Komplett manual for produksjonsprosessen for litiumbatterier

Komplett manual for produksjonsprosessen for litiumbatterier

Ionbatterier er et komplekst system som inkluderer positiv elektrode, negativ elektrode, separator, elektrolytt, strømsamler og bindemiddel, ledende middel, etc. Reaksjonene som er involvert inkluderer elektrokjemiske reaksjoner av positive og negative elektroder, litiumion- og elektronledning og varmediffusjon. Produksjonsprosessen av litiumbatterier er relativt lang, og involverer mer enn 50 prosesser.

Litiumbatterier kan deles inn i sylindriske batterier, firkantede batterier og myke batterier i henhold til deres form, med visse forskjeller i produksjonsprosesser. Men totalt sett kan produksjonsprosessen for litiumbatterier deles inn i frontprosessen (elektrodeproduksjon), midtprosessen (cellesyntese) og den bakre prosessen (dannelse og pakking). På grunn av de høye sikkerhetsytelseskravene til litium-ion-batterier, er det ekstremt høye krav til nøyaktigheten, stabiliteten og automatiseringsnivået til litium-ion-utstyr i batteriproduksjonsprosessen.

Litiumbatteriutstyr er et prosessutstyr som bruker bestilte prosesser for å produsere råmaterialer som positive og negative elektrodematerialer, separatormaterialer og elektrolytt. Litiumbatteriutstyr har en betydelig innvirkning på ytelsen og kostnadene til litiumbatterier og er en av de avgjørende faktorene. I henhold til forskjellige prosessstrømmer kan litiumbatteriutstyr deles inn i front-end utstyr, mid-stage utstyr og back-end utstyr. I produksjonslinjen for litiumbatterier utgjør verdien av front-end, mid-stage og back-end utstyr omtrent 4:3:3.

Produksjonsmålet for den forrige prosessen er å fullføre produksjonen av (positive og negative) elektrodeplater. Hovedprosessen i forrige trinn inkluderer blanding, belegning, rulling, skjæring, skjæring og stansing. Utstyret som er involvert inkluderer hovedsakelig: blandemaskin, belegningsmaskin, valsepresse, skjæremaskin, skjæremaskin, stansemaskin, etc.

Slammeblandingen (utstyr som brukes: vakuumblander) er å blande de positive og negative Solid-state batterimaterialene jevnt og deretter tilsette løsemiddel for å røre dem inn i slurryen. Blanding av slurry er utgangspunktet for den forrige prosessen og grunnlaget for å fullføre påfølgende belegg, valsing og andre prosesser.

Belegg (utstyr som brukes: belegningsmaskin) er å belegge den omrørte slurryen jevnt på metallfolien og tørke den for å lage positive og negative plater. Som kjerneleddet i den forrige prosessen, påvirker utførelseskvaliteten til belegningsprosessen i stor grad konsistensen, sikkerheten og levetiden til det ferdige batteriet. Derfor er belegningsmaskinen det mest verdifulle utstyret i forrige prosess.

Valsepressing (utstyr som brukes: rullepress) er å komprimere den belagte elektroden ytterligere, og dermed øke energitettheten til batteriet. Flatheten til den rullede elektroden påvirker direkte behandlingseffekten av den påfølgende spalteprosessen, og jevnheten til de aktive stoffene i elektroden påvirker også indirekte ytelsen til battericellen.

Splitting (utstyr som brukes: spaltemaskin) er prosessen med å kontinuerlig spalte en bred spole med polstykker i flere smale biter med ønsket bredde. Bruddbruddet på elektrodeplaten under kutting er forårsaket av skjærvirkning, og glattheten til kanten etter kutting (uten grader eller knekking) er nøkkelen til å evaluere slitemaskinens ytelse.

Produksjon (utstyr som brukes: produksjonsmaskin) inkluderer sveising av elektrodeørene til de kuttede elektrodestykkene, påføring av beskyttende tape, innpakning av elektrodeørene med lim, eller bruk av laserskjæring for å danne elektrodeørene, som kan brukes til påfølgende viklingsprosesser. Skjæring (utstyr som brukes: stansemaskin) er prosessen med stansing og forming av belagte polare plater for påfølgende prosesser.

Produksjonsmålet for midtprosessen er å fullføre produksjonen av battericeller. Det er forskjeller i teknologiens veikart og produksjonslinjeutstyr i midten av prosessen med forskjellige typer litiumbatterier. Essensen av den mellomliggende prosessen er monteringsprosessen, nærmere bestemt den ryddige monteringen av de (positive og negative) elektrodeplatene laget fra forrige prosess med membran og elektrolytt. På grunn av de forskjellige energilagringsstrukturene til firkantede (rulle), sylindriske (rulle) og fleksible (lagdelte) batterier, er det åpenbare forskjeller i teknologiens veikart og produksjonslinjeutstyr for forskjellige typer litiumbatterier i midtprosessen. Spesifikt inkluderer hovedprosessene i mellomstadiet av firkantede og sylindriske batterier vikling, væskeinjeksjon og emballasje. Utstyret som er involvert inkluderer hovedsakelig: viklingsmaskin, væskeinjeksjonsmaskin, pakkeutstyr (skallinnføringsmaskin, sporrullemaskin, tetningsmaskin, sveisemaskin), etc; Hovedprosessen i midtfasen av mykpakkebatteriet inkluderer laminering, væskeinjeksjon og emballasje, og utstyret som er involvert inkluderer hovedsakelig lamineringsmaskin, væskeinjeksjonsmaskin, emballasjeutstyr, etc.

Vikling (utstyr som brukes: viklingsmaskin) er prosessen med å vikle elektrodeplatene produsert av produksjonsprosessen eller viklingsskjæremaskinen til litiumionbattericeller, hovedsakelig brukt til produksjon av firkantede og sirkulære litiumionbatterier. Viklemaskinen kan deles inn i to kategorier: firkantet viklemaskin og sylindrisk viklemaskin, som henholdsvis brukes til produksjon av firkantede og sylindriske litiumbatterier. Sammenlignet med sylindrisk vikling har den firkantede viklingsprosessen høyere krav til spenningskontroll, så den tekniske vanskeligheten til den firkantede viklingsmaskinen er større.

Laminering (utstyr som brukes: lamineringsmaskin) er prosessen med å stable individuelle elektrodeplater produsert under stanseprosessen til litiumionbattericeller, hovedsakelig brukt til produksjon av myke batterier. Sammenlignet med firkantede og sylindriske celler har myke pakkeceller betydelige fordeler i energitetthet, sikkerhet og utladningsytelse. Imidlertid involverer fullføringen av en enkelt stableoppgave med en lamineringsmaskin flere delprosesser i parallell og kompleks mekanismesamarbeid, og forbedring av stablingseffektiviteten krever å håndtere komplekse dynamiske kontrollproblemer; Hastigheten til viklingsmaskinen er direkte relatert til viklingseffektiviteten, og virkemidlene for å forbedre effektiviteten er relativt enkle. For tiden er det et gap i produksjonseffektivitet og utbytte mellom laminerte celler og sårceller.

Væskeinjeksjonsmaskinen (utstyr som brukes: væskeinjeksjonsmaskin) brukes til å kvantitativt injisere elektrolytten fra batteriet inn i cellen.

Cellemballasje (ved bruk av utstyr som skallinnføringsmaskin, sporrullemaskin, forseglingsmaskin, sveisemaskin) innebærer å plassere spolekjernen inn i celleskallet.

Produksjonsmålet for det senere stadiet av prosessen er å fullføre transformasjonen til emballasje. Fra mellomtrinnet er den funksjonelle strukturen til litiumbattericellen dannet, og betydningen av sistnevnte trinn er å aktivere den, gjennomgå testing, sortering og montering, og danne et trygt og stabilt litiumbatteriprodukt. Hovedprosessene i det senere stadiet av prosessen inkluderer: dannelse, separering, testing, sortering osv. Utstyret som er involvert inkluderer hovedsakelig: lade- og utladningsmotorer, testutstyr, etc.

Formasjon (ved hjelp av en lade- og utladningsmotor) er prosessen med å aktivere battericellen gjennom den første ladningen, hvor en effektiv passiveringsfilm (SEI-film) genereres på den negative elektrodeoverflaten for å oppnå "initialisering" av litiumbatteriet. Delingskapasitet (brukt utstyr: lade- og utladningsmotor), også kjent som "analysekapasitet", refererer til prosessen med å lade og utlade den konverterte battericellen i henhold til designstandarder for å måle kapasitansen til battericellen. Lade- og utladingsprosessen til battericellen går gjennom dannelses- og kapasitansseparasjonsprosessen, så lade- og utladingsmotoren er det mest brukte bakkjerneutstyret. Minimumsarbeidsenheten til en lade- og utladningsmotor er "kanalen". En "enhet" (BOX) er sammensatt av flere "kanaler", og flere "enheter" er kombinert for å danne en lade- og utladningsmotor.

Testing (utstyr som brukes: testutstyr) må utføres før og etter lading, utlading og hvile; Sortering refererer til klassifisering og valg av batterier som er dannet og delt i henhold til visse standarder basert på deteksjonsresultatene. Betydningen av deteksjons- og sorteringsprosessen er ikke bare å eliminere ukvalifiserte produkter, men også fordi i praktiske anvendelser av litium-ion-batterier, kombineres celler ofte i parallell eller serie. Derfor kan valg av celler med lignende ytelse bidra til å oppnå den optimale generelle ytelsen til batteriet.

Produksjonen av litiumbatterier kan ikke skilles fra produksjonsutstyret for litiumbatterier. I tillegg til materialene som brukes i selve batteriet, er produksjonsprosessen og produksjonsutstyret viktige faktorer som bestemmer batteriets ytelse. I de første dagene var Kinas litiumbatteriutstyr hovedsakelig avhengig av import. Etter flere år med rask utvikling har kinesiske litiumbatteriutstyrsselskaper gradvis overgått japanske og koreanske utstyrsselskaper når det gjelder teknologi, effektivitet, stabilitet og andre aspekter, og har fordeler i kostnadseffektivitet, ettersalgsvedlikehold og andre aspekter. For tiden er det dannet en klynge av innenlandske litiumbatteriutstyrsbedrifter og har blitt et visittkort for Kinas avanserte utstyr som kommer inn på det internasjonale markedet. Med den vertikale alliansen og oversjøiske ekspansjonen av litiumbatteriledere, har litiumbatteriutstyr dratt nytte av nedstrøms ekspansjon og innledet en ny periode med raske vekstmuligheter.