리튬 배터리 생산 공정

2025-03-26

리튬 이온 배터리는 양극, 음극, 다이어프램, 전해질, 유체 집전체 및 바인더, 도전제 등을 포함하는 복합 시스템입니다. 여기에는 양극과 음극의 전기화학 반응, 리튬 이온 전도, 전자 전도 및 열 확산 등의 반응이 포함됩니다. 리튬 배터리의 생산 과정은 긴 과정으로 50개 이상의 과정을 포함합니다.

Lithium battery can be divided into cylindrical battery, square battery and soft package battery according to the form, and its production process has some differences, but overall, the lithium manufacturing process can be divided into the first step (pole manufacturing), the middle step (cell synthesis), the last step (forming and packaging). Because the safety performance of lithium ion battery is very high, the accuracy, stability and automation level of lithium battery equipment are highly required in the battery manufacturing process.

리튬 전기 장비는 양극 및 음극 재료, 다이어프램 재료, 전해질 및 기타 원자재를 일련의 과정에 따라 제조 과정 장비로 제작하며, 리튬 전기 장비는 리튬 배터리의 성능 및 비용에 상당한 영향을 미치며, 결정 요인 중 하나입니다. 다양한 기술 공정에 따라 리튬 전기 장비는 전단 장비, 중단 장비 및 후단 장비로 나눌 수 있습니다. 리튬 생산 라인에서 전단, 중단 및 후단 장비의 가치는 약 4:3:3의 비율을 차지합니다.

첫 단계의 생산 목표는 (양극 및 음극) 극판의 제작을 완료하는 것입니다. 

이전 공정의 주요 공정은 혼합, 코팅, 롤 프레싱, 절단, 생산, 다이 컷팅이며, 관련된 장비는 주로 믹서, 코팅 기계, 롤 프레스, 슬라이싱 기계, 생산 기계, 다이 컷팅 기계 등이 포함됩니다.

슬러리 혼합(사용 장비: 진공 믹서) is to mix positive and negative solid battery materials evenly and then add solvent to stir into slurry. Slurry mixing is the beginning of the previous process, is to complete the subsequent coating, roller and other processes prior to the foundation.

 코팅(장비: 코팅 기계) is to stir the slurry evenly coated on the metal foil and dried into positive and negative pieces. As the core part of the previous process, the execution quality of the coating process profoundly affects the consistency, safety and life cycle of the finished battery, so the coating machine is the highest value of the equipment in the previous process.

 롤 프레싱(사용 장비: 롤 프레스) is to further compress the coated electrode sheet to improve the energy density of the battery. The smoothness of the roller – pressed rear electrode directly affects the processing effect of the post – sequence cutting process, and the uniformity of the active material of the electrode indirectly affects the performance of the cell.

슬릿팅(사용 장비: 슬릿팅 기계) is to continuously slice the wider coil of pole into a number of narrow pieces of required width. In the process of cutting, the pole slice encounters shearing fracture failure, and the level of edge after cutting (no burr, no buckling) is the key to evaluate the performance of the slicing machine.

필름 제작(장비: 필름 제작 기계) includes welding pole lugs after cutting, pasting protective tape, wrapping pole lugs or using laser cutting to shape pole lugs, etc., for subsequent winding process. Die cutting (used equipment: die cutting machine) is the coating after the pole piece punching molding, for the subsequent process.

중간 과정의 생산 목표는 셀 제조를 완료하는 것입니다. 중간 과정의 기술 경로 및 생산 라인 장비는 서로 다른 유형의 리튬 배터리에 따라 차이가 있습니다. 

The essence of the middle process is the assembly process. Specifically, it is the orderly assembly of the (positive and negative) pole pieces made from the previous process with the diaphragm and electrolyte. Due to the different energy storage structures of square (roll), cylindrical (roll) and soft pack (layer) batteries, there are obvious differences in the technical route and production line equipment of different types of lithium batteries in the middle process. Specifically, the middle process of square and cylindrical battery mainly includes winding, liquid injection and packaging. The equipment involved mainly includes: winding machine, liquid injection machine, packaging equipment (shell feeding machine, groove rolling machine, sealing machine, welding machine), etc. The main process of the middle process of the soft pack battery is laminating, liquid injection and packaging. The equipment involved mainly includes laminating machine, liquid injection machine and packaging equipment.

권선(사용 장비: 권선 기계)는 제조 과정이나 권선 다이 커팅 메커니즘으로 만든 폴 시트를 리튬 이온 배터리의 배터리 셀로 권선하는 데 사용되며, 주로 정사각형 및 원형 리튬 배터리 생산에 사용됩니다. 권선 기계는 정사각형 권선 기계와 원통형 권선 기계의 두 가지 범주로 세분화될 수 있으며, 각각 정사각형 및 원통형 리튬 배터리 생산에 적합합니다. 원통형 권선과 비교할 때 정사각형 권선 과정은 더 높은 장력 제어가 필요하므로 정사각형 권선 기계는 더 어렵습니다.

적층(사용 장비: 적층 기계) is the lamination of single pole pieces made in the die cutting process into lithium-ion battery cells, mainly used in the production of flexible battery. Compared with square and cylindrical cells, soft-clad cells have obvious advantages in energy density, safety and discharge performance. However, when the laminator completes a single stacking task, it involves the coordination of multiple sub-processes and complex mechanisms, so it needs to deal with complex dynamics control to improve the stacking efficiency. The speed of winding machine is directly related to the winding efficiency, and the method of efficiency enhancement is relatively simple. At present, the production efficiency and yield of laminated cell are not as good as those of wound cell.

액체 주입 기계(사용 장비: 액체 주입 기계) is the quantitative injection of battery electrolyte into the cell.

코어 포장(사용 장비: 외부 기계, 홈 롤링 기계, 밀봉 기계, 용접 기계) is to put the coiling core into the shell of the core.

이후 공정의 생산 목표는 형성 및 캡슐화를 완료하는 것입니다.

 중간 공정에서는 리튬 배터리 셀의 기능적 구조가 형성되며, 이후 공정의 의미는 이를 활성화하고, 검사, 분류, 조립을 통해 안전성과 안정적인 성능을 가진 리튬 배터리 제품을 사용하는 것입니다. 이후 과정의 주요 공정에는 형성, 부피 분리, 검사, 분류 등이 포함됩니다. 관련 장비로는 주로 충전 및 방전 기계, 검사 장비 등이 있습니다.

형성(사용 장비: 충전-방전 기계) is to activate the cell through the first charge, during which effective passivation film (SEI film) is generated on the negative electrode surface to achieve the “initialization” of the lithium battery.

용량 분할(사용 장비: 충전 및 방전 기계), namely, “analysis capacity”, is to charge and discharge the cell in accordance with the design standard, in order to measure the electric capacity of the cell. Charge and discharge of the cell through the formation, capacitive process, so the charge and discharge machine is the most commonly used after the core equipment. The minimum working unit of charge-discharge machine is “channel”. A “unit” (BOX) is composed of a number of “channels”, and a number of “units” are combined together to form a charge-discharge machine.

테스트(사용된 장비: 테스트 장비)는 충전, 방전 및 대기 전후에 실시되어야 하며; 정렬은 형성 및 용적 분리에 따른 테스트 결과의 특정 기준에 따라 배터리를 분류하고 선택하는 것입니다. 검출 및 정렬 과정의 중요성은 불량품을 제거하는 것뿐만 아니라, 리튬 이온 배터리의 실제 응용에서 셀이 종종 병렬 및 직렬로 결합되기 때문에 성능이 유사한 셀의 선택이 배터리의 전체 성능을 최적화하는 데 도움이 됩니다.