Tez rivojlanishi bilanlityum batareyaSanoatda lityum batareyalarni qo'llash stsenariylari kengayishda davom etmoqda va odamlar hayoti va ishida ajralmas energiya qurilmasiga aylanmoqda. Maxsus lityum batareya ishlab chiqaruvchilarining ishlab chiqarish jarayoniga kelsak, lityum batareya ishlab chiqarish jarayoni asosan ingredientlar, qoplama, qoplama, tayyorlash, o'rash, qobiqlash, prokatlash, pishirish, suyuqlik quyish, payvandlash va boshqalarni o'z ichiga oladi. Quyida lityum batareya ishlab chiqarish jarayonining asosiy jihatlari keltirilgan. Musbat elektrod ingredientlari Lityum batareyalarning musbat elektrodi faol materiallar, o'tkazuvchan moddalar, yopishtiruvchi moddalar va boshqalardan iborat. Birinchidan, xomashyo tasdiqlanadi va pishiriladi. Umuman olganda, o'tkazuvchan modda ≈120℃ da 8 soat davomida, yopishtiruvchi PVDF esa ≈80℃ da 8 soat davomida pishirilishi kerak. Faol materiallar (LFP, NCM va boshqalar) pishirish va quritishni talab qiladimi yoki yo'qmi, xomashyoning holatiga bog'liq. Hozirgi vaqtda umumiy lityum batareya ustaxonasi harorat ≤40℃ va namlik ≤25% RH ni talab qiladi. Quritish tugagandan so'ng, PVDF yelimini (PVDF erituvchisi, NMP eritmasi) oldindan tayyorlash kerak. PVDF yelimining sifati batareyaning ichki qarshiligi va elektr ishlashi uchun juda muhimdir. Yelim qo'llanilishiga ta'sir qiluvchi omillar harorat va aralashtirish tezligini o'z ichiga oladi. Harorat qancha yuqori bo'lsa, yelimning sarg'ayishi yopishishga ta'sir qiladi. Agar aralashtirish tezligi juda tez bo'lsa, yelim osongina shikastlanishi mumkin. Maxsus aylanish tezligi dispersiya diskining o'lchamiga bog'liq. Umuman olganda, dispersiya diskining chiziqli tezligi 10-15 m/s ni tashkil qiladi (uskuna turiga qarab). Bu vaqtda aylanma suvni yoqish uchun aralashtirish idishi kerak va harorat ≤30°C bo'lishi kerak.

Katod shlamini partiyalar bilan qo'shing. Bu vaqtda siz materiallarni qo'shish tartibiga e'tibor berishingiz kerak. Avval faol modda va o'tkazuvchan moddani qo'shing, sekin aralashtiring, so'ngra yelim qo'shing. Oziqlantirish vaqti va oziqlantirish nisbati ham lityum batareya ishlab chiqarish jarayoniga muvofiq qat'iy ravishda amalga oshirilishi kerak. Ikkinchidan, uskunaning aylanish tezligi va aylanish tezligi qat'iy nazorat qilinishi kerak. Umuman olganda, dispersiya chiziqli tezligi 17 m/s dan yuqori bo'lishi kerak. Bu qurilmaning ishlashiga bog'liq. Turli ishlab chiqaruvchilar juda katta farq qiladi. Shuningdek, aralashtirishning vakuum va haroratini nazorat qiling. Bu bosqichda shlamning zarracha hajmi va yopishqoqligi muntazam ravishda aniqlanishi kerak. Zarracha hajmi va yopishqoqligi qattiq modda tarkibi, material xususiyatlari, oziqlantirish ketma-ketligi va lityum batareya ishlab chiqarish jarayoni bilan chambarchas bog'liq. Bu vaqtda an'anaviy jarayon harorat ≤30℃, namlik ≤25% RH va vakuum darajasi ≤-0.085mpa ni talab qiladi. Shamolni uzatish idishiga yoki bo'yoq sexiga o'tkazing. Shamol o'tkazilgandan so'ng, uni elakdan o'tkazish kerak. Maqsad yirik zarrachalarni filtrlash, ferromagnit va boshqa moddalarni cho'ktirish va olib tashlashdir. Katta zarrachalar qoplamaga ta'sir qiladi va batareyaning haddan tashqari o'z-o'zidan zaryadsizlanishiga yoki qisqa tutashuv xavfiga olib kelishi mumkin; suspenziyadagi juda ko'p ferromagnit material batareyaning haddan tashqari o'z-o'zidan zaryadsizlanishiga va boshqa nuqsonlarga olib kelishi mumkin. Ushbu lityum batareya ishlab chiqarish jarayonining jarayon talablari: harorat ≤ 40°C, namlik ≤ 25% RH, ekran to'rining o'lchami ≤ 100 to'r va zarrachalar o'lchami ≤ 15um.

Salbiy elektrodTarkibi Lityum batareyaning salbiy elektrodi faol material, o'tkazuvchan agent, bog'lovchi va dispersantdan iborat. Avval xom ashyoni tasdiqlang. An'anaviy anod tizimi suvga asoslangan aralashtirish jarayonidir (erituvchi deionlangan suvdir), shuning uchun xom ashyo uchun maxsus quritish talablari yo'q. Lityum batareya ishlab chiqarish jarayoni deionlangan suvning o'tkazuvchanligini ≤1us/sm3 bo'lishini talab qiladi. Sex talablari: harorat ≤40℃, namlik ≤25% RH. Yelim tayyorlang. Xom ashyo aniqlangandan so'ng, avval yelim (CMC va suvdan iborat) tayyorlanishi kerak. Bu vaqtda grafit C va o'tkazuvchan agentni quruq aralashtirish uchun mikserga quying. Quruq aralashtirish paytida zarrachalar ekstruziya qilinadi, ishqalanadi va qizdiriladi, shuning uchun vakuum bilan ishlamaslik yoki aylanma suvni yoqmaslik tavsiya etiladi. Aylanish tezligi past tezlikda 15 ~ 20 rpm, qirib olish va maydalash sikli 2-3 marta, oraliq vaqti esa ≈15 minut. Yelimni mikserga quying va vakuum bilan ishlay boshlang (≤-0.09mpa). Rezinani 15~20 aylanish/min past tezlikda 2 marta siqib chiqaring, so'ngra tezlikni sozlang (past tezlik 35 aylanish/min, yuqori tezlik 1200~1500 aylanish/min) va har bir ishlab chiqaruvchining ho'l jarayoniga muvofiq taxminan 15 daqiqa~60 daqiqa davomida ishlating. Nihoyat, SBRni blenderga quying. SBR uzun zanjirli polimer bo'lgani uchun past tezlikda aralashtirish tavsiya etiladi. Agar aylanish tezligi uzoq vaqt davomida juda yuqori bo'lsa, molekulyar zanjir osongina uzilib, faolligini yo'qotadi. 35-40 aylanish/min past tezlikda va 1200-1800 aylanish/min yuqori tezlikda 10-20 daqiqa davomida aralashtirish tavsiya etiladi. Yopishqoqlikni (2000~4000 mPa.s), zarracha hajmini (35um≤), qattiq tarkibni (40-70%), vakuum darajasini va ekran to'rini (≤100 to'r) sinab ko'ring. Jarayonning o'ziga xos qiymatlari materialning fizik xususiyatlariga va aralashtirish jarayoniga qarab o'zgaradi. Seminar harorat ≤30℃ va namlik ≤25% RH talab qiladi. Katod qoplamasini qoplash Lityum batareya ishlab chiqarish jarayoni alyuminiy tok kollektorining AB yuzasiga katod shlamini ekstruziya qilish yoki purkashni anglatadi, bitta sirt zichligi ≈20~40 mg/sm2 (uchlamchi lityum batareya turi). Pech harorati odatda 4 dan 8 tugungacha yuqori bo'ladi va har bir qismning pishirish harorati pishirish paytida ko'ndalang yoriqlar va erituvchi tomchilab ketishining oldini olish uchun haqiqiy ehtiyojlarga qarab 95°C va 120°C oralig'ida sozlanadi. O'tkazma qoplamasi rolikining tezligi nisbati 1,1-1,2 ni tashkil qiladi va batareya aylanishi paytida qoldiqlar tufayli yorliq holatining haddan tashqari siqilishining oldini olish uchun bo'shliq holati 20-30um ga yupqalashtiriladi, bu esa lityum cho'kishiga olib kelishi mumkin. Qoplama namligi ≤2000-3000ppm (material va jarayonga qarab). Ustaxonadagi musbat elektrod harorati ≤30℃ va namlik ≤25%. Sxematik diagramma quyidagicha: Qoplama lentasining sxematik diagrammasi

Thelityum batareya ishlab chiqarishjarayonisalbiy elektrod qoplamasimis tok kollektorining AB yuzasiga manfiy elektrodli shlamni ekstruziya qilish yoki purkashni anglatadi. Yagona sirt zichligi ≈ 10~15 mg/sm2. Qoplama pechining harorati odatda 4-8 qismdan (yoki undan ko'p) iborat va har bir qismning pishirish harorati 80℃~105℃. Pishirish yoriqlari va ko'ndalang yoriqlarning oldini olish uchun uni haqiqiy ehtiyojlarga qarab sozlash mumkin. O'tkazuvchi rolik tezligi nisbati 1,2-1,3, bo'shliq 10-15um ga suyultiriladi, bo'yoq konsentratsiyasi ≤3000ppm, ustaxonadagi manfiy elektrod harorati ≤30℃ va namlik ≤25%. Musbat plastinkaning musbat qoplamasi quriganidan so'ng, barabanni jarayon vaqti ichida tekislash kerak. Rolik elektrod varag'ini siqish uchun ishlatiladi (birlik hajmiga bog'lash massasi). Hozirgi vaqtda lityum batareya ishlab chiqarish jarayonida ikkita musbat elektrodli presslash usuli mavjud: issiq presslash va sovuq presslash. Sovuq presslash bilan solishtirganda, issiq presslash yuqori siqilishga va pastroq tiklanish tezligiga ega. Biroq, sovuq presslash jarayoni nisbatan sodda va boshqarish va boshqarish oson. Rolikning asosiy uskunasi quyidagi jarayon qiymatlariga, siqilish zichligiga, tiklanish tezligiga va cho'zilishga erishishdir. Shu bilan birga, shuni ta'kidlash kerakki, sterjen qismining yuzasida mo'rt chiplar, qattiq bo'laklar, tushgan materiallar, to'lqinli qirralar va boshqalarga yo'l qo'yilmaydi va bo'shliqlarda sinishlarga yo'l qo'yilmaydi. Hozirgi vaqtda ustaxona muhitining harorati: ≤23℃, namlik: ≤25%. Hozirgi an'anaviy materiallarning haqiqiy zichligi:

Tez-tez ishlatiladigan siqishni:

Qayta tiklanish tezligi: umumiy qayta tiklanish 2-3 μm

Uzayish: Musbat elektrod varag'i odatda ≈1.002 ga teng

Musbat elektrod rulosi tugagandan so'ng, keyingi qadam butun elektrod qismini bir xil kenglikdagi (batareyaning balandligiga mos keladigan) kichik chiziqlarga bo'lishdir. Kesishda qutb qismining burmalariga e'tibor bering. Ikki o'lchovli uskunalar yordamida qutb qismlarini X va Y yo'nalishlarida burmalar bor-yo'qligini har tomonlama tekshirish kerak. Uzunlamasına burmalar uzunligi jarayoni Y≤1/2 H diafragma qalinligi. Ustaxonaning atrof-muhit harorati ≤23℃ va shudring nuqtasi ≤-30℃ bo'lishi kerak. Lityum batareyali manfiy elektrod varaqlari uchun manfiy elektrod varaqlarini ishlab chiqarish jarayoni musbat elektrodlarniki bilan bir xil, ammo jarayon dizayni boshqacha. Ustaxonaning atrof-muhit harorati ≤23℃ va namlik ≤25% bo'lishi kerak. Umumiy manfiy elektrod materiallarining haqiqiy zichligi:

Keng tarqalgan manfiy elektrod siqilishi: Qaytarish tezligi: Umumiy qaytarish 4-8um Uzayish: Musbat plastinka odatda ≈ 1.002 Lityum batareyali musbat elektrodni ajratish ishlab chiqarish jarayoni musbat elektrodni ajratish jarayoniga o'xshaydi va ikkalasi ham X va Y yo'nalishlarida burmalar nazorat qilinishi kerak. Ustaxonaning atrof-muhit harorati ≤23℃ va shudring nuqtasi ≤-30℃ bo'lishi kerak. Musbat plastinka ajratishga tayyor bo'lgandan so'ng, musbat plastinka quritilishi kerak (120°C), keyin alyuminiy varaq payvandlanadi va qadoqlanadi. Bu jarayon davomida yorliq uzunligi va qolip kengligini hisobga olish kerak. **650 dizaynini (masalan, 18650 batareya) misol qilib olsak, ochiq yorliqli dizayn asosan qopqoq va rulonli oluk payvandlash paytida katod yorliqlarining oqilona hamkorligini hisobga olish uchun mo'ljallangan. Agar qutb yorliqlari juda uzoq vaqt davomida ochiq bo'lsa, prokatlash jarayonida qutb yorliqlari va po'lat qobiq o'rtasida qisqa tutashuv osongina paydo bo'lishi mumkin. Agar tirsak juda qisqa bo'lsa, qopqoqni lehimlab bo'lmaydi. Hozirgi vaqtda ultratovushli payvandlash boshlarining ikki turi mavjud: chiziqli va nuqta shaklidagi. Maishiy jarayonlarda asosan haddan tashqari oqim va payvandlash kuchi hisobga olinganligi sababli chiziqli payvandlash boshlari qo'llaniladi. Bundan tashqari, lehim yorliqlarini yopish uchun yuqori haroratli elim ishlatiladi, asosan metall burmalar va metall qoldiqlari tufayli qisqa tutashuv xavfini oldini olish uchun. Ustaxonaning atrof-muhit harorati ≤23℃, shudring nuqtasi ≤-30℃ va katod namlik miqdori ≤500-1000ppm bo'lishi kerak.

Salbiy plastinka tayyorlashSalbiy plastinka quritilishi kerak (105-110°C), keyin nikel varaqlari payvandlanadi va qadoqlanadi. Lehimlash yorlig'i uzunligi va shakllantirish kengligi ham hisobga olinishi kerak. Ustaxonaning atrof-muhit harorati ≤23℃, shudring nuqtasi ≤-30℃ va manfiy elektrodning namlik miqdori ≤500-1000ppm bo'lishi kerak. O'rash - bu ajratuvchi, musbat elektrod varag'i va manfiy elektrod varag'ini o'rash mashinasi orqali temir yadroga o'rash. Printsip shundaki, musbat elektrodni manfiy elektrod bilan o'rash va keyin musbat va manfiy elektrodlarni ajratuvchi orqali ajratish kerak. An'anaviy tizimning manfiy elektrodi batareya dizaynining boshqaruv elektrodi bo'lgani uchun, sig'im dizayni musbat elektrodnikidan yuqori, shuning uchun hosil bo'lish zaryadlash paytida musbat elektrodning Li+ qismi manfiy elektrodning "bo'sh joyida" saqlanishi mumkin. O'rash paytida o'rash kuchlanishi va qutb bo'lagi joylashuviga alohida e'tibor qaratish kerak. Juda kichik o'rash kuchlanishi ichki qarshilik va korpusni kiritish tezligiga ta'sir qiladi. Haddan tashqari kuchlanish qisqa tutashuv yoki yorilish xavfiga olib kelishi mumkin. Hizalash manfiy elektrod, musbat elektrod va ajratgichning nisbiy holatini anglatadi. Manfiy elektrodning kengligi 59,5 mm, musbat elektrod 58 mm va ajratgich 61 mm. Qisqa tutashuv xavfini oldini olish uchun uchtasi ijro etish paytida hizalanadi. O'rash kuchlanishi odatda musbat qutb uchun 0,08-0,15Mpa, manfiy qutb uchun 0,08-0,15Mpa, yuqori diafragma uchun 0,08-0,15Mpa va pastki diafragma uchun 0,08-0,15Mpa oralig'ida bo'ladi. Maxsus sozlashlar uskunalar va jarayonga bog'liq. Ushbu ustaxonaning atrof-muhit harorati ≤23℃, shudring nuqtasi ≤-30℃ va namlik miqdori ≤500-1000ppm.

Korpusga o'rnatilgan batareya yadrosi o'rnatilishidan oldin, 200 ~ 500V kuchlanishli Hi-Pot sinovi talab qilinadi (yuqori kuchlanishli batareyaning qisqa tutashuvi bor-yo'qligini tekshirish uchun) va korpusga o'rnatilishidan oldin changni yanada nazorat qilish uchun vakuum bilan tozalash ham talab qilinadi. Lityum batareyalarning uchta asosiy nazorat nuqtasi namlik, burmalar va changdir. Oldingi jarayon tugagandan so'ng, pastki qistirmani batareya yadrosining pastki qismiga joylashtiring, musbat elektrod varag'ini yuzasi batareya yadrosi o'rash teshigiga qaragan holda egib oling va nihoyat uni vertikal ravishda po'lat qobiq yoki alyuminiy qobiqga joylashtiring. Misol tariqasida 18650 turini olaylik, tashqi diametri ≈ 18 mm + balandligi ≈ 71,5 mm. O'ralgan yadroning ko'ndalang kesim maydoni po'lat korpusning ichki ko'ndalang kesim maydonidan kichikroq bo'lganda, po'lat korpusni kiritish tezligi taxminan 97% dan 98,5% gacha. Chunki qutb qismining qaytish qiymati va keyingi in'ektsiya paytida suyuqlikning kirib borish darajasi hisobga olinishi kerak. Sirt taglik qoplamasi bilan bir xil jarayon yuqori taglik qoplamasini yig'ishni o'z ichiga oladi. Ustaxonaning atrof-muhit harorati ≤23℃ va shudring nuqtasi ≤-40℃ bo'lishi kerak.

Rollinglehim yadrosining o'rtasiga lehim pimini (odatda mis yoki qotishmadan yasalgan) kiritadi. Keng tarqalgan payvandlash pimlari Φ2.5 * 1.6 mm va manfiy elektrodning payvandlash kuchi malakali bo'lishi uchun ≥12N bo'lishi kerak. Agar u juda past bo'lsa, bu virtual lehimga va haddan tashqari ichki qarshilikka olib keladi. Agar u juda yuqori bo'lsa, po'lat qobiq yuzasidagi nikel qatlamini payvandlash oson, natijada lehim birikmalari paydo bo'ladi, bu esa zang va oqish kabi yashirin xavflarga olib keladi. Rolling trubasining oddiy tushunchasi o'ralgan batareya yadrosini korpusga silkitmasdan mahkamlashdir. Ushbu lityum batareyani ishlab chiqarish jarayonida korpusni juda yuqori ko'ndalang tezlikda kesishdan saqlanish uchun ko'ndalang ekstruziya tezligi va bo'ylama presslash tezligining mos kelishiga alohida e'tibor qaratish kerak va agar bo'ylama tezlik juda tez bo'lsa yoki chuqurchaning balandligi ta'sir qilsa va muhrlanish ta'sir qilsa, chuqurchaning nikel qatlami tushib ketadi. Yiv chuqurligi, kengaytmasi va chuqurcha balandligi uchun jarayon qiymatlari standartlarga mos kelishini tekshirish kerak (amaliy va nazariy hisob-kitoblar bo'yicha). Plitaning keng tarqalgan o'lchamlari 1,0, 1,2 va 1,5 mm. Yuvarlama o'yiqlari tugagandan so'ng, metall qoldiqlaridan saqlanish uchun butun mashinani yana changyutgich bilan tozalash kerak. Vakuum darajasi ≤-0,065Mpa va changyutgich vaqti 1 ~ 2s bo'lishi kerak. Ushbu ustaxonaning atrof-muhit harorati talablari ≤23℃ va shudring nuqtasi ≤-40℃. Batareya yadrosini pishirish Silindrsimon batareya varaqlari o'ralgan va o'yilgandan so'ng, keyingi lityum batareya ishlab chiqarish jarayoni juda muhim: pishirish. Batareya elementlarini ishlab chiqarish jarayonida ma'lum miqdorda namlik kiritiladi. Agar namlikni standart diapazonda vaqt ichida boshqarish imkoni bo'lmasa, batareyaning ishlashi va xavfsizligiga jiddiy ta'sir ko'rsatiladi. Odatda, pishirish uchun avtomatik vakuumli pech ishlatiladi. Elementlarni chiroyli qilib pishirish uchun joylashtiring, quritgichni pechga soling, parametrlarni o'rnating va haroratni 85°C ga ko'taring (lityum temir fosfat batareyalarini misol qilib oling). Batareya elementlarining bir nechta turli xil xususiyatlari uchun pishirish standartlari quyidagilar:

Suyuq in'ektsiyaLityum batareyalarni ishlab chiqarish jarayoni pishirilgan batareya elementlarining namlik sinovini o'z ichiga oladi. Faqat oldingi pishirish standartlariga yetgandan keyingina keyingi bosqichga o'tishingiz mumkin: elektrolitni quyish. Pishgan batareyalarni tezda vakuumli qo'lqop qutisiga soling, og'irligini torting va yozib oling, in'ektsiya stakanini qo'ying va elektrolitning loyihalangan og'irligini stakanga qo'shing (odatda suyuqlikka botirilgan batareya sinovi o'tkaziladi: batareyani stakanning o'rtasiga qo'ying). Batareya yadrosini elektrolitga soling, uni bir muddat namlang, batareyaning maksimal suyuqlikni yutish qobiliyatini sinab ko'ring (odatda suyuqlikni tajriba hajmiga qarab to'ldiring), uni vakuum qutisiga soling (vakuum darajasi ≤ -0.09Mpa) va elektrolitning elektrodga kirishini tezlashtiring. Bir necha sikldan so'ng, batareya qismlarini olib tashlang va ularni torting. In'ektsiya hajmi loyiha qiymatiga mos keladimi yoki yo'qligini hisoblang. Agar u kamroq bo'lsa, uni to'ldirish kerak. Agar juda ko'p bo'lsa, dizayn talablariga javob bermaguningizcha ortiqcha qismini to'kib tashlang. Qo'lqop qutisi muhiti ≤23℃ harorat va ≤-45℃ shudring nuqtasini talab qiladi.

PayvandlashUshbu lityum batareya ishlab chiqarish jarayonida batareya qopqog'i oldindan qo'lqop qutisiga joylashtirilishi va batareya qopqog'i bir qo'li bilan super payvandlash mashinasining pastki qolipiga o'rnatilishi va batareya yadrosi ikkinchi qo'li bilan ushlanishi kerak. Batareya elementining musbat qulog'ini qopqoqning terminal qulog'i bilan tekislang. Musbat terminal qulog'i qopqoq terminali qulog'i bilan tekislanganligiga ishonch hosil qilgandan so'ng, ultratovushli payvandlash mashinasiga qadam qo'ying. Keyin payvandlash mashinasining oyoq tugmachasini bosing. Shundan so'ng, lehim yorliqlarining payvandlash effektini tekshirish uchun batareya bloki to'liq tekshirilishi kerak.

Lehimlash yorliqlarining hizalanganligiga e'tibor bering.

Lehim yorlig'ini bo'shashganligini tekshirish uchun uni sekin torting.

Batareya qopqog'i mustahkam payvandlanmagan batareyalarni qayta payvandlash kerak.