با توسعه سریعباتری لیتیومیدر صنعت، سناریوهای کاربرد باتری های لیتیومی همچنان در حال گسترش است و تبدیل به یک دستگاه انرژی ضروری در زندگی و کار مردم می شود.هنگامی که صحبت از فرآیند تولید تولید کنندگان باتری لیتیومی سفارشی می شود، فرآیند تولید باتری لیتیومی عمدتاً شامل مواد تشکیل دهنده، پوشش، ورق، آماده سازی، سیم پیچی، پوسته ریزی، نورد، پخت، تزریق مایع، جوشکاری و غیره است. در ادامه نکات کلیدی فرآیند تولید باتری لیتیومیمواد تشکیل دهنده الکترود مثبت الکترود مثبت باتری های لیتیومی از مواد فعال، عوامل رسانا، چسب ها و غیره تشکیل شده است. ابتدا مواد اولیه تایید و پخته می شوند.به طور کلی، عامل رسانا باید در دمای ≈120 درجه سانتیگراد به مدت 8 ساعت پخته شود و چسب PVDF باید به مدت 8 ساعت در دمای ≈80 درجه سانتیگراد پخته شود.اینکه آیا مواد فعال (LFP، NCM، و غیره) نیاز به پخت و خشک کردن دارند بستگی به وضعیت مواد خام دارد.در حال حاضر، کارگاه عمومی باتری لیتیوم به دمای ≤40℃ و رطوبت ≤25% RH نیاز دارد.پس از اتمام خشک شدن، چسب PVDF (حلال PVDF، محلول NMP) باید از قبل آماده شود.کیفیت چسب PVDF برای مقاومت داخلی و عملکرد الکتریکی باتری بسیار مهم است.عواملی که روی کاربرد چسب تأثیر می گذارند عبارتند از دما و سرعت هم زدن.هر چه دما بیشتر باشد، زرد شدن چسب روی چسبندگی تاثیر می گذارد.اگر سرعت اختلاط خیلی سریع باشد، چسب به راحتی آسیب می بیند.سرعت چرخش خاص به اندازه دیسک پراکندگی بستگی دارد.به طور کلی، سرعت خطی دیسک پراکندگی 10-15 متر بر ثانیه است (بسته به تجهیزات).در این زمان، مخزن اختلاط برای روشن کردن آب در گردش لازم است و دما باید ≤30 درجه سانتیگراد باشد.

دوغاب کاتد را به صورت دسته ای اضافه کنید.در این زمان باید به ترتیب اضافه کردن مواد توجه کنید.ابتدا ماده فعال و عامل رسانا را اضافه کنید، به آرامی هم بزنید، سپس چسب را اضافه کنید.زمان تغذیه و نسبت تغذیه نیز باید به شدت مطابق با فرآیند تولید باتری لیتیومی اجرا شود.در مرحله دوم، سرعت چرخش و سرعت چرخش تجهیزات باید به شدت کنترل شود.به طور کلی، سرعت خطی پراکندگی باید بالای 17 متر بر ثانیه باشد.این بستگی به عملکرد دستگاه دارد.تولید کنندگان مختلف بسیار متفاوت هستند.همچنین خلاء و دمای اختلاط را کنترل کنید.در این مرحله، اندازه ذرات و ویسکوزیته دوغاب باید به طور مرتب تشخیص داده شود.اندازه ذرات و ویسکوزیته ارتباط نزدیکی با محتوای جامد، خواص مواد، ترتیب تغذیه و فرآیند تولید باتری لیتیومی دارد.در این زمان، فرآیند معمولی به دمای ≤30 ℃، رطوبت ≤25% RH و درجه خلاء ≤-0.085mpa نیاز دارد.دوغاب را به مخزن انتقال یا رنگ‌فروشی منتقل کنید.پس از انتقال دوغاب به بیرون، باید غربال شود.هدف فیلتر کردن ذرات بزرگ، رسوب کردن و حذف فرومغناطیسی و سایر مواد است.ذرات بزرگ روی پوشش تأثیر می‌گذارند و ممکن است باعث تخلیه بیش از حد باتری یا خطر اتصال کوتاه شوند.مواد فرومغناطیسی بیش از حد در دوغاب ممکن است باعث تخلیه بیش از حد باتری و سایر عیوب شود.الزامات فرآیند این فرآیند تولید باتری لیتیومی عبارتند از: دما ≤ 40 درجه سانتی گراد، رطوبت ≤ 25٪ RH، اندازه مش صفحه ≤ 100 مش و اندازه ذرات ≤ 15um.

الکترود منفیمواد تشکیل دهنده الکترود منفی باتری لیتیومی از مواد فعال، عامل رسانا، بایندر و پراکنده تشکیل شده است.ابتدا مواد اولیه را تایید کنید.سیستم آند سنتی یک فرآیند اختلاط مبتنی بر آب است (حلال آب دیونیزه است)، بنابراین نیازی به خشک کردن خاصی برای مواد خام وجود ندارد.فرآیند تولید باتری لیتیومی نیاز به هدایت آب دیونیزه ≤1 us/cm دارد.مورد نیاز کارگاه: دما ≤40℃، رطوبت ≤25% RH.چسب تهیه کنید.پس از تعیین مواد اولیه، ابتدا باید چسب (متشکل از CMC و آب) تهیه شود.در این مرحله، گرافیت C و عامل رسانا را برای مخلوط کردن خشک در مخلوط کن بریزید.توصیه می شود آب در حال گردش را جارو نکشید یا روشن نکنید، زیرا ذرات در حین اختلاط خشک اکسترود، مالش و گرم می شوند.سرعت چرخش سرعت کم 15 ~ 20 دور در دقیقه است، چرخه خراش دادن و سنگ زنی 2-3 بار و زمان فاصله ≈15 دقیقه است.چسب را داخل مخلوط کن بریزید و شروع به جاروبرقی کنید (≤-0.09mpa).لاستیک را با سرعت کم 15 ~ 20 دور در دقیقه برای 2 بار فشار دهید، سپس سرعت را تنظیم کنید (سرعت کم 35 دور در دقیقه، سرعت بالا 1200 ~ 1500 دور در دقیقه) و طبق روند مرطوب هر سازنده حدود 15 دقیقه تا 60 دقیقه کار کنید.در آخر SBR را داخل مخلوط کن بریزید.هم زدن با سرعت پایین توصیه می شود زیرا SBR یک پلیمر با زنجیره بلند است.اگر سرعت چرخش برای مدت طولانی خیلی سریع باشد، زنجیره مولکولی به راحتی شکسته شده و فعالیت خود را از دست می دهد.توصیه می شود با سرعت کم 35-40rpm و دور بالا 1200-1800rpm به مدت 10-20 دقیقه هم بزنید.ویسکوزیته تست (2000 ~ 4000 mPa.s)، اندازه ذرات (35um≤)، محتوای جامد (40-70%)، درجه خلاء و مش صفحه (≤100 mesh).مقادیر فرآیند خاص بسته به خواص فیزیکی مواد و فرآیند اختلاط متفاوت خواهد بود.کارگاه به دمای ≤30 ℃ و رطوبت ≤25% RH نیاز دارد.پوشش کاتد پوششی فرآیند تولید باتری لیتیومی به اکسترود کردن یا پاشش دوغاب کاتد بر روی سطح AB کلکتور جریان آلومینیومی، با چگالی یک سطحی ≈20 تا 40 میلی گرم بر سانتی متر مربع (نوع باتری لیتیومی سه تایی) اشاره دارد.دمای کوره عموماً بالای 4 تا 8 گره است و دمای پخت هر بخش با توجه به نیاز واقعی بین 95 درجه سانتیگراد تا 120 درجه سانتیگراد تنظیم می شود تا از ترک های عرضی و چکیدن حلال در حین ترک پخت جلوگیری شود.نسبت سرعت غلتک پوشش انتقال 1.1-1.2 است، و موقعیت شکاف 20-30 میلی متر نازک می شود تا از فشرده شدن بیش از حد موقعیت برچسب به دلیل باطله در طول چرخه باتری، که ممکن است منجر به بارش لیتیوم شود، جلوگیری شود.رطوبت پوشش ≤2000-3000ppm (بسته به مواد و فرآیند).دمای الکترود مثبت در کارگاه ≤30℃ و رطوبت ≤25٪ است.نمودار شماتیک به شرح زیر است: نمودار شماتیک نوار پوشش

راتولید باتری لیتیومیروندپوشش الکترود منفیبه اکسترود کردن یا پاشش دوغاب الکترود منفی روی سطح AB کلکتور جریان مسی اشاره دارد.چگالی تک سطحی ≈ 10 ~ 15 میلی گرم بر سانتی متر مربع.دمای کوره پوشش به طور کلی دارای 4-8 بخش (یا بیشتر) است و دمای پخت هر بخش 80 ℃ ~ 105 ℃ است.می توان آن را با توجه به نیازهای واقعی تنظیم کرد تا از ایجاد ترک و ترک های عرضی جلوگیری شود.نسبت سرعت غلتک انتقال 1.2-1.3 است، شکاف 10-15 میلی متر نازک می شود، غلظت رنگ ≤3000ppm است، دمای الکترود منفی در کارگاه ≤30 ℃، و رطوبت ≤25٪ است.پس از خشک شدن پوشش مثبت صفحه مثبت، درام باید در طول زمان فرآیند تراز شود.غلتک برای فشرده سازی ورق الکترود (جرم پانسمان در واحد حجم) استفاده می شود.در حال حاضر، دو روش پرس الکترود مثبت در فرآیند تولید باتری لیتیومی وجود دارد: پرس گرم و پرس سرد.در مقایسه با پرس سرد، پرس گرم تراکم بالاتر و نرخ برگشت کمتری دارد.با این حال، فرآیند پرس سرد نسبتاً ساده و آسان برای کار و کنترل است.تجهیزات اصلی غلتک دستیابی به مقادیر فرآیند زیر، چگالی تراکم، نرخ بازگشت و ازدیاد طول است.در عین حال باید توجه داشت که براده های شکننده، کلوخه های سخت، مواد افتاده، لبه های مواج و غیره روی سطح قطعه میله و شکستگی در شکاف ها مجاز نیست.در این زمان، دمای محیط کارگاه: ≤23 ℃، رطوبت: ≤25%.چگالی واقعی مواد معمولی فعلی:

فشرده سازی رایج:

نرخ بازگشت مجدد: بازگشت عمومی 2-3 میکرومتر

ازدیاد طول: ورق الکترود مثبت به طور کلی ≈1.002 است

پس از تکمیل رول الکترود مثبت، مرحله بعدی این است که کل قطعه الکترود را به نوارهای کوچکی با همان عرض (مرتبط با ارتفاع باتری) تقسیم کنید.هنگام بریدن، به فرزهای قطعه میل توجه کنید.لازم است با کمک تجهیزات دوبعدی قطعات قطب از نظر فرز در جهات X و Y به طور جامع بررسی شود.فرآیند طول فرز طولی Y≤1/2 H ضخامت دیافراگم.دمای محیط کارگاه باید ≤23℃ و نقطه شبنم ≤-30℃ باشد.فرآیند تولید ورق های الکترود منفی برای ورق های الکترود منفی باتری لیتیوم مانند الکترودهای مثبت است، اما طراحی فرآیند متفاوت است.دمای محیط کارگاه باید ≤23℃ و رطوبت ≤25% باشد.چگالی واقعی مواد الکترود منفی رایج:

تراکم الکترود منفی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد: نرخ بازگشت مجدد: برگشت کلی 4-8 میلی متر طول: صفحه مثبت به طور کلی ≈ 1.002 فرآیند تولید الکترود مثبت باتری لیتیومی مشابه فرآیند سلب الکترود مثبت است و هر دو نیاز به کنترل برش ها در X و مسیرهای Y.دمای محیط کارگاه باید ≤23℃ و نقطه شبنم ≤-30℃ باشد.پس از آماده شدن صفحه مثبت برای جداسازی، صفحه مثبت باید خشک شود (120 درجه سانتیگراد) و سپس ورق آلومینیوم جوش داده شده و بسته بندی می شود.در طول این فرآیند، طول زبانه و عرض قالب باید در نظر گرفته شود.با در نظر گرفتن طرح **650 (مانند باتری 18650) به عنوان مثال، طراحی با زبانه های باز شده عمدتاً به منظور در نظر گرفتن همکاری معقول زبانه های کاتد در حین جوشکاری کلاهک و شیار رول است.اگر زبانه های قطب برای مدت طولانی در معرض دید قرار گیرند، ممکن است در طول فرآیند نورد به راحتی یک اتصال کوتاه بین زبانه های قطب و پوسته فولادی ایجاد شود.اگر بند خیلی کوتاه باشد، کلاهک را نمی توان لحیم کرد.در حال حاضر دو نوع سر جوش اولتراسونیک وجود دارد: خطی و نقطه ای.در فرآیندهای داخلی به دلیل در نظر گرفتن جریان بیش از حد و استحکام جوش، بیشتر از سرهای جوش خطی استفاده می شود.علاوه بر این، از چسب با دمای بالا برای پوشاندن زبانه‌های لحیم کاری استفاده می‌شود، عمدتاً برای جلوگیری از خطر اتصال کوتاه ناشی از سوراخ‌های فلزی و زباله‌های فلزی.دمای محیط کارگاه باید ≤23 ℃، نقطه شبنم ≤-30 ℃ و رطوبت کاتد باید ≤500-1000ppm باشد.

آماده سازی بشقاب منفیصفحه منفی باید خشک شود (105-110 درجه سانتیگراد)، سپس ورق های نیکل جوش داده شده و بسته بندی می شوند.طول زبانه لحیم کاری و عرض شکل دهی نیز باید در نظر گرفته شود.دمای محیط کارگاه باید ≤23 ℃، نقطه شبنم باید ≤-30 ℃ و رطوبت الکترود منفی ≤500-1000ppm باشد.سیم پیچی به این صورت است که جداکننده، ورق الکترود مثبت و ورق الکترود منفی را از طریق یک ماشین سیم پیچ به درون یک هسته آهنی بپیچانید.اصل این است که الکترود مثبت را با الکترود منفی بپیچید و سپس الکترودهای مثبت و منفی را از طریق جداکننده جدا کنید.از آنجایی که الکترود منفی سیستم سنتی، الکترود کنترل طراحی باتری است، طراحی ظرفیت بالاتر از الکترود مثبت است، به طوری که در طول شارژ شدن تشکیل، Li+ الکترود مثبت را می توان در "جای خالی" ذخیره کرد. الکترود منفیهنگام سیم پیچی باید به تنش سیم پیچ و آرایش قطعه قطب توجه ویژه ای شود.کشش خیلی کم سیم پیچ بر مقاومت داخلی و سرعت درج محفظه تأثیر می گذارد.کشش بیش از حد ممکن است منجر به خطر اتصال کوتاه یا تراشه شود.تراز به موقعیت نسبی الکترود منفی، الکترود مثبت و جداکننده اشاره دارد.عرض الکترود منفی 59.5 میلی متر، الکترود مثبت 58 میلی متر و جداکننده 61 میلی متر است.این سه در حین پخش برای جلوگیری از خطر اتصال کوتاه تراز می شوند.کشش سیم پیچ به طور کلی بین 0.08-0.15Mpa برای قطب مثبت، 0.08-0.15Mpa برای قطب منفی، 0.08-0.15Mpa برای دیافراگم بالایی و 0.08-0.15Mpa برای دیافراگم پایینی است.تنظیمات خاص به تجهیزات و فرآیند بستگی دارد.دمای محیط این کارگاه ≤23℃، نقطه شبنم ≤-30℃ و میزان رطوبت ≤500-1000ppm است.

قبل از نصب هسته باتری محفظه در کیس، تست Hi-Pot 200 ~ 500 ولت مورد نیاز است (برای بررسی اینکه آیا باتری با ولتاژ بالا اتصال کوتاه دارد یا خیر)، و همچنین برای کنترل بیشتر گرد و غبار قبل از نصب در آن، جارو برقی لازم است. موردسه نقطه کنترل اصلی باتری های لیتیومی عبارتند از رطوبت، سوراخ ها و گرد و غبار.پس از اتمام فرآیند قبلی، واشر پایینی را در پایین هسته باتری قرار دهید، ورق الکترود مثبت را خم کنید تا سطح آن رو به سوراخ سیم پیچ هسته باتری باشد و در نهایت آن را به صورت عمودی در پوسته فولادی یا پوسته آلومینیومی قرار دهید.با در نظر گرفتن نوع 18650 به عنوان مثال، قطر خارجی ≈ 18mm + ارتفاع ≈ 71.5mm.هنگامی که سطح مقطع هسته زخم کوچکتر از سطح مقطع داخلی بدنه فولادی باشد، نرخ درج فولاد تقریباً 97٪ تا 98.5٪ است.زیرا ارزش برگشتی قطعه قطب و درجه نفوذ مایع در تزریق بعدی باید در نظر گرفته شود.همان فرآیند زیرسازی سطحی شامل مونتاژ لایه زیرین بالایی است.دمای محیط کارگاه باید ≤23℃ و نقطه شبنم ≤-40℃ باشد.

متحرکیک پین لحیم کاری (معمولاً از مس یا آلیاژ ساخته شده) را در وسط هسته لحیم کاری قرار می دهد.پین‌های جوشی که معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند، Φ2.5 * 1.6 میلی‌متر هستند و برای واجد شرایط بودن، استحکام جوش الکترود منفی باید ≥12N باشد.اگر خیلی کم باشد به راحتی باعث لحیم کاری مجازی و مقاومت داخلی بیش از حد می شود.اگر بیش از حد بالا باشد، به راحتی می توان لایه نیکل را روی سطح پوسته فولادی جوش داد و در نتیجه اتصالات لحیم کاری ایجاد می شود که منجر به خطرات پنهانی مانند زنگ زدگی و نشت می شود.درک ساده از شیار نورد این است که هسته باتری زخمی را بدون تکان دادن روی بدنه ثابت کنید.در فرآیند ساخت این باتری لیتیومی باید به تطابق سرعت اکستروژن عرضی و سرعت پرس طولی توجه ویژه ای داشت تا از برش بدنه با سرعت عرضی خیلی زیاد جلوگیری شود و در صورت ریزش لایه نیکل بریدگی سرعت طولی خیلی سریع است یا ارتفاع بریدگی تحت تأثیر قرار می گیرد و آب بندی تحت تأثیر قرار می گیرد.بررسی اینکه آیا مقادیر فرآیند برای عمق شیار، امتداد و ارتفاع شیار مطابق با استانداردها (با محاسبات عملی و نظری) است یا خیر، ضروری است.اندازه های معمولی اجاق گاز 1.0، 1.2 و 1.5 میلی متر هستند.پس از تکمیل شیار نورد، کل دستگاه باید مجدداً جاروبرقی شود تا از ضایعات فلزی جلوگیری شود.درجه خلاء باید ≤-0.065 مگاپاسکال باشد و زمان جاروبرقی باید 1 تا 2 ثانیه باشد.دمای محیط مورد نیاز این کارگاه ≤23℃ و نقطه شبنم ≤-40℃ است.پخت هسته باتری پس از اینکه ورق های باتری استوانه ای رول و شیار می شوند، فرآیند تولید باتری لیتیومی بعدی بسیار مهم است: پخت.در طول تولید سلول های باتری، مقدار مشخصی رطوبت وارد می شود.اگر نتوان رطوبت را در محدوده استاندارد به موقع کنترل کرد، عملکرد و ایمنی باتری به طور جدی تحت تأثیر قرار می گیرد.عموماً برای پخت از اجاق وکیوم اتوماتیک استفاده می شود.سلول ها را که قرار است پخته شوند مرتب بچینید، ماده خشک کن را در فر قرار دهید، پارامترها را تنظیم کنید و دما را تا 85 درجه سانتیگراد افزایش دهید (به عنوان مثال باتری های لیتیوم فسفات آهن را در نظر بگیرید).در زیر استانداردهای پخت برای چندین مشخصات مختلف سلول باتری آمده است:

تزریق مایعفرآیند تولید باتری لیتیومی شامل تست رطوبت سلول های باتری پخته شده است.تنها پس از رسیدن به استانداردهای پخت قبلی می توانید به مرحله بعدی بروید: تزریق الکترولیت.باتری های پخته شده را به سرعت در جعبه دستکش خلاء قرار دهید، وزن و وزن را ثبت کنید، روی فنجان تزریق قرار دهید و وزن طراحی شده الکترولیت را به فنجان اضافه کنید (معمولاً آزمایش باتری غوطه ور در مایع انجام می شود: باتری را در فنجان قرار دهید. وسط).هسته باتری را در الکترولیت قرار دهید، آن را برای مدتی خیس کنید، حداکثر ظرفیت جذب مایع باتری را آزمایش کنید (معمولاً مایع را با توجه به حجم آزمایشی پر کنید)، آن را در جعبه خلاء قرار دهید تا خلاء شود (درجه خلاء ≤ - - 0.09 مگاپاسکال) و نفوذ الکترولیت به الکترود را تسریع می کند.پس از چندین دوره، قطعات باتری را جدا کرده و وزن کنید.محاسبه کنید که آیا حجم تزریق با مقدار طراحی مطابقت دارد یا خیر.اگر کمتر باشد باید دوباره پر شود.اگر مقدار زیادی وجود دارد، فقط مقدار اضافی را بریزید تا زمانی که شرایط طراحی را برآورده کنید.محیط جعبه دستکش به دمای ≤23 ℃ و نقطه شبنم ≤-45 ℃ نیاز دارد.

جوشکاریدر طول این فرآیند ساخت باتری لیتیومی، درپوش باتری باید از قبل در جعبه دستکش قرار داده شود و درپوش باتری باید با یک دست روی قالب پایینی دستگاه جوش فوق العاده ثابت شود و هسته باتری باید با دست دیگر نگه داشته شود. دستلنگه مثبت سلول باتری را با بند انتهایی درپوش تراز کنید.پس از تأیید تراز بودن لنگه ترمینال مثبت با تیغه ترمینال کلاهک، روی دستگاه جوش اولتراسونیک قدم بگذارید.سپس روی کلید پای دستگاه جوش قدم بگذارید.پس از آن، واحد باتری باید به طور کامل بازرسی شود تا اثر جوشکاری زبانه های لحیم کاری بررسی شود.

توجه داشته باشید که آیا زبانه های لحیم کاری در یک راستا قرار دارند.

زبانه لحیم کاری را به آرامی بکشید تا ببینید شل شده است یا خیر.

باتری هایی که پوشش باتری آن ها محکم جوش داده نشده است، نیاز به جوش مجدد دارند.