodos negativos para folhas de eletrodos negativos de bateria de lítio é o mesmo dos eletrodos positivos, mas o design do processo é diferente.A temperatura ambiente da oficina deve ser ≤23℃ e a umidade deve ser ≤25%.Densidade real de materiais de eletrodos negativos comuns:

Compactação de eletrodo negativo comumente usada: Taxa de recuperação: Recuperação geral 4-8um Alongamento: Placa positiva geralmente ≈ 1.002 O processo de produção de decapagem de eletrodo positivo de bateria de lítio é semelhante ao processo de decapagem de eletrodo positivo, e ambos precisam controlar as rebarbas no X e Direções Y.A temperatura ambiente da oficina deve ser ≤23℃ e o ponto de orvalho deve ser ≤-30℃.Depois que a placa positiva estiver pronta para ser removida, a placa positiva precisa ser seca (120°C) e então a folha de alumínio é soldada e embalada.Durante este processo, o comprimento da aba e a largura da moldagem precisam ser considerados.Tomando o projeto **650 (como a bateria 18650) como exemplo, o projeto com abas expostas deve principalmente considerar a cooperação razoável das abas do cátodo durante a soldagem de tampa e ranhura de laminação.Se as abas dos postes ficarem expostas por muito tempo, pode ocorrer facilmente um curto-circuito entre as abas dos postes e a carcaça de aço durante o processo de laminação.Se o terminal for muito curto, a tampa não poderá ser soldada.Atualmente, existem dois tipos de cabeças de soldagem ultrassônica: lineares e pontiagudas.Os processos domésticos utilizam principalmente cabeçotes de soldagem lineares devido a considerações de sobrecorrente e resistência de soldagem.Além disso, cola de alta temperatura é usada para cobrir as abas de solda, principalmente para evitar o risco de curto-circuito causado por rebarbas e detritos metálicos.A temperatura ambiente da oficina deve ser ≤23°C, o ponto de orvalho deve ser ≤-30°C e o teor de umidade do cátodo deve ser ≤500-1000ppm.

Preparação de Placa NegativaA placa negativa precisa ser seca (105-110°C), depois as folhas de níquel são soldadas e embaladas.O comprimento da aba de solda e a largura da formação também precisam ser considerados.A temperatura ambiente da oficina deve ser ≤23°C, o ponto de orvalho deve ser ≤-30°C e o teor de umidade do eletrodo negativo deve ser ≤500-1000ppm.O enrolamento consiste em enrolar o separador, a folha do eletrodo positivo e a folha do eletrodo negativo em um núcleo de ferro por meio de uma máquina de enrolamento.O princípio é envolver o eletrodo positivo com o eletrodo negativo e depois separar os eletrodos positivo e negativo através de um separador.Como o eletrodo negativo do sistema tradicional é o eletrodo de controle do projeto da bateria, o projeto de capacidade é maior que o do eletrodo positivo, de modo que durante o carregamento da formação, o Li+ do eletrodo positivo pode ser armazenado na “vaga” de o eletrodo negativo.Atenção especial deve ser dada à tensão do enrolamento e ao arranjo das peças polares durante o enrolamento.Uma tensão de enrolamento muito pequena afetará a resistência interna e a taxa de inserção do alojamento.A tensão excessiva pode causar risco de curto-circuito ou lascas.O alinhamento refere-se à posição relativa do eletrodo negativo, eletrodo positivo e separador.A largura do eletrodo negativo é 59,5 mm, o eletrodo positivo é 58 mm e o separador é 61 mm.Os três ficam alinhados durante a reprodução para evitar o risco de curto-circuitos.A tensão do enrolamento está geralmente entre 0,08-0,15Mpa para o pólo positivo, 0,08-0,15Mpa para o pólo negativo, 0,08-0,15Mpa para o diafragma superior e 0,08-0,15Mpa para o diafragma inferior.Ajustes específicos dependem do equipamento e do processo.A temperatura ambiente desta oficina é ≤23°C, o ponto de orvalho é ≤-30°C e o teor de umidade é ≤500-1000ppm.

Antes de o núcleo da bateria invólucro ser instalado no gabinete, é necessário um teste Hi-Pot de 200 ~ 500 V (para testar se a bateria de alta tensão está em curto-circuito) e também é necessária aspiração para controlar ainda mais a poeira antes de ser instalada em O caso.Os três principais pontos de controle das baterias de lítio são umidade, rebarbas e poeira.Após a conclusão do processo anterior, insira a junta inferior na parte inferior do núcleo da bateria, dobre a folha do eletrodo positivo de modo que a superfície fique voltada para o orifício de enrolamento do núcleo da bateria e, finalmente, insira-a verticalmente no invólucro de aço ou alumínio.Tomando o tipo 18650 como exemplo, o diâmetro externo ≈ 18 mm + altura ≈ 71,5 mm.Quando a área da seção transversal do núcleo enrolado é menor que a área da seção transversal interna da caixa de aço, a taxa de inserção da caixa de aço é de aproximadamente 97% a 98,5%.Porque o valor de rebote da peça polar e o grau de penetração do líquido durante a injeção posterior devem ser considerados.O mesmo processo da camada superficial inclui a montagem da camada superior.A temperatura ambiente da oficina deve ser ≤23℃ e o ponto de orvalho deve ser ≤-40℃.

Rolandoinsere um pino de solda (geralmente feito de cobre ou liga) no meio do núcleo de solda.Os pinos de soldagem comumente usados ​​​​são Φ2,5 * 1,6 mm e a resistência de soldagem do eletrodo negativo deve ser ≥12N para ser qualificado.Se for muito baixo, causará facilmente soldagem virtual e resistência interna excessiva.Se for muito alto, é fácil soldar a camada de níquel na superfície da carcaça de aço, resultando em juntas de solda, levando a perigos ocultos, como ferrugem e vazamentos.A compreensão simples da ranhura rolante é fixar o núcleo da bateria enrolado na caixa sem tremer.No processo de fabricação desta bateria de lítio, atenção especial deve ser dada à correspondência entre a velocidade de extrusão transversal e a velocidade de prensagem longitudinal para evitar o corte do invólucro em uma velocidade transversal muito alta, e a camada de níquel do entalhe cairá se a velocidade longitudinal é muito rápida ou a altura do entalhe será afetada e a vedação será afetada.É necessário verificar se os valores de processo para profundidade de canal, extensão e altura de canal atendem às normas (por meio de cálculos práticos e teóricos).Os tamanhos comuns de placas são 1,0, 1,2 e 1,5 mm.Após a conclusão da ranhura de laminação, toda a máquina precisa ser aspirada novamente para evitar detritos metálicos.O grau de vácuo deve ser ≤-0,065Mpa e o tempo de aspiração deve ser de 1 ~ 2s.Os requisitos de temperatura ambiente desta oficina são ≤23°C e o ponto de orvalho é ≤-40°C.Cozimento do núcleo da bateria Depois que as folhas cilíndricas da bateria são enroladas e ranhuradas, o próximo processo de produção da bateria de lítio é muito importante: cozimento.Durante a produção das células da bateria, uma certa quantidade de umidade é introduzida.Se a umidade não puder ser controlada dentro da faixa padrão a tempo, o desempenho e a segurança da bateria serão seriamente afetados.Geralmente, um forno automático a vácuo é usado para assar.Organize bem as células a serem assadas, coloque o dessecante no forno, defina os parâmetros e aumente a temperatura para 85 ° C (tomando como exemplo as baterias de fosfato de ferro-lítio).A seguir estão os padrões de cozimento para diversas especificações diferentes de células de bateria:

Injeção LíquidaO processo de fabricação da bateria de lítio envolve testes de umidade das células da bateria cozidas.Somente depois de atingir os padrões de cozimento anteriores você poderá prosseguir para a próxima etapa: injetar o eletrólito.Coloque rapidamente as baterias cozidas no porta-luvas a vácuo, pese e registre o peso, coloque o copo de injeção e adicione o peso projetado de eletrólito no copo (geralmente é realizado um teste de bateria imersa em líquido: coloque a bateria no copo meio).Coloque o núcleo da bateria no eletrólito, mergulhe-o por um período de tempo, teste a capacidade máxima de absorção de líquido da bateria (geralmente preencha o líquido de acordo com o volume experimental), coloque-o em uma caixa de vácuo para aspirar (grau de vácuo ≤ - 0,09Mpa) e acelerar a penetração do eletrólito no eletrodo.Após vários ciclos, remova as peças da bateria e pese-as.Calcule se o volume de injeção atende ao valor de projeto.Se for menor, precisa ser reabastecido.Se sobrar, basta despejar o excesso até atender aos requisitos do projeto.O ambiente do porta-luvas requer temperatura ≤23℃ e ponto de orvalho ≤-45℃.

SoldagemDurante este processo de fabricação da bateria de lítio, a tampa da bateria deve ser colocada no porta-luvas com antecedência, e a tampa da bateria deve ser fixada no molde inferior da supermáquina de solda com uma mão, e o núcleo da bateria deve ser segurado com a outra mão.Alinhe o terminal positivo da célula da bateria com o terminal da tampa.Depois de confirmar que o terminal positivo está alinhado com o terminal da tampa, pise na máquina de solda ultrassônica.Em seguida, pise no pedal da máquina de solda.Posteriormente, a unidade da bateria deve ser totalmente inspecionada para verificar o efeito de soldagem das abas de solda.

Observe se as abas de solda estão alinhadas.

Puxe suavemente a aba de solda para ver se ela está solta.

As baterias cuja tampa não esteja firmemente soldada precisam ser soldadas novamente.