Lityum batarya Üretim Süreci

2025-03-26

Lityum iyon batarya, pozitif elektrot, negatif elektrot, diyafram, elektrolit, akış toplayıcı ve bağlayıcı, iletken madde gibi bileşenleri içeren karmaşık bir sistemdir. İlgili reaksiyonlar, pozitif elektrot ve negatif elektrotun elektrokimyasal reaksiyonunu, lityum iyon iletimi, elektron iletimi ve ısı difüzyonunu içerir. Lityum bataryanın üretim süreci uzundur ve 50'den fazla süreci kapsamaktadır.

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.

Lityum elektrik ekipmanları, anodik ve katodik malzemeler, diyafram malzemeleri, elektrolit ve diğer hammaddelerin düzenli bir süreçle işlenmesiyle üretilen ekipmanlardır. Lityum elektrik ekipmanları, lityum pilin performansı ve maliyeti üzerinde önemli bir etkiye sahiptir ve bu, belirleyicilerden biridir. Farklı teknolojik süreçlere göre, lityum elektrik ekipmanları ön kısım ekipmanları, orta kısım ekipmanları ve arka kısım ekipmanları olarak üçe ayrılabilir. Lityum üretim hattında, ön kısım, orta kısım ve arka kısım ekipmanlarının değeri yaklaşık olarak 4:3:3 oranında yer almaktadır.

İlk adımın üretim hedefi (pozitif ve negatif) kutupların plakasının üretimini tamamlamaktır. 

Ön süreçteki ana işlem ise şunlardır: karıştırma, kaplama, silindir baskı, kesme, üretim, kalıp kesme; bu süreçte yer alan ekipmanlar genellikle karıştırıcı, kaplama makinesi, silindir pres, dilimleme makinesi, üretim makinesi, kalıp kesme makinesi vb. gibi cihazlardır.

Kaba karıştırma (kullanılan ekipman: vakum karıştırıcı) 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.

 Kaplama (ekipman: kaplama makinesi) 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.

 Silindir baskı (kullanılan ekipman: silindir pres) 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.

Kesme (kullanılan ekipman: kesme makinesi) 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.

Film üretimi (ekipman: film yapım makinesi) 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.

Orta aşama sürecinin üretim hedefi hücrenin imalatını tamamlamaktır. Farklı lityum pil türleri için orta aşama sürecinin teknik rotası ve üretim hattı ekipmanları arasında farklılıklar bulunmaktadır. 

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.

Sarmak (kullanılan ekipman: sargı makinesi)lityum iyon bataryanın hücresine, üretim süreci veya sargı kalıplama mekanizması ile yapılan kutup levhasını sarmak için kullanılır; esasen kare ve silindirik lityum bataryanın üretiminde kullanılmaktadır. Sargı makineleri, kare sargı makinesi ve silindirik sargı makinesi olmak üzere iki kategoriye ayrılabilir ve sırasıyla kare ve silindirik lityum bataryaların üretimi için kullanılır. Silindirik sarmaya kıyasla, kare sargı işlemi daha yüksek gerginlik kontrolü gerektirir, bu nedenle kare sargı makinesi daha zordur.

Laminasyon (kullanılan ekipman: laminatör) 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.

Sıvı enjeksiyon makinesi (kullanılan ekipman: sıvı enjeksiyon makinesi) is the quantitative injection of battery electrolyte into the cell.

Çekirdek ambalajlama (kullanılan ekipman: kabuk makinesi, oluk yuvarlama makinesi, mühürleme makinesi, kaynak makinesi) is to put the coiling core into the shell of the core.

Son işlemin üretim hedefi, oluşumu ve kapsüllemeyi tamamlamaktır.

 Orta süreçte, lityum batarya hücresinin fonksiyonel yapısı oluşmuştur; son sürecin önemi, onu aktive etmek, tespit, ayırma, montaj yoluyla güvenliğini, lityum batarya ürünlerinin kararlı performansını kullanmaktır. Sürecin son bölümünün ana süreci şunları içerir: oluşum, hacim ayrımı, tespit, ayırma vb. İlgili ekipmanlar esas olarak: şarj ve deşarj makinesi, tespit ekipmanları vb.

Oluşum (kullanılan ekipman: şarj-deşarj makinesi) 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.

Kapazite bölümü (kullanılan ekipman: şarj ve deşarj makinesi), 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.

Test (kullanılan ekipman: test ekipmanı)şarj etme, deşarj etme ve bekleme işlemlerinden önce ve sonra gerçekleştirilmelidir; Sınıflandırma, test sonuçlarına göre belirli standartlara göre bataryaların formasyon ve hacim ayırımı sonrasında sınıflandırılmasını ve seçilmesini içerir. Tespit ve sıralama sürecinin önemi sadece niteliksiz ürünleri ortadan kaldırmakla kalmaz, çünkü lityum iyon bataryanın pratik uygulamasında hücreler genellikle paralel ve seri olarak bir araya gelir, dolayısıyla benzer performansa sahip hücrelerin seçilmesi, bataryanın genel performansını optimize etmeye yardımcı olur.