Ti store problemer og analyser i produktionen af ​​lithiumbatterier

Ti store problemer og analyser i produktionen af ​​lithiumbatterier

1、 Hvad er årsagen til huller i negativ elektrodebelægning? Er det fordi materialet ikke er godt spredt? Er det muligt, at materialets dårlige partikelstørrelsesfordeling er årsagen?

Fremkomsten af ​​nålehuller bør være forårsaget af følgende faktorer: 1. Folien er ikke ren; 2. Det ledende middel er ikke spredt; 3. Hovedmaterialet i den negative elektrode er ikke spredt; 4. Nogle ingredienser i formlen indeholder urenheder; 5. De ledende middelpartikler er ujævne og vanskelige at sprede; 6. De negative elektrodepartikler er ujævne og vanskelige at sprede; 7. Der er kvalitetsproblemer med selve formelmaterialerne; 8. Blandegryden blev ikke rengjort grundigt, hvilket resulterede i resterende tørt pulver inde i gryden. Bare gå til procesovervågning og analyser selv de specifikke årsager.

Også hvad angår de sorte pletter på mellemgulvet, har jeg stødt på dem for mange år siden. Lad mig først kort besvare dem. Ret venligst eventuelle fejl. Ifølge analyse er det blevet fastslået, at de sorte pletter er forårsaget af den lokale høje temperatur af separatoren forårsaget af polarisationsafladningen af ​​batteriet, og det negative elektrodepulver klæber til separatoren. Polarisationsafladning er forårsaget af tilstedeværelsen af ​​aktive stoffer knyttet til pulveret i batterispolen på grund af materiale- og procesårsager, hvilket resulterer i polarisationsafladning, efter at batteriet er dannet og opladet. For at undgå ovenstående problemer er det først nødvendigt at bruge passende blandingsprocesser for at løse bindingen mellem aktive stoffer og metalkollektiver og for at undgå kunstig pulverfjernelse under batteripladefremstilling og batterisamling.

Tilføjelse af nogle tilsætningsstoffer, der ikke påvirker batteriets ydeevne under belægningsprocessen, kan faktisk forbedre visse ydelser af elektroden. Selvfølgelig kan tilføjelse af disse komponenter til elektrolytten opnå konsolideringseffekt. Den lokale høje temperatur af membranen er forårsaget af uensartetheden af ​​elektrodepladerne. Strengt taget hører den til en mikrokortslutning, som kan forårsage lokal høj temperatur og kan få den negative elektrode til at miste pulver.

2、 Hvad er årsagerne til overdreven batteri intern modstand?

Med hensyn til teknologi:

1). Den positive elektrodeingrediens har for lidt ledende middel (ledningsevnen mellem materialer er ikke god, fordi ledningsevnen af ​​lithiumkobolt i sig selv er meget dårlig)

2). Der er for meget klæbemiddel til den positive elektrodeingrediens. (Klæbemidler er generelt polymermaterialer med stærke isoleringsegenskaber)

3). For meget klæbemiddel til negative elektrodeingredienser. (Klæbemidler er generelt polymermaterialer med stærke isoleringsegenskaber)

4). Ujævn fordeling af ingredienser.

5). Ufuldstændig bindemiddelopløsningsmiddel under ingrediensfremstilling. (Ikke helt opløseligt i NMP, vand)

6). Densitetsdesignet af belægningsslamoverfladen er for høj. (Lang ionmigreringsafstand)

7). Komprimeringstætheden er for høj, og valsningen er for komprimeret. (Overdreven rulning kan forårsage skade på strukturen af ​​aktive stoffer)

8). Det positive elektrodeøre er ikke fast svejset, hvilket resulterer i virtuel svejsning.

9). Det negative elektrodeøre er ikke fast svejset eller nittet, hvilket resulterer i falsk lodning eller løsrivelse.

10). Viklen er ikke stram, og kernen er løs. (Forøg afstanden mellem positive og negative elektrodeplader)

11). Det positive elektrodeøre er ikke fast svejset til huset.

12). Det negative elektrode øre og pol er ikke fast svejset.

13). Hvis bagetemperaturen på batteriet er for høj, vil membranen krympe. (Reduceret blændeåbning)

14). Utilstrækkelig væskeinjektionsmængde (ledningsevne falder, intern modstand øges hurtigt efter cirkulation!)

15). Opbevaringstiden efter væskeinjektion er for kort, og elektrolytten er ikke helt gennemblødt

16). Ikke fuldt aktiveret under formation.

17). Overdreven lækage af elektrolyt under dannelsesprocessen.

18). Utilstrækkelig vandkontrol under produktionsprocessen, hvilket resulterer i batteriudvidelse.

19). Batteriopladningsspændingen er indstillet for højt, hvilket forårsager overopladning.

20). Urimeligt batteriopbevaringsmiljø.

Med hensyn til materialer:

21). Det positive elektrodemateriale har høj modstand. (Dårlig ledningsevne, såsom lithiumjernfosfat)

22). Påvirkning af membranmateriale (membrantykkelse, lille porøsitet, lille porestørrelse)

23). Effekter af elektrolytmaterialer. (Lav ledningsevne og høj viskositet)

24). Positiv elektrode PVDF materiale indflydelse. (høj i vægt eller molekylvægt)

25). Påvirkningen af ​​positivt elektrode ledende materiale. (Dårlig ledningsevne, høj modstand)

26). Effekter af positive og negative elektrodeørematerialer (tynd tykkelse, dårlig ledningsevne, ujævn tykkelse og dårlig materialerenhed)

27). Kobberfolie og aluminiumsfoliematerialer har dårlig ledningsevne eller overfladeoxider.

28). Den indre modstand mod nittekontakten på dækpladestangen er for høj.

29). Det negative elektrodemateriale har høj modstand. andre aspekter

30). Afvigelse af interne modstandstestinstrumenter.

31). Menneskelig drift.

3、 Hvilke problemer skal bemærkes for ujævn belægning af elektrodeplader?

Dette problem er ret almindeligt og var oprindeligt relativt nemt at løse, men mange belægningsarbejdere er ikke gode til at opsummere, hvilket resulterer i, at nogle eksisterende problempunkter bliver misligholdt til normale og uundgåelige fænomener. For det første er det nødvendigt at have en klar forståelse af de faktorer, der påvirker overfladedensiteten og de faktorer, der påvirker den stabile værdi af overfladedensiteten for at løse problemet målrettet.

De faktorer, der påvirker tætheden af ​​belægningsoverfladen omfatter:

1). Materialet i sig selv har betydning

2). Formel

3). Blanding af materialer

4). Belægningsmiljø

5). Knivsæg

6). Gylleviskositet

7). Polhastighed

8). Overfladens planhed

9). Belægningsmaskinens nøjagtighed

10). Ovnvindstyrke

11). Belægningsspænding og så videre

Faktorer, der påvirker ensartetheden af ​​elektroden:

1). Gyllekvalitet

2). Gylleviskositet

3). Rejsehastighed

4). Foliespænding

5). Spændingsbalancemetode

6). Belægningens træklængde

7). Støj

8). Overfladeplanhed

9). Bladets fladhed

10). Fladhed af foliemateriale mv

Ovenstående er kun en liste over nogle faktorer, og du skal selv analysere årsagerne til specifikt at eliminere de faktorer, der forårsager unormal overfladetæthed.

4、 Er der nogen særlig grund til, at aluminiumsfolie og kobberfolie bruges til strømopsamlingen af ​​positive og negative elektroder? Er der noget problem med at bruge det omvendt? Har du set meget litteratur, der direkte bruger rustfrit stålnet? Er der forskel?

1). Begge bruges som væskeopsamlere, fordi de har god ledningsevne, blød tekstur (som også kan være gavnlig til binding), og er relativt almindelige og billige. Samtidig kan begge overflader danne et lag af oxidbeskyttelsesfilm.

2). Oxidlaget på overfladen af ​​kobber tilhører halvledere med elektronledning. Oxidlaget er for tykt og har en høj impedans; Oxidlaget på overfladen af ​​aluminium er en isolator, og oxidlaget kan ikke lede elektricitet. Men på grund af dens tynde tykkelse opnås elektronisk ledningsevne gennem tunneleffekt. Hvis oxidlaget er tykt, er ledningsevneniveauet af aluminiumsfolien dårligt og jævn isolering. Før brug er det bedst at rense overfladen af ​​væskeopsamleren for at fjerne oliepletter og tykke oxidlag.

3). Det positive elektrodepotentiale er højt, og det tynde aluminiumoxidlag er meget tæt, hvilket kan forhindre oxidation af solfangeren. Oxidlaget af kobberfolie er relativt løst, og for at forhindre dets oxidation er det bedre at have et lavere potentiale. Samtidig er det svært for Li at danne en lithium-interkalationslegering med Cu ved et lavt potentiale. Men hvis kobberoverfladen er stærkt oxideret, vil Li reagere med kobberoxid ved et lidt højere potentiale. AL-folie kan ikke bruges som negativ elektrode, da LiAl-legering kan forekomme ved lave potentialer.

4). Væskeopsamlingen kræver ren sammensætning. Den urene sammensætning af AL vil føre til den ikke-kompakte overfladeansigtsmaske og grubetæring, og endnu mere vil ødelæggelsen af ​​overfladeansigtsmasken føre til dannelsen af ​​LiAl-legering. Kobbernet renses med hydrogensulfat og bages derefter med deioniseret vand, mens aluminiumsnet renses med ammoniaksalt og bages derefter med deioniseret vand. Den ledende effekt af sprøjtenettet er god.

5、 Ved måling af kortslutningen af ​​spolekernen bruges en batterikortslutningstester. Når spændingen er høj, kan den nøjagtigt teste kortslutningscellen. Derudover, hvad er højspændingsnedbrydningsprincippet for kortslutningstesteren?

Hvor høj en spænding der bruges til at måle en kortslutning i en battericelle er relateret til følgende faktorer:

1). Din virksomheds teknologiske niveau;

2). Strukturelt design af selve batteriet

3). Batteriets membranmateriale

4). Formålet med batteriet

Forskellige virksomheder bruger forskellige spændinger, men mange virksomheder bruger den samme spænding uanset modelstørrelse eller kapacitet. Ovenstående faktorer kan arrangeres i faldende rækkefølge: 1>4>3>2, hvilket betyder, at din virksomheds procesniveau bestemmer størrelsen af ​​kortslutningsspændingen.

Kort sagt skyldes nedbrydningsprincippet tilstedeværelsen af ​​potentielle kortslutningsfaktorer såsom støv, partikler, større membranhuller, grater osv. mellem elektroden og membranen, hvilket kan betegnes som svage led. Ved en fast og høj spænding gør disse svage led kontaktmodstanden mellem de positive og negative elektrodeplader mindre end andre steder, hvilket gør det lettere at ionisere luft og generere lysbuer; Alternativt er de positive og negative poler allerede blevet kortsluttet, og kontaktpunkterne er små. Under højspændingsforhold har disse små kontaktpunkter øjeblikkeligt store strømme, der passerer gennem dem, og omdanner elektrisk energi til varmeenergi, hvilket får membranen til at smelte eller bryde ned øjeblikkeligt.

6、 Hvad er effekten af ​​materialets partikelstørrelse på afladningsstrømmen?

Kort sagt, jo mindre partikelstørrelsen er, jo bedre ledningsevne. Jo større partikelstørrelse, jo dårligere ledningsevne. Naturligvis har højhastighedsmaterialer generelt høj struktur, små partikler og høj ledningsevne.

Bare ud fra en teoretisk analyse, hvordan man opnår det i praksis, kan kun forklares af venner, der laver materialer. At forbedre ledningsevnen af ​​små partikelmaterialer er en meget vanskelig opgave, især for materialer i nanoskala, og materialer med små partikler vil have relativt lille komprimering, dvs. lille volumenkapacitet.

7、 De positive og negative elektrodeplader vendte tilbage med 10um efter at være blevet bagt i 12 timer efter at være blevet rullet, hvorfor er der så stort et tilbageslag?

Der er to grundlæggende indflydelsesfaktorer: materialer og processer.

1). Materialernes ydeevne bestemmer tilbageslagskoefficienten, som varierer mellem forskellige materialer; Det samme materiale, forskellige formler og forskellige rebound-koefficienter; Det samme materiale, den samme formel, tykkelsen af ​​tabletten er forskellig, og rebound-koefficienten er forskellig;

2). Hvis processtyringen ikke er god, kan det også forårsage rebound. Opbevaringstid, temperatur, tryk, fugtighed, stablingsmetode, intern stress, udstyr mv.

8、 Hvordan løser man lækageproblemet med cylindriske batterier?

Cylinderen lukkes og forsegles efter væskeindsprøjtning, så tætning bliver naturligvis vanskeligheden ved cylinderforsegling. I øjeblikket er der sandsynligvis flere måder at forsegle cylindriske batterier på:

1). Lasersvejsning tætning

2). Tætningsring tætning

3). Limforsegling

4). Ultralyds vibrationsforsegling

5). Kombination af to eller flere tætningstyper nævnt ovenfor

6). Andre tætningsmetoder

Flere årsager til lækage:

1). Dårlig tætning kan forårsage væskelækage, som normalt resulterer i deformation og forurening af tætningsområdet, hvilket indikerer dårlig tætning.

2). Stabiliteten af ​​tætning er også en faktor, det vil sige, at den passerer inspektionen under tætning, men tætningsområdet beskadiges let, hvilket forårsager væskelækage.

3). Under dannelse eller test produceres der gas for at nå den maksimale belastning, som tætningen kan modstå, hvilket kan påvirke tætningen og forårsage væskelækage. Forskellen fra punkt 2 er, at punkt 2 hører til defekt produktlækage, mens punkt 3 tilhører destruktiv lækage, hvilket betyder at tætningen er kvalificeret, men for højt indvendigt tryk kan forårsage skader på tætningen.

4). Andre lækagemetoder.

Den specifikke løsning afhænger af årsagen til lækagen. Så længe årsagen er identificeret, er den let at løse, men vanskeligheden ligger i vanskeligheden ved at finde årsagen, da cylinderens tætningseffekt er relativt svær at efterse og for det meste hører til den type skade, der bruges til stikprøvekontrol. .

9、 Når man udfører eksperimenter, er der altid et overskud af elektrolyt. Har et overskud af elektrolyt indflydelse på batteriets ydeevne uden spild?

Intet overløb? Der er flere situationer:

1). Elektrolytten er helt rigtig

2). Lidt overdreven elektrolyt

3). For stor mængde elektrolyt, men når ikke grænsen

4). En stor mængde elektrolyt er overdreven og nærmer sig grænsen

5). Den har nået sin grænse og kan forsegles

Det første scenarie er ideelt uden problemer.

Den anden situation er, at et lille overskud nogle gange er et præcisionsproblem, nogle gange et designproblem og normalt lidt over design.

Det tredje scenarie er ikke et problem, det er bare spild af omkostninger.

Den fjerde situation er lidt farlig. Fordi under brugen eller testprocessen af ​​batterier, kan forskellige årsager få elektrolytten til at nedbrydes og producere nogle gasser; Batteriet varmes op, hvilket forårsager termisk ekspansion; Ovenstående to situationer kan nemt forårsage udbuling (også kendt som deformation) eller lækage af batteriet, hvilket øger sikkerhedsrisici ved batteriet.

Det femte scenarie er faktisk en forbedret version af det fjerde scenarie, som udgør endnu større fare.

For at overdrive kan væske også blive et batteri. Det vil sige at indsætte både de positive og negative elektroder i en beholder, der indeholder en stor mængde elektrolyt (såsom et 500 ml bægerglas) på samme tid. På dette tidspunkt kan de positive og negative elektroder oplades og aflades, hvilket også er et batteri. Derfor er den overskydende elektrolyt her ikke lidt. Elektrolyt er blot et ledende medium. Batteriets volumen er dog begrænset, og inden for denne begrænsede volumen er det naturligt at overveje problemer med pladsudnyttelse og deformation.

10、 Vil mængden af ​​injiceret væske være for lille, og vil det forårsage udbuling, efter at batteriet er delt?

Man kan kun sige, at det måske ikke er nødvendigt, det afhænger af, hvor lidt væske der sprøjtes ind.

1). Hvis battericellen er helt gennemblødt af elektrolyt, men der ikke er nogen rester, vil batteriet ikke bule efter kapacitetsopdeling;

2). Hvis battericellen er helt gennemblødt af elektrolytten, og der er en lille mængde rester, men mængden af ​​injiceret væske er mindre end din virksomheds behov (selvfølgelig er dette krav ikke nødvendigvis den optimale værdi, med en lille afvigelse), batteriet med delt kapacitet vil ikke bule ud på dette tidspunkt;

3). Hvis battericellen er helt gennemblødt af elektrolyt, og der er en stor mængde tilbageværende elektrolyt, men din virksomheds krav til injektionsmængden er højere end den faktiske, er den såkaldte utilstrækkelige injektionsmængde kun et firmakoncept, og det kan ikke reelt afspejle egnetheden af ​​den faktiske injektionsmængde af batteriet, og batteriet med delt kapacitet buler ikke;

4). Væsentlig utilstrækkelig væskeinjektionsvolumen. Dette afhænger også af graden. Hvis elektrolytten næppe er i stand til at gennemvæde battericellen, kan den bule eller ikke bule efter delvis kapacitans, men sandsynligheden for batteribule er højere;

Hvis der er alvorlig mangel på væskeindsprøjtning i battericellen, kan den elektriske energi under dannelsen af ​​batteriet ikke omdannes til kemisk energi. På dette tidspunkt er sandsynligheden for bulen af ​​kapacitanscellen næsten 100%.

Så det kan opsummeres som følger: Hvis det antages, at batteriets faktiske optimale væskeinjektionsmængde er Mg, er der flere situationer, hvor væskeinjektionsmængden er relativt lille:

1). Væskeindsprøjtningsvolumen=M: Batteri normalt

2). Væskeindsprøjtningsmængden er lidt mindre end M: Batteriet har ikke en svulmende kapacitet, og kapaciteten kan være normal eller lidt lavere end designværdien. Sandsynligheden for, at cykelbuler stiger, og cykelydelsen forringes;

3). Væskeindsprøjtningsmængden er meget mindre end M: Batteriet har en relativt høj kapacitet og bulningshastighed, hvilket resulterer i lav kapacitet og dårlig cykelstabilitet. Generelt er kapaciteten mindre end 80 % efter flere uger

4). M=0, batteriet buler ikke og har ingen kapacitet.