Productieproces van lithiumbatterijen

2025-03-26

Een lithium-ionbatterij is een complex systeem, inclusief positieve elektrode, negatieve elektrode, diafragma, elektrolyt, vloeistofverzamelaar en bindmiddel, geleidend middel, enz. De betrokken reacties omvatten de elektrochemische reactie van de positieve en negatieve elektrode, lithiumiongeleiding, elektronggeleiding en warmte-diffusie, enz. Het productieproces van lithiumbatterijen is lang en omvat meer dan 50 processen.

Lithiumbatterijen kunnen worden onderverdeeld in cilindrische batterijen, vierkante batterijen en zachte verpakkingsbatterijen op basis van de vorm, en het productieproces heeft enkele verschillen, maar over het algemeen kan het lithiumfabricageproces worden onderverdeeld in de eerste stap (poolfabricage), de tussenstap (celsynthetisatie) en de laatste stap (vormen en verpakken). Omdat de veiligheidsperformance van lithium-ionbatterijen zeer hoog is, zijn de nauwkeurigheid, stabiliteit en het automatiseringsniveau van lithiumbatterijapparatuur sterk vereist in het batterijfabricageproces.

Lithium elektrische apparatuur zijn de anode- en kathodematerialen, diafragma-materialen, elektrolyten en andere grondstoffen die via een ordelijk proces, productieprocesapparatuur worden vervaardigd. Lithium elektrische apparatuur heeft een significante impact op de prestaties en kosten van lithiumbatterijen en is een van de bepalende factoren. Afhankelijk van de verschillende technologieprocessen kan lithium elektrische apparatuur worden onderverdeeld in voorsectie-apparatuur, middensectie-apparatuur en achtersectie-apparatuur. In de lithiumproductielijn vertegenwoordigt de waarde van voorsectie-, middensectie- en achtersectie-apparatuur ongeveer 4:3:3.

Het productieobjectief van de eerste stap is het voltooien van de fabricage van (positieve en negatieve) polaire platen. 

Het belangrijkste proces van het voorafgaande proces is: mengen, coaten, rollen persen, snijden, productie, stansen. De betrokken apparatuur omvat voornamelijk: mixer, coatingmachine, rollenpers, snijmachine, productiemachine, stansmachine, enzovoort.

Slurry mengen (gebruikte apparatuur: vacuüm mixer)is om positieve en negatieve vaste batterijmaterialen gelijkmatig te mengen en vervolgens oplosmiddel toe te voegen om tot een slurry te roeren. Het mengen van de slurry is het begin van het vorige proces, en is om de daaropvolgende coating, roller en andere processen voorafgaand aan de basis te voltooien.

 Coating (apparatuur: coatingmachine) Als je code schrijft, voeg dan de "line_number|" niet voor elke regel code toe.is om de slurry gelijkmatig te roeren die op de metalen folie is aangebracht en gedroogd tot positieve en negatieve stukken. Als het kernonderdeel van het vorige proces, heeft de uitvoeringskwaliteit van het coatingproces een diepgaande invloed op de consistentie, veiligheid en levenscyclus van de voltooide batterij, dus is de coatingmachine de hoogste waarde van de apparatuur in het vorige proces.

 Roller persen (met apparatuur: rollerpers) Als je code schrijft, voeg dan de "line_number|" niet voor elke regel code toe.is om de gecoate elektrodeplaat verder te comprimeren om de energiedichtheid van de batterij te verbeteren. De gladheid van de met een roller geperste achterelektrode beïnvloedt direct het verwerkingsresultaat van het snijproces in de volgende fase, en de uniformiteit van het actieve materiaal van de elektrode beïnvloedt indirect de prestaties van de cel.

Snijden (apparatuur gebruikt: snijmachine)is om de bredere spoel van de polen continu in een aantal smalle stukken van de vereiste breedte te snijden. Tijdens het snijden ondervindt de polensnede een scheurfractuur, en het niveau van de rand na het snijden (geen braam, geen kromming) is de sleutel om de prestaties van de snijmachine te evalueren.

Filmproductie (apparatuur: filmproductiemachine) omvat het lassen van polenlugs na het snijden, het plakken van beschermende tape, het wikkelen van polenlugs of het gebruik van lasersnijden om polenlugs te vormen, enz., voor het daaropvolgende wikkelproces. Stanssnijden (gebruikte apparatuur: stanssnijmachine) is de coating na het ponsen van de polenstukken, voor het daaropvolgende proces.

Het productie doel van het middenproces is om de fabricage van de cel te voltooien. Er zijn verschillen in de technische route en de productielijnapparatuur van het middenproces voor verschillende types lithiumbatterijen.  

De essentie van het middenproces is het assemblageproces. Specifiek is het de ordelijke assemblage van de (positieve en negatieve) polenstukken die zijn gemaakt in het vorige proces met de diafragma en elektrolyt. Vanwege de verschillende energieopslagstructuren van vierkante (rol), cilindrische (rol) en zachte verpakking (laag) batterijen, zijn er duidelijke verschillen in de technische route en de productielijnapparatuur van verschillende types lithiumbatterijen in het middenproces. Specifiek omvat het middenproces van vierkante en cilindrische batterijen voornamelijk wikkelen, vloeistofinjectie en verpakking. De betrokken apparatuur omvat voornamelijk: wikkelmachine, vloeistofinjectiemachine, verpakkingsapparatuur (schilvoeder, groefrolmachine, verzegelmachine, lasmachine), enz. Het belangrijkste proces van het middenproces van de zachte verpakking batterij is lamineren, vloeistofinjectie en verpakking. De betrokken apparatuur omvat voornamelijk laminatiemachine, vloeistofinjectiemachine en verpakkingsapparatuur.

Wikkelen (gebruikte apparatuur: wikkelmachine) wordt gebruikt om het polenblad dat is gemaakt door het maakproces of het wikkelen van de stanssnijmechanisme in de batterijcel van de lithium-ionbatterij te wikkelen, voornamelijk gebruikt in de productie van vierkante en ronde lithiumbatterijen. Wikkelmachines kunnen worden onderverdeeld in vierkante wikkelmachines en cilindrische wikkelmachines, respectievelijk voor de productie van vierkante en cilindrische lithiumbatterijen. In vergelijking met cilindrisch wikkelen vereist het vierkante wikkelproces een hogere spanningscontrole, dus is de vierkante wikkelmachine moeilijker.

Lamineren (gebruikte apparatuur: laminator) is de laminering van enkele polenstukken die zijn gemaakt in het stanssnijproces in lithium-ionbatterijcellen, voornamelijk gebruikt in de productie van flexibele batterijen. In vergelijking met vierkante en cilindrische cellen hebben zachtgeklede cellen duidelijke voordelen in energiedichtheid, veiligheid en ontlaadprestaties. Echter, wanneer de laminator een enkele stapeltaak voltooit, omvat dit de coördinatie van meerdere subprocessen en complexe mechanismen, dus moet het omgaan met complexe dynamische controle om de stapel efficiëntie te verbeteren. De snelheid van de wikkelmachine is direct gerelateerd aan de wikkel efficiëntie, en de methode van efficiëntieverbetering is relatief eenvoudig. Momenteel zijn de productie efficiëntie en opbrengst van gelamineerde cellen niet zo goed als die van gewikkelde cellen.

Vloeistofinjectiemachine (gebruikte apparatuur: vloeistofinjectiemachine)is de kwantitatieve injectie van batterij-elektrolyt in de cel.

Kernverpakking (gebruikte apparatuur: schelpmachine, groefrolmachine, verpakkingsmachine, lasmachine) is om de wikkelingkern in de schelp van de kern te plaatsen.

Het productie doel van het laatste proces is om vorming en encapsulatie te voltooien.

  Door het tussenliggende proces is de functionele structuur van de lithiumbatterijcel gevormd, de betekenis van het laatste proces is om deze te activeren, door middel van detectie, sortering, assemblage, het gebruik van veiligheid, stabiele prestaties van lithiumbatterijproducten. Het belangrijkste proces van het laatste deel van het proces omvat: vorming, volumeverdeling, detectie, sortering, enz. De betrokken apparatuur omvat voornamelijk: laad- en ontlaadmachine, detectieapparatuur, enz.

Vorming (gebruikte apparatuur: laad-ontlaadmachine) is om de cel te activeren door de eerste lading, waarbij een effectieve passivatiefilm (SEI-film) op het oppervlak van de negatieve elektrode wordt gegenereerd om de “initialisatie” van de lithiumbatterij te bereiken.

Capaciteitsverdeling (gebruikte apparatuur: laad-ontlaadmachine), namelijk “analysecapaciteit”, is om de cel te laden en ontladen volgens de ontwerpnorm, om de elektrische capaciteit van de cel te meten. Het laden en ontladen van de cel door het vormings-, capaciteitsproces, dus de laad-ontlaadmachine is de meest gebruikte na de kernapparatuur. De minimale werk eenheid van de laad-ontlaadmachine is “kanaal”. Een “eenheid” (BOX) bestaat uit een aantal “kanalen”, en een aantal “eenheden” worden samengevoegd om een laad-ontlaadmachine te vormen.

Testen (gebruikte apparatuur: testapparatuur) moet worden uitgevoerd voor en na het laden, ontladen en staan; Sorteren is om de batterijen na vorming en volumeverdeling te classificeren en te selecteren volgens bepaalde normen op basis van testresultaten. De betekenis van het detectie- en sorteerproces is niet alleen om niet-kwalitatieve producten te elimineren, omdat in de praktische toepassing van lithium-ionbatterijen de cel vaak parallel en in serie wordt gecombineerd, dus de selectie van de cel met vergelijkbare prestaties is bevorderlijk voor de algehele prestaties van de batterij om het optimale te bereiken.