লিথিয়াম ব্যাটারি উৎপাদন প্রক্রিয়া

২০২৫-০৩-২৬

লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি একটি জটিল ব্যবস্থা, যার মধ্যে পজিটিভ ইলেকট্রোড, নেতিবাচক ইলেকট্রোড, ডায়াফ্রাম, ইলেকট্রোলাইট, ফ্লুইড কালেক্টর এবং বন্ধনী। উক্ত প্রক্রিয়ায় পজিটিভ এবং নেতিবাচক ইলেকট্রোডের ইলেকট্রোকেমিক্যাল প্রতিক্রিয়া, লিথিয়াম আয়ন পরিবহন, ইলেকট্রন পরিবহন এবং তাপ বিস্তার ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত। লিথিয়াম ব্যাটারির উৎপাদন প্রক্রিয়া দীর্ঘ, 50 টিরও বেশি প্রক্রিয়া জড়িত।

লিথিয়াম ব্যাটারিকে সেলিন্ড্রিক্যাল ব্যাটারি, স্কয়ার ব্যাটারি এবং সফট প্যাকেজ ব্যাটারিতে বিভক্ত করা যায়, এবং এর উৎপাদন প্রক্রিয়ার কিছু পার্থক্য রয়েছে, তবে সর্বোপরি, লিথিয়াম উৎপাদন প্রক্রিয়াকে প্রথম পদক্ষেপ (পোল উৎপাদন), মধ্যবর্তী পদক্ষেপ (সেল সংশ্লেষ) এবং শেষ পদক্ষেপ (গঠন এবং প্যাকেজিং) হিসেবে বিভক্ত করা যেতে পারে। লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির নিরাপত্তা গুণাবলী খুব উচ্চ, তাই ব্যাটারি উৎপাদন প্রক্রিয়ায় লিথিয়াম ব্যাটারি যন্ত্রপাতির সঠিকতা, স্থিতিশীলতা এবং স্বয়ংক্রিয় পর্যায় খুব গুরুত্বপূর্ণ।

লিথিয়াম বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি হলো অ্যানোড এবং ক্যাথোড উপাদান, ডায়াফ্রাম উপাদান, ইলেকট্রোলাইট এবং অন্যান্য কাঁচামালগুলোকে একটি সুশৃঙ্খল প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্রস্তুত করে তৈরি করা হয়, লিথিয়াম বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি লিথিয়াম ব্যাটারির পারফরম্যান্স এবং খরচের উপর গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে, যা নির্ধারক একটি উপাদান। ভিন্ন প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়া অনুযায়ী, লিথিয়াম বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতিকে সামনে, মাঝখানে এবং পেছনে যন্ত্রপাতিতে বিভক্ত করা যেতে পারে। লিথিয়াম উৎপাদন লাইনে, সামনে, মাঝখানে এবং পিছনের যন্ত্রপাতির মান প্রায় 4:3:3।

প্রথম ধাপের উৎপাদনের লক্ষ্য হলো (পজিটিভ এবং নেতিবাচক) পোলার প্লেটের উৎপাদন সম্পন্ন করা। 

পূর্ববর্তী প্রক্রিয়ার মূল প্রক্রিয়া হলো: মিশ্রণ, আবরণ, রোলার প্রেসিং, কাটিং, উৎপাদন, ডাই কাটিং, জড়িত যন্ত্রপাতি প্রধানত হলো: মিশ্রক, আবরণ মেশিন, রোলার প্রেস, স্লাইসিং মেশিন, উৎপাদন মেশিন, ডাই কাটিং মেশিন ইত্যাদি।

সলভেন্ট মিশ্রণ (ব্যবহৃত যন্ত্রপাতি: ভ্যাকুয়াম মিশ্রক) হল পজিটিভ এবং নেতিবাচক কঠিন ব্যাটারি উপাদানগুলিকে সমানভাবে মিশিয়ে তারপর দ্রাবক যোগ করা এবং স্লারিতে মেশানো। স্লারি মিশ্রণ পূর্ববর্তী প্রক্রিয়ার শুরু, এটি পরবর্তী আবরণ, রোলার এবং অন্যান্য প্রক্রিয়া সম্পন্ন করার জন্য ভিত্তি স্থাপন করে।

 কোটিং (যন্ত্রপাতি: কোটিং মেশিন)মেটাল ফয়েলে সমানভাবে আবৃত স্লারি ফোঁটানো এবং শুকানো পজিটিভ এবং নেগেটিভ টুকরো তৈরি করার জন্য। পূর্বের প্রক্রিয়ার মূল অংশ হিসেবে, লেপের প্রক্রিয়ার কার্যকরী গুণগত মান পণ্য ব্যাটারির স্থায়িত্ব, নিরাপত্তা এবং লাইফ সাইকেলকে গভীরভাবে প্রভাবিত করে, তাই লেপের যন্ত্র পূর্বের প্রক্রিয়ার যন্ত্রাংশে সর্বোচ্চ মূল্যবান।

 রোলার প্রেসিং (যন্ত্রপাতি: রোলার প্রেস)ব্যাটারির শক্তি ঘনত্ব উন্নত করার জন্য প্রলিপ্ত ইলেক্ট্রোড শীটকে আরও সংকুচিত করা। রোলার-চাপা রিয়ার ইলেক্ট্রোডের মসৃণতা সরাসরি পোস্ট-সিকোয়েন্স কাটার প্রক্রিয়ার প্রক্রিয়াকরণ প্রভাবকে প্রভাবিত করে এবং ইলেক্ট্রোডের সক্রিয় উপাদানের অভিন্নতা পরোক্ষভাবে কোষের কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করে।

স্লিটিং (ব্যবহৃত যন্ত্র: স্লিটিং মেশিন)একটি বিস্তৃত পোল কয়েলকে প্রয়োজনীয় প্রস্থের বেশ কয়েকটি তীক্ষ্ণ টুকরোতে ধারাবাহিকভাবে কাটা। কাটার প্রক্রিয়ার সময়, পোলের টুকরোটা কাটা এবং ফাটল ব্যর্থতার সম্মুখীন হয়, এবং কাটার পরের একক স্তরের স্তর (কোনও বুর, কোনও বাঁক নেই) স্লিটিং মেশিনের কার্যকারিতাকে মূল্যায়নের জন্য মূল পয়েন্ট।

ফিল্ম তৈরির (যন্ত্র: ফিল্ম তৈরির মেশিন)কাটা পরে পোল লাগগুলি ঢালা, সুরক্ষামূলক টেপ পেস্ট করা, পোল লাগগুলি মোড়ানো বা লেজার কাটার ব্যবহার করে পোল লাগ আকার দেওয়া ইত্যাদি এর অন্তর্ভুক্ত পরবর্তী মোড়ানোর প্রক্রিয়ার জন্য। ডাই কাটিং (ব্যবহৃত যন্ত্র: ডাই কাটিং মেশিন) হল পোলের টুকরা পাঞ্চিং ফর্মিংয়ের পরে লেপ, পরবর্তী প্রক্রিয়ার জন্য।

মিড-কোর্স প্রক্রিয়ার উৎপাদনের লক্ষ্য হল সেলের উত্পাদন সম্পন্ন করা। বিভিন্ন ধরনের লিথিয়াম ব্যাটারির জন্য মিড-কোর্স প্রক্রিয়ার প্রযুক্তিগত রুট এবং উৎপাদন লাইনে যন্ত্রপাতির মধ্যে পার্থক্য রয়েছে। 

মধ্যম প্রক্রিয়ার মূল কথা হলো সমাবেশ প্রক্রিয়া। বিশেষ করে, এটি পূর্ববর্তী প্রক্রিয়া থেকে তৈরি (ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক) মেরু অংশগুলির সুশৃঙ্খল সমাবেশ যা ডায়াফ্রাম এবং ইলেক্ট্রোলাইট দিয়ে তৈরি। বর্গাকার (রোল), নলাকার (রোল) এবং সফট প্যাক (স্তর) ব্যাটারির বিভিন্ন শক্তি সঞ্চয় কাঠামোর কারণে, মধ্যম প্রক্রিয়ায় বিভিন্ন ধরণের লিথিয়াম ব্যাটারির প্রযুক্তিগত রুট এবং উৎপাদন লাইন সরঞ্জামগুলিতে স্পষ্ট পার্থক্য রয়েছে। বিশেষ করে, বর্গাকার এবং নলাকার ব্যাটারির মধ্যম প্রক্রিয়ায় মূলত উইন্ডিং, তরল ইনজেকশন এবং প্যাকেজিং অন্তর্ভুক্ত থাকে। জড়িত সরঞ্জামগুলির মধ্যে প্রধানত রয়েছে: উইন্ডিং মেশিন, তরল ইনজেকশন মেশিন, প্যাকেজিং সরঞ্জাম (শেল ফিডিং মেশিন, গ্রুভ রোলিং মেশিন, সিলিং মেশিন, ওয়েল্ডিং মেশিন), ইত্যাদি। সফট প্যাক ব্যাটারির মধ্যম প্রক্রিয়ার প্রধান প্রক্রিয়া হল ল্যামিনেটিং, তরল ইনজেকশন এবং প্যাকেজিং। জড়িত সরঞ্জামগুলিতে মূলত ল্যামিনেটিং মেশিন, তরল ইনজেকশন মেশিন এবং প্যাকেজিং সরঞ্জাম অন্তর্ভুক্ত থাকে।

মোড়ানো (ব্যবহৃত যন্ত্র: মোড়ানো মেশিন)লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির ব্যাটারি সেলে তৈরির প্রক্রিয়া দ্বারা তৈরি পোল শীট বা মোড়ানো ডাই কাটিং যন্ত্রকে বাঁধতে ব্যবহৃত হয়, মূলত ত্রিভুজাকার এবং গোলাকার লিথিয়াম ব্যাটারির উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়। মোড়ানো যন্ত্রকে ত্রিভুজাকার মোড়ানো যন্ত্র, সিলিন্ড্রিকাল মোড়ানো যন্ত্র দুই বিভাগের মধ্যে ভাগ করা যায়, যথাক্রমে ত্রিভুজাকার, সিলিন্ড্রিকাল লিথিয়াম ব্যাটারি উৎপাদনের জন্য। সিলিন্ড্রিকাল মোড়ানোর সঙ্গে তুলনা করলে, ত্রিভুজাকার মোড়ানো প্রক্রিয়ায় উচ্চতর টেনশন নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন হয়, তাই ত্রিভুজাকার মোড়ানো যন্ত্রটি আরও কঠিন।

ল্যামিনেশন (ব্যবহৃত যন্ত্রপাতি: ল্যামিনেটর)একক পোল টুকরোগুলির লামিনেশন লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি সেলগুলিতে তৈরি হয়, যা প্রধানত নমনীয় ব্যাটারি উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়। বর্গাকার এবং সিলিন্ড্রিক্যাল সেলের তুলনায়, সফট-ক্ল্যাড সেলের শক্তি ঘনত্ব, নিরাপত্তা এবং ডিসচার্জ কর্মক্ষমতায় স্পষ্ট সুবিধা রয়েছে। তবে, যখন লামিনেটর একটি একক স্ট্যাকিং কাজ সম্পন্ন করে, এটি একাধিক সাব-প্রক্রিয়ার সমন্বয় এবং জটিল ব্যবস্থার সাথে জড়িত থাকে, তাই এটি স্ট্যাকিং কার্যকারিতা উন্নত করার জন্য জটিল গতিশীলতা নিয়ন্ত্রণের মোকাবিলা করতে পারে। কুণ্ডলী যন্ত্রের গতি কুণ্ডলী কার্যকারিতার সাথে সরাসরি সম্পর্কিত, এবং কার্যকারিতা বৃদ্ধির পদ্ধতি তুলনামূলকভাবে সহজ। वर्तमान সময়ে, লামিনেটেড সেলের উৎপাদন কার্যকারিতা এবং ফলনের মান কুণ্ডলী সেলের চেয়ে ভালো নয়।

তরল ইনজেকশন মেশিন (ব্যবহারিত যন্ত্রপাতি: তরল ইনজেকশন মেশিন) ব্যাটারি ইলেকট্রোলাইটের পরিমাণগত ইনজেকশন সেলে।

কোর প্যাকেজিং (ব্যবহারিত যন্ত্রপাতি: শেল মেশিন, গ্রুভ রোলিং মেশিন, সিলিং মেশিন, ওয়েল্ডিং মেশিন) কোরের শেলের মধ্যে কুণ্ডলী কোরটি রাখা।

পরবর্তী প্রক্রিয়ার উৎপাদন লক্ষ্য হলো গঠন এবং ক্যাপসুলেশন সম্পন্ন করা।

 মধ্যবর্তী প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, লিথিয়াম ব্যাটারি সেলের কার্যকরী কাঠামো গঠিত হয়েছে, পরবর্তী প্রক্রিয়ার গুরুত্ব হলো এটি সক্রিয় করা, পরীক্ষার মাধ্যমে, শ্রেণীবিভাগ, সমাবেশ, নিরাপত্তা ব্যবহার, স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা লিথিয়াম ব্যাটারি পণ্যের। প্রক্রিয়ার পরবর্তী অংশের প্রধান প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে: গঠন, ভলিউম পৃথকীকরণ, পরীক্ষা, শ্রেণীবিভাগ, ইত্যাদি। জড়িত যন্ত্রপাতির মধ্যে প্রধানত রয়েছে: চার্জিং এবং ডিসচার্জিং মেশিন, পরীক্ষার যন্ত্রপাতি, ইত্যাদি।

গঠন (যন্ত্রপাতি ব্যবহার করা: চার্জ-ডিসচার্জ মেশিন) প্রথম চার্জের মাধ্যমে সেলটিকে সক্রিয় করা, যার মধ্যে নেতিবাচক ইলেকট্রোড পৃষ্ঠে কার্যকর প্যাসিভেশন ফিল্ম (SEI ফিল্ম) তৈরি হয় যাতে লিথিয়াম ব্যাটারির “প্রাথমিককরণ” অর্জিত হয়।

ক্ষমতা বিভাগ (ব্যবহারিত যন্ত্রপাতি: চার্জিং এবং ডিসচার্জিং মেশিন) , অর্থাৎ “বিশ্লেষণ ক্ষমতা”, ডিজাইন মান অনুযায়ী সেলটিকে চার্জ ও ডিসচার্জ করতে হয়, সেলের বৈদ্যুতিক ক্ষমতা মাপার জন্য। গঠন, ক্যাপাসিটিভ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সেলের চার্জ এবং ডিসচার্জ, তাই চার্জ এবং ডিসচার্জ মেশিন কোর যন্ত্রপাতির পর সবচেয়ে সাধারণত ব্যবহৃত হয়। চার্জ-ডিসচার্জ মেশিনের সর্বনিম্ন কার্যকরী একক হল “চ্যানেল”। একটি “ইউনিট” (বক্স) একাধিক “চ্যানেল”-এর সমন্বয়ে গঠিত, এবং কয়েকটি “ইউনিট” একত্রিত হয়ে একটি চার্জ-ডিসচার্জ মেশিন গঠন করে।

পরীক্ষা (ব্যবহারিত যন্ত্রপাতি: পরীক্ষার যন্ত্রপাতি) চার্জিং, ডিসচার্জিং এবং দাঁড়ানোর আগে এবং পরে পরিচালিত হওয়া উচিত; শ্রেণীবিভাগ ফর্মেশন এবং ভলিউম পৃথকীকরণের পরে ব্যাটারিগুলি পরীক্ষা ফলাফলের ভিত্তিতে নির্দিষ্ট মান অনুযায়ী শ্রেণীবদ্ধ এবং নির্বাচিত করতে হয়। পরীক্ষণ এবং শ্রেণীবিভাগ প্রক্রিয়ার গুরুত্ব শুধুমাত্র অযোগ্য পণ্যগুলি বাদ দেওয়া নয়, কারণ লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির প্রকৃত ব্যবহারে, সেলগুলি প্রায়ই সমান্তরাল এবং সিরিজে সংযুক্ত থাকে, তাই সাদৃশ্য কর্মক্ষমতার সেলটি বেছে নেওয়া ব্যাটারির সামগ্রিক কর্মক্ষমতা অর্জন করতে সহায়ক।