Ti store problemer og analyser i produksjon av litiumbatterier

Ti store problemer og analyser i produksjon av litiumbatterier

1、 Hva er årsaken til pinholes i negativ elektrodebelegg? Er det fordi materialet ikke er godt spredt? Er det mulig at materialets dårlige partikkelstørrelsesfordeling er årsaken?

Utseendet til pinholes bør være forårsaket av følgende faktorer: 1. Folien er ikke ren; 2. Det ledende middel er ikke spredt; 3. Hovedmaterialet til den negative elektroden er ikke spredt; 4. Noen ingredienser i formelen inneholder urenheter; 5. De ledende middelpartiklene er ujevne og vanskelige å spre; 6. De negative elektrodepartiklene er ujevne og vanskelige å spre; 7. Det er kvalitetsproblemer med selve formelmaterialene; 8. Blandegryten ble ikke rengjort grundig, noe som resulterte i rester av tørt pulver inne i kjelen. Bare gå til prosessovervåking og analyser de spesifikke årsakene selv.

Også når det gjelder de svarte flekkene på mellomgulvet, har jeg møtt dem for mange år siden. La meg først svare kort på dem. Rett opp eventuelle feil. I henhold til analyse har det blitt bestemt at de svarte flekkene er forårsaket av den lokale høye temperaturen til separatoren forårsaket av polarisasjonsutladningen av batteriet, og det negative elektrodepulveret fester seg til separatoren. Polarisasjonsutladning er forårsaket av tilstedeværelsen av aktive stoffer festet til pulveret i batterispolen på grunn av material- og prosessårsaker, noe som resulterer i polarisasjonsutladning etter at batteriet er dannet og ladet. For å unngå de ovennevnte problemene, er det først nødvendig å bruke passende blandingsprosesser for å løse bindingen mellom aktive stoffer og metallkollektiver, og for å unngå kunstig pulverfjerning under produksjon av batteriplater og batterimontering.

Tilsetning av noen tilsetningsstoffer som ikke påvirker batteriytelsen under belegningsprosessen kan faktisk forbedre visse ytelser til elektroden. Selvfølgelig kan å legge disse komponentene til elektrolytten oppnå konsolideringseffekt. Den lokale høye temperaturen på membranen er forårsaket av uensartetheten til elektrodeplatene. Strengt tatt tilhører den en mikrokortslutning, som kan forårsake lokal høy temperatur og kan føre til at den negative elektroden mister pulver.

2、 Hva er årsakene til for høy intern motstand i batteriet?

Når det gjelder teknologi:

1). Den positive elektrodeingrediensen har for lite ledende middel (ledningsevnen mellom materialer er ikke god fordi ledningsevnen til litiumkobolt i seg selv er svært dårlig)

2). Det er for mye lim for den positive elektrodeingrediensen. (Lim er vanligvis polymermaterialer med sterke isolasjonsegenskaper)

3). For mye lim for negative elektrodeingredienser. (Lim er vanligvis polymermaterialer med sterke isolasjonsegenskaper)

4). Ujevn fordeling av ingredienser.

5). Ufullstendig bindemiddelløsningsmiddel under tilberedning av ingrediensen. (Ikke helt løselig i NMP, vann)

6). Tettheten til beleggsslamoverflaten er for høy. (Lang ionemigrasjonsavstand)

7). Komprimeringstettheten er for høy, og rullingen er for komprimert. (Overdreven rulling kan forårsake skade på strukturen til aktive stoffer)

8). Det positive elektrodeøret er ikke fast sveiset, noe som resulterer i virtuell sveising.

9). Det negative elektrodeøret er ikke fast sveiset eller naglet, noe som resulterer i falsk lodding eller løsgjøring.

10). Viklingen er ikke tett og kjernen er løs. (Øk avstanden mellom positive og negative elektrodeplater)

11). Det positive elektrodeøret er ikke godt sveiset til huset.

12). Det negative elektrodeøret og polen er ikke godt sveiset.

13). Hvis baketemperaturen på batteriet er for høy, vil membranen krympe. (Redusert diafragmaåpning)

14). Utilstrekkelig væskeinjeksjonsmengde (ledningsevnen reduseres, intern motstand øker raskt etter sirkulasjon!)

15). Lagringstiden etter væskeinjeksjon er for kort, og elektrolytten er ikke helt gjennomvåt

16). Ikke fullt aktivert under formasjonen.

17). Overdreven lekkasje av elektrolytt under dannelsesprosessen.

18). Utilstrekkelig vannkontroll under produksjonsprosessen, noe som resulterer i batteriutvidelse.

19). Batteriladespenningen er satt for høyt, noe som forårsaker overlading.

20). Urimelig batterilagringsmiljø.

Når det gjelder materialer:

21). Det positive elektrodematerialet har høy motstand. (Dårlig ledningsevne, som litiumjernfosfat)

22). Påvirkning av membranmateriale (membrantykkelse, liten porøsitet, liten porestørrelse)

23). Effekter av elektrolyttmaterialer. (Lav ledningsevne og høy viskositet)

24). Positiv elektrode PVDF-materialpåvirkning. (høy i vekt eller molekylvekt)

25). Påvirkningen av positivt elektrodeledende materiale. (Dårlig ledningsevne, høy motstand)

26). Effekter av positive og negative elektrodeørematerialer (tynn tykkelse, dårlig ledningsevne, ujevn tykkelse og dårlig materialrenhet)

27). Kobberfolie og aluminiumsfoliematerialer har dårlig ledningsevne eller overflateoksider.

28). Naglekontaktens indre motstand til dekkplatestangen er for høy.

29). Det negative elektrodematerialet har høy motstand. andre aspekter

30). Avvik av interne motstandstestinstrumenter.

31). Menneskelig drift.

3、 Hvilke problemer bør noteres for ujevnt belegg av elektrodeplater?

Dette problemet er ganske vanlig og var opprinnelig relativt enkelt å løse, men mange malingsarbeidere er ikke flinke til å oppsummere, noe som resulterer i at enkelte eksisterende problempunkter blir misligholdt til normale og uunngåelige fenomener. For det første er det nødvendig å ha en klar forståelse av hvilke faktorer som påvirker overflatetetthet og hvilke faktorer som påvirker den stabile verdien av overflatetetthet for å løse problemet målrettet.

Faktorene som påvirker tettheten til beleggoverflaten inkluderer:

1). Materialet i seg selv faktorer

2). Formel

3). Blanding av materialer

4). Beleggmiljø

5). Knivkant

6). Slurry viskositet

7). Polhastighet

8). Overflatenivå

9). Beleggingsmaskinens nøyaktighet

10). Ovns vindstyrke

11). Beleggspenning og så videre

Faktorer som påvirker jevnheten til elektroden:

1). Slurry kvalitet

2). Slurry viskositet

3). Reisehastighet

4). Foliespenning

5). Spenningsbalansemetode

6). Belegg trekklengde

7). Støy

8). Flathet på overflaten

9). Bladets flathet

10). Flathet av foliemateriale, etc

Ovennevnte er bare en liste over noen faktorer, og du må selv analysere årsakene til å spesifikt eliminere faktorene som forårsaker unormal overflatetetthet.

4、 Er det noen spesiell grunn til at aluminiumsfolie og kobberfolie brukes til strømsamling av positive og negative elektroder? Er det noe problem med å bruke den omvendt? Har du sett mye litteratur som direkte bruker rustfritt stålnett? Er det en forskjell?

1). Begge brukes som væskesamlere fordi de har god ledningsevne, myk tekstur (som også kan være gunstig for binding), og er relativt vanlige og rimelige. Samtidig kan begge overflatene danne et lag med oksidbeskyttende film.

2). Oksydlaget på overflaten av kobber tilhører halvledere, med elektronledning. Oksydlaget er for tykt og har høy impedans; Oksydlaget på overflaten av aluminium er en isolator, og oksidlaget kan ikke lede elektrisitet. På grunn av sin tynne tykkelse oppnås imidlertid elektronisk ledningsevne gjennom tunneleffekt. Hvis oksidlaget er tykt, er konduktivitetsnivået til aluminiumsfolien dårlig, og jevn isolasjon. Før bruk er det best å rengjøre overflaten på væskesamleren for å fjerne oljeflekker og tykke oksidlag.

3). Det positive elektrodepotensialet er høyt, og det tynne oksidlaget av aluminium er veldig tett, noe som kan forhindre oksidasjon av kollektoren. Oksydlaget av kobberfolie er relativt løst, og for å forhindre oksidasjon er det bedre å ha et lavere potensial. Samtidig er det vanskelig for Li å danne en litiuminterkalasjonslegering med Cu på lavt potensial. Men hvis kobberoverflaten er kraftig oksidert, vil Li reagere med kobberoksid på et litt høyere potensial. AL-folie kan ikke brukes som negativ elektrode, da LiAl-legering kan forekomme ved lave potensialer.

4). Væskeoppsamlingen krever ren sammensetning. Den urene sammensetningen av AL vil føre til den ikke-kompakte overflate-ansiktsmasken og gropkorrosjon, og enda mer vil ødeleggelsen av overflate-ansiktsmasken føre til dannelse av LiAl-legering. Kobbernett renses med hydrogensulfat og bakes deretter med avionisert vann, mens aluminiumsnett renses med ammoniakksalt og deretter bakes med avionisert vann. Den ledende effekten av spraynettet er god.

5、 Ved måling av kortslutningen til spolekjernen, brukes en batterikortslutningstester. Når spenningen er høy, kan den teste kortslutningscellen nøyaktig. I tillegg, hva er høyspenningssammenbruddsprinsippet til kortslutningstesteren?

Hvor høy spenning som brukes for å måle en kortslutning i en battericelle er relatert til følgende faktorer:

1). Din bedrifts teknologiske nivå;

2). Strukturell utforming av selve batteriet

3). Membranmateriale til batteriet

4). Formålet med batteriet

Ulike selskaper bruker ulike spenninger, men mange selskaper bruker samme spenning uavhengig av modellstørrelse eller kapasitet. Faktorene ovenfor kan ordnes i synkende rekkefølge: 1>4>3>2, som betyr at din bedrifts prosessnivå bestemmer størrelsen på kortslutningsspenningen.

Enkelt sagt skyldes nedbrytningsprinsippet tilstedeværelsen av potensielle kortslutningsfaktorer som støv, partikler, større membranhull, grader etc. mellom elektroden og membranen, som kan omtales som svake ledd. Ved en fast og høy spenning gjør disse svake leddene kontaktmotstanden mellom de positive og negative elektrodeplatene mindre enn andre steder, noe som gjør det lettere å ionisere luft og generere lysbuer; Alternativt er de positive og negative polene allerede kortsluttet, og kontaktpunktene er små. Under høyspenningsforhold har disse små kontaktpunktene øyeblikkelig store strømmer som går gjennom dem, og konverterer elektrisk energi til varmeenergi, noe som får membranen til å smelte eller brytes ned øyeblikkelig.

6、 Hva er effekten av materialets partikkelstørrelse på utladningsstrømmen?

Enkelt sagt, jo mindre partikkelstørrelse, jo bedre ledningsevne. Jo større partikkelstørrelse, jo dårligere ledningsevne. Naturligvis har høyhastighetsmaterialer generelt høy struktur, små partikler og høy ledningsevne.

Bare fra en teoretisk analyse, hvordan man oppnår det i praksis kan bare forklares av venner som lager materialer. Å forbedre ledningsevnen til små partikkelmaterialer er en svært vanskelig oppgave, spesielt for materialer i nanoskala, og materialer med små partikler vil ha relativt liten komprimering, dvs. liten volumkapasitet.

7、 De positive og negative elektrodeplatene spratt tilbake med 10um etter å ha blitt bakt i 12 timer etter å ha blitt rullet, hvorfor er det så stort tilbakeslag?

Det er to grunnleggende påvirkningsfaktorer: materialer og prosesser.

1). Ytelsen til materialer bestemmer tilbakeslagskoeffisienten, som varierer mellom forskjellige materialer; Det samme materialet, forskjellige formler og forskjellige tilbakeslagskoeffisienter; Det samme materialet, samme formel, tykkelsen på tabletten er forskjellig, og tilbakeslagskoeffisienten er forskjellig;

2). Hvis prosesskontrollen ikke er god, kan det også forårsake rebound. Lagringstid, temperatur, trykk, fuktighet, stablemetode, indre stress, utstyr, etc.

8、 Hvordan løser lekkasjeproblemet med sylindriske batterier?

Sylinderen er lukket og forseglet etter væskeinjeksjon, så tetting blir naturlig nok vanskeligheten med sylinderforsegling. For øyeblikket er det sannsynligvis flere måter å forsegle sylindriske batterier på:

1). Lasersveiseforsegling

2). Tetningsring tetning

3). Limforsegling

4). Ultralyd vibrasjonsforsegling

5). Kombinasjon av to eller flere tetningstyper nevnt ovenfor

6). Andre forseglingsmetoder

Flere årsaker til lekkasje:

1). Dårlig tetting kan forårsake væskelekkasje, som vanligvis resulterer i deformasjon og forurensning av tetningsområdet, noe som indikerer dårlig tetting.

2). Stabiliteten til forseglingen er også en faktor, det vil si at den passerer inspeksjonen under forseglingen, men forseglingsområdet blir lett skadet, noe som forårsaker væskelekkasje.

3). Under dannelse eller testing produseres gass for å nå den maksimale spenningen som tetningen tåler, noe som kan påvirke tetningen og forårsake væskelekkasje. Forskjellen fra punkt 2 er at punkt 2 tilhører defekt produktlekkasje, mens punkt 3 tilhører destruktiv lekkasje, det vil si at tetningen er kvalifisert, men for høyt innvendig trykk kan forårsake skade på tetningen.

4). Andre lekkasjemetoder.

Den spesifikke løsningen avhenger av årsaken til lekkasjen. Så lenge årsaken er identifisert er den lett å løse, men vanskeligheten ligger i vanskeligheten med å finne årsaken, da tetningseffekten til sylinderen er relativt vanskelig å inspisere og stort sett tilhører den type skade som brukes til stikkprøver. .

9、 Når man utfører eksperimenter, er det alltid et overskudd av elektrolytt. Har et overskudd av elektrolytt en innvirkning på batteriytelsen uten søl?

Ingen overløp? Det er flere situasjoner:

1). Elektrolytten er helt riktig

2). Litt overdreven elektrolytt

3). For mye elektrolytt, men når ikke grensen

4). En stor mengde elektrolytt er overdreven, og nærmer seg grensen

5). Den har nådd sin grense og kan forsegles

Det første scenariet er ideelt, uten problemer.

Den andre situasjonen er at et lite overskudd noen ganger er et presisjonsproblem, noen ganger et designproblem, og vanligvis litt over design.

Det tredje scenariet er ikke et problem, det er bare sløsing med kostnader.

Den fjerde situasjonen er litt farlig. Fordi under bruk eller testing av batterier, kan ulike årsaker føre til at elektrolytten brytes ned og produserer noen gasser; Batteriet varmes opp og forårsaker termisk ekspansjon; De to ovennevnte situasjonene kan lett forårsake utbuling (også kjent som deformasjon) eller lekkasje av batteriet, noe som øker sikkerhetsrisikoen ved batteriet.

Det femte scenariet er faktisk en forbedret versjon av det fjerde scenariet, som utgjør enda større fare.

For å overdrive kan væske også bli et batteri. Det vil si å sette både de positive og negative elektrodene inn i en beholder som inneholder en stor mengde elektrolytt (som et 500 ml begerglass) samtidig. På dette tidspunktet kan de positive og negative elektrodene lades og utlades, som også er et batteri. Derfor er overskuddet av elektrolytt her ikke lite. Elektrolytt er bare et ledende medium. Imidlertid er volumet på batteriet begrenset, og innenfor dette begrensede volumet er det naturlig å vurdere plassutnyttelse og deformasjonsproblemer.

10、 Vil mengden væske som injiseres være for liten, og vil det føre til utbuling etter at batteriet er delt?

Det kan bare sies at det kanskje ikke er nødvendig, det kommer an på hvor lite væske som injiseres.

1). Hvis battericellen er fullstendig gjennomvåt av elektrolytt, men det er ingen rester, vil ikke batteriet bule etter kapasitetsdeling;

2). Hvis battericellen er fullstendig gjennomvåt i elektrolytten og det er en liten mengde rester, men mengden væske som injiseres er mindre enn bedriftens krav (selvfølgelig er dette kravet ikke nødvendigvis den optimale verdien, med et lite avvik), batteriet med delt kapasitet vil ikke bule ut på dette tidspunktet;

3). Hvis battericellen er fullstendig gjennomvåt av elektrolytt og det er en stor mengde restelektrolytt, men bedriftens krav til injeksjonsmengden er høyere enn faktisk, er den såkalte utilstrekkelige injeksjonsmengden bare et firmakonsept, og det kan ikke virkelig reflektere egnetheten til den faktiske injeksjonsmengden til batteriet, og batteriet med delt kapasitet buler ikke;

4). Vesentlig utilstrekkelig væskeinjeksjonsvolum. Dette avhenger også av graden. Hvis elektrolytten knapt er i stand til å bløtlegge battericellen, kan den eller ikke bule etter delvis kapasitans, men sannsynligheten for batteribule er høyere;

Hvis det er alvorlig mangel på væskeinjeksjon i battericellen, kan den elektriske energien under dannelsen av batteriet ikke omdannes til kjemisk energi. På dette tidspunktet er sannsynligheten for utbuling av kapasitanscellen nesten 100%.

Så det kan oppsummeres som følger: Forutsatt at den faktiske optimale væskeinjeksjonsmengden til batteriet er Mg, er det flere situasjoner der væskeinjeksjonsmengden er relativt liten:

1). Væskeinjeksjonsvolum=M: Batteri normalt

2). Væskeinjeksjonsmengden er litt mindre enn M: batteriet har ikke en svulmende kapasitet, og kapasiteten kan være normal eller litt lavere enn designverdien. Sannsynligheten for å bule på sykkelen øker, og sykkelytelsen forringes;

3). Væskeinjeksjonsmengden er mye mindre enn M: Batteriet har en relativt høy kapasitet og bulningshastighet, noe som resulterer i lav kapasitet og dårlig sykkelstabilitet. Generelt er kapasiteten mindre enn 80 % etter flere uker

4). M=0, batteriet buler ikke og har ingen kapasitet.