Komplet manual til lithiumbatteriproduktionsprocessen

Komplet manual til lithiumbatteriproduktionsprocessen

Ionbatterier er et komplekst system, der omfatter positiv elektrode, negativ elektrode, separator, elektrolyt, strømaftager og bindemiddel, ledende middel osv. De involverede reaktioner omfatter elektrokemiske reaktioner af positive og negative elektroder, lithiumion- og elektronledning og varmediffusion. Produktionsprocessen for lithiumbatterier er relativt lang, og involverer mere end 50 processer.

Lithium-batterier kan opdeles i cylindriske batterier, firkantede batterier og bløde batterier i henhold til deres form, med visse forskelle i produktionsprocesser. Men samlet set kan fremstillingsprocessen for lithiumbatterier opdeles i den forreste proces (elektrodefremstilling), den midterste proces (cellesyntese) og den bagerste proces (dannelse og emballering). På grund af de høje sikkerhedskrav til lithium-ion-batterier er der ekstremt høje krav til nøjagtigheden, stabiliteten og automatiseringsniveauet for lithium-ion-udstyr i batterifremstillingsprocessen.

Lithium batteriudstyr er et procesudstyr, der bruger ordnede processer til at fremstille råmaterialer såsom positive og negative elektrodematerialer, separatormaterialer og elektrolyt. Lithium batteriudstyr har en betydelig indflydelse på ydeevnen og omkostningerne ved lithiumbatterier og er en af ​​de afgørende faktorer. Ifølge forskellige processtrømme kan lithiumbatteriudstyr opdeles i front-end-udstyr, mid-stage-udstyr og back-end-udstyr. I lithiumbatteriproduktionslinjen udgør værdien af ​​front-end, mid-stage og back-end udstyr cirka 4:3:3.

Produktionsmålet for den tidligere proces er at færdiggøre fremstillingen af ​​(positive og negative) elektrodeplader. Hovedprocessen i det foregående trin omfatter blanding, belægning, valsning, opskæring, udskæring og udstansning. Det involverede udstyr omfatter hovedsageligt: ​​blander, belægningsmaskine, rullepresse, skæremaskine, skæremaskine, udstansemaskine osv.

Opslæmningsblandingen (brugt udstyr: vakuumblander) er at blande de positive og negative Solid-state batterimaterialer jævnt og derefter tilsætte opløsningsmiddel for at omrøre dem i opslæmningen. Blanding af gylle er udgangspunktet for den tidligere proces og grundlaget for at afslutte efterfølgende belægning, valsning og andre processer.

Belægning (brugt udstyr: belægningsmaskine) er at belægge den omrørte gylle jævnt på metalfolien og tørre den for at lave positive og negative plader. Som kerneleddet i den tidligere proces påvirker udførelseskvaliteten af ​​belægningsprocessen dybt konsistensen, sikkerheden og levetiden af ​​det færdige batteri. Derfor er belægningsmaskinen det mest værdifulde udstyr i den tidligere proces.

Rullepresning (anvendt udstyr: rullepresse) er at komprimere den coatede elektrode yderligere og derved øge batteriets energitæthed. Fladheden af ​​den rullede elektrode påvirker direkte bearbejdningseffekten af ​​den efterfølgende spalteproces, og ensartetheden af ​​de aktive stoffer i elektroden påvirker også indirekte battericellens ydeevne.

Opsplitning (brugt udstyr: skæremaskine) er processen med kontinuerligt at skære en bred spole af polstykker i flere smalle stykker med den nødvendige bredde. Brudsvigt på elektrodepladen under skæring er forårsaget af forskydningsvirkning, og glatheden af ​​kanten efter skæring (uden grater eller knæk) er nøglen til at evaluere skæremaskinens ydeevne.

Produktion (anvendt udstyr: produktionsmaskine) omfatter svejsning af de afskårne elektrodestykkers elektrodeører, påføring af beskyttelsestape, indpakning af elektrodeører med lim eller brug af laserskæring til at danne elektrodeørerne, som kan bruges til efterfølgende viklingsprocesser. Udstansning (anvendt udstyr: udstansemaskine) er processen med udstansning og dannelse af belagte polære plader til efterfølgende processer.

Produktionsmålet for midtprocessen er at færdiggøre fremstillingen af ​​battericeller. Der er forskelle i teknologikøreplanen og produktionslinjeudstyret i midten af ​​processen med forskellige typer lithiumbatterier. Essensen af ​​den mellemliggende proces er samlingsprocessen, specifikt den velordnede samling af de (positive og negative) elektrodeplader lavet fra den foregående proces med membranen og elektrolytten. På grund af de forskellige energilagringsstrukturer af firkantede (rulle), cylindriske (rulle) og fleksible (lagdelte) batterier er der åbenlyse forskelle i teknologikøreplanen og produktionslinjeudstyret for forskellige typer lithiumbatterier i mellemprocessen. Specifikt omfatter hovedprocesserne i mellemtrinnet af firkantede og cylindriske batterier vikling, væskeinjektion og emballering. Det involverede udstyr omfatter hovedsageligt: ​​viklemaskine, væskeinjektionsmaskine, emballeringsudstyr (skalindføringsmaskine, rillevalsemaskine, tætningsmaskine, svejsemaskine) osv.; Hovedprocessen i mellemstadiet af softpack-batteriet inkluderer laminering, væskeinjektion og emballering, og det involverede udstyr omfatter hovedsageligt lamineringsmaskine, væskeinjektionsmaskine, emballeringsudstyr osv.

Oprulning (brugt udstyr: spolemaskine) er processen med at vikle elektrodepladerne, der er produceret af produktionsprocessen eller den spoleformede skæremaskine, til lithium-ion-battericeller, hovedsagelig brugt til produktion af firkantede og cirkulære lithium-ion-batterier. Viklemaskinen kan opdeles i to kategorier: kvadratisk viklemaskine og cylindrisk viklemaskine, som henholdsvis bruges til fremstilling af firkantede og cylindriske lithiumbatterier. Sammenlignet med cylindrisk vikling har den firkantede viklingsproces højere krav til spændingskontrol, så den firkantede viklingsmaskines tekniske vanskelighed er større.

Laminering (anvendt udstyr: lamineringsmaskine) er processen med at stable individuelle elektrodeplader, der er produceret under udstansningsprocessen, til lithium-ion-battericeller, hovedsagelig brugt til produktion af bløde batterier. Sammenlignet med kvadratiske og cylindriske celler har bløde pakkeceller betydelige fordele med hensyn til energitæthed, sikkerhed og afladningsydelse. Men færdiggørelsen af ​​en enkelt stableopgave med en lamineringsmaskine involverer flere delprocesser i parallelt og komplekst mekanismesamarbejde, og forbedring af stablingseffektiviteten kræver, at komplekse dynamiske kontrolproblemer løses; Viklemaskinens hastighed er direkte relateret til viklingseffektiviteten, og midlerne til at forbedre effektiviteten er relativt enkle. På nuværende tidspunkt er der et hul i produktionseffektivitet og udbytte mellem laminerede celler og sårceller.

Væskeinjektionsmaskinen (anvendt udstyr: væskeinjektionsmaskine) bruges til kvantitativt at sprøjte batteriets elektrolyt ind i cellen.

Cellepakning (ved hjælp af udstyr såsom skalindføringsmaskine, rillevalsemaskine, tætningsmaskine, svejsemaskine) involverer at placere spolekernen i celleskallen.

Produktionsmålet for den senere fase af processen er at fuldføre transformationen til emballage. Fra mellemtrinnet er lithiumbattericellens funktionelle struktur blevet dannet, og betydningen af ​​sidstnævnte trin er at aktivere den, gennemgå test, sortering og montering og danne et sikkert og stabilt lithiumbatteriprodukt. Hovedprocesserne i det senere trin af processen omfatter: dannelse, adskillelse, test, sortering osv. Det involverede udstyr omfatter hovedsageligt: ​​lade- og afladningsmotorer, testudstyr mv.

Dannelse (ved hjælp af en opladnings- og afladningsmotor) er processen med aktivering af battericellen gennem den første opladning, hvorunder en effektiv passiveringsfilm (SEI-film) genereres på den negative elektrodeoverflade for at opnå "initialisering" af lithiumbatteriet. Opdelingskapacitet (brugt udstyr: opladnings- og afladningsmotor), også kendt som "analysekapacitet", refererer til processen med opladning og afladning af den konverterede battericelle i henhold til designstandarder for at måle battericellens kapacitans. Opladning og afladning af battericellen løber gennem dannelses- og kapacitansadskillelsesprocessen, så opladnings- og afladningsmotoren er det mest almindeligt anvendte bagkerneudstyr. Den mindste arbejdsenhed for en lade- og afladningsmotor er "kanalen". En "enhed" (BOX) er sammensat af flere "kanaler", og flere "enheder" er kombineret for at danne en lade- og afladningsmotor.

Test (anvendt udstyr: testudstyr) skal udføres før og efter opladning, afladning og hvile; Sortering refererer til klassificering og udvælgelse af batterier, der er blevet dannet og opdelt i henhold til visse standarder baseret på detekteringsresultaterne. Betydningen af ​​detektions- og sorteringsprocessen er ikke kun at eliminere ukvalificerede produkter, men også fordi, i praktiske anvendelser af lithium-ion-batterier, kombineres celler ofte i parallel eller serie. Derfor kan valg af celler med lignende ydeevne hjælpe med at opnå den optimale samlede ydeevne af batteriet.

Produktionen af ​​lithiumbatterier kan ikke adskilles fra produktionsudstyret for lithiumbatterier. Ud over de materialer, der anvendes i selve batteriet, er fremstillingsprocessen og produktionsudstyret vigtige faktorer, der bestemmer batteriets ydeevne. I de tidlige dage var Kinas lithiumbatteriudstyr hovedsagelig afhængig af import. Efter flere års hurtig udvikling har kinesiske lithiumbatteriudstyrsvirksomheder gradvist overgået japanske og koreanske udstyrsvirksomheder med hensyn til teknologi, effektivitet, stabilitet og andre aspekter og har fordele med hensyn til omkostningseffektivitet, eftersalgsvedligeholdelse og andre aspekter. På nuværende tidspunkt er der dannet en klynge af indenlandske lithiumbatteriudstyrsvirksomheder og er blevet et visitkort for Kinas avancerede udstyr, der kommer ind på det internationale marked. Med den vertikale alliance og oversøiske udvidelse af lithiumbatteriledere har lithiumbatteriudstyr nydt godt af downstream-udvidelsen og indvarslet en ny periode med hurtige vækstmuligheder.