การผลิตแบตเตอรี่ลิเธียม - กระบวนการขั้นกลาง

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นระบบที่ซับซ้อน รวมถึงอิเล็กโทรดบวก อิเล็กโทรดเชิงลบ ไดอะแฟรม อิเล็กโทรไลต์ ตัวสะสมของเหลวและสารยึดเกาะ สารนำไฟฟ้า ฯลฯ ที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาต่างๆ รวมถึงปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าของอิเล็กโทรดบวกและลบ การนำลิเธียมไอออน และการนำไฟฟ้าด้วย เป็นการแพร่กระจายความร้อน กระบวนการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมค่อนข้างยาวและมีกระบวนการมากกว่า 50 กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิต

แบตเตอรี่ลิเธียมตามรูปร่างสามารถแบ่งออกเป็นแบตเตอรี่ทรงกระบอก แบตเตอรี่สี่เหลี่ยม และแบตเตอรี่แพ็คอ่อน ฯลฯ กระบวนการผลิตมีความแตกต่างกันบ้าง แต่โดยรวมสามารถแบ่งออกเป็นกระบวนการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียม (การผลิตแผ่นขั้ว) ตรงกลาง กระบวนการ (การสังเคราะห์เซลล์) หลังกระบวนการ (การก่อตัวและการบรรจุ) เนื่องจากข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยในระดับสูงของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน จึงมีข้อกำหนดที่สูงมากสำหรับระดับความแม่นยำ ความเสถียร และระบบอัตโนมัติของอุปกรณ์ลิเธียมไอออนในกระบวนการผลิตแบตเตอรี่

มกระบวนการขั้นกลาง

เป้าหมายการผลิตของกระบวนการกลางคือการผลิตเซลล์แบตเตอรี่ให้เสร็จสมบูรณ์ และเส้นทางทางเทคนิคและอุปกรณ์สายการผลิตของกระบวนการกลางของแบตเตอรี่ลิเธียมประเภทต่างๆ นั้นแตกต่างกัน แก่นแท้ของกระบวนการตรงกลางคือกระบวนการประกอบ โดยเฉพาะแผ่นขั้วบวก (บวกและลบ) ที่ทำโดยกระบวนการก่อนหน้านี้จะถูกประกอบอย่างเป็นระเบียบด้วยไดอะแฟรมและอิเล็กโทรไลต์ 

เนื่องจากโครงสร้างการจัดเก็บพลังงานที่แตกต่างกันของแบตเตอรี่สี่เหลี่ยม (ม้วน) ทรงกระบอก (ม้วน) และซอฟต์แพ็ค (ชั้น) จึงมีความแตกต่างที่ชัดเจนในเส้นทางทางเทคนิคและอุปกรณ์สายการผลิตของแบตเตอรี่ลิเธียมประเภทต่างๆ ในกระบวนการกลาง 

โดยเฉพาะกระบวนการหลักของกระบวนการตรงกลางของแบตเตอรี่ทรงสี่เหลี่ยมและทรงกระบอก ได้แก่ การม้วน การฉีดของเหลว การบรรจุหีบห่อ อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องส่วนใหญ่ประกอบด้วย:เครื่องม้วน,เครื่องฉีดอิเล็กโทรไลต์, อุปกรณ์บรรจุภัณฑ์ (เครื่องเปลือก, เครื่องสล็อตกลิ้ง,เครื่องซีล-เครื่องเชื่อม- 

กระบวนการหลักของกระบวนการกลางของแบตเตอรี่ซอฟต์แพ็คคือ: การเคลือบ, การฉีดของเหลว, บรรจุภัณฑ์ อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องส่วนใหญ่ประกอบด้วย: เครื่องเคลือบ,เครื่องฉีดอิเล็กโทรไลต์, อุปกรณ์บรรจุภัณฑ์ ฯลฯ

1. การเตรียมเพลทแบบบวก

หลังจากการแผ่นพื้นเสร็จสิ้น จำเป็นต้องทำให้แผ่นอิเล็กโทรดขั้วบวกแห้ง (120 ° C) จากนั้นจึงเชื่อมหูเสาอลูมิเนียมและกระบวนการเคลือบหูเสา ณ จุดนี้ คุณจะต้องพิจารณาความยาวของหูเสาและความกว้างของรูปทรง

จากตัวอย่างการออกแบบ 18650 การออกแบบส่วนสัมผัสของตัวดึงขั้วบวกจะคำนึงถึงความพอดีที่เหมาะสมของตัวดึงขั้วบวกเป็นหลักเมื่อทำการเชื่อมฝาครอบและร่องกลิ้ง หูขั้วโลกเปิดยาวเกินไปซึ่งง่ายต่อการลัดวงจรหูขั้วโลกและเปลือกเหล็กเมื่อรีดร่อง ขั้วเชื่อมสั้นเกินไปสำหรับการเชื่อมฝาครอบ

2. การเตรียมจานเนกาทีฟ

จำเป็นต้องทำให้แผ่นเนกาทีฟแห้ง (105-110 ° C) จากนั้นจึงเชื่อมตัวดึงนิกเกิลและกระบวนการห่อตัวดึง ต้องพิจารณาความยาวเสาและความกว้างของรูปร่างด้วย

3. วรายการ

เครื่องม้วน (อุปกรณ์ที่ใช้:เครื่องม้วน) เป็นกระบวนการผลิตหรือกลไกการตัดด้วยไดคัทแบบม้วนเพื่อม้วนแผ่นขั้วให้เป็นเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมทรงสี่เหลี่ยมทรงกลมเครื่องม้วนสามารถแบ่งออกเป็นเครื่องม้วนแบบสี่เหลี่ยมและเครื่องม้วนทรงกระบอกซึ่งใช้ตามลำดับสำหรับการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมทรงสี่เหลี่ยมและทรงกระบอก เมื่อเปรียบเทียบกับการม้วนแบบทรงกระบอก กระบวนการม้วนแบบสี่เหลี่ยมมีข้อกำหนดที่สูงกว่าในการควบคุมความตึง ดังนั้นความยากทางเทคนิคของเครื่องม้วนแบบสี่เหลี่ยมจึงมีมากกว่า

4. แพ็คเกจเซลล์

(อุปกรณ์ที่ใช้: เครื่องเชลล์, เครื่องสล็อตกลิ้ง, เครื่องซีล, เครื่องเชื่อม) คือการใส่แกนเข้าไปในเปลือกแบตเตอรี่

 การป้อนเซลล์ → การป้อนแผ่นฉนวน → การป้อนเปลือก → การประกอบ → เสร็จสิ้น

4.1 การบุกรุก

ก่อนที่จะใส่แกนเข้าไปในเปลือก จำเป็นต้องทดสอบแรงดันไฟฟ้า สวัสดี-หม้อ 200 ~ 500V (เพื่อทดสอบว่าไฟฟ้าแรงสูงลัดวงจรหรือไม่) และการบำบัดด้วยการดูดฝุ่น (เพื่อควบคุมฝุ่นเพิ่มเติมก่อนเข้าสู่เปลือก) ที่นี่จำเป็นต้องเน้นจุดควบคุมสามจุดของน้ำไฟฟ้าลิเธียม เสี้ยน ฝุ่น หลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการก่อนหน้านี้ ให้วางแผ่นรองด้านล่างไว้ที่ด้านล่างของแกนคอยล์ และงอหูขั้วลบเพื่อให้หน้าหูเสาหันไปทางรูพินคอยล์ และสุดท้ายก็ใส่เปลือกเหล็กหรือเปลือกอลูมิเนียมในแนวตั้ง

4.2 สล็อตกลิ้ง

ใส่เข็มเชื่อม (โดยทั่วไปทำจากทองแดงหรือโลหะผสม) เข้าไปในรูตรงกลางของแกน ข้อกำหนดเข็มเชื่อมทั่วไปคือ Φ2.5*1.6 มม. และความแข็งแรงในการเชื่อมของหูเชิงลบคือ ≥12N ซึ่งต่ำเกินไปและเชื่อมง่าย และความต้านทานภายในมีขนาดใหญ่ สูงเกินไปจะทำให้เชื่อมชั้นนิกเกิลบนพื้นผิวของเปลือกเหล็กได้ง่าย ส่งผลให้เกิดสนิมและน้ำค้างที่ข้อต่อบัดกรีและอันตรายอื่น ๆ ที่ซ่อนอยู่

5. การอบเซลล์

หลังจากที่เซลล์ทรงกระบอกผ่านร่องกลิ้งแล้ว ขั้นตอนต่อไปมีความสำคัญมาก: การอบ ในกระบวนการผลิตเซลล์แบตเตอรี่จะนำน้ำมาจำนวนหนึ่ง หากควบคุมน้ำได้ไม่ตรงเวลาจะส่งผลร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่และประสิทธิภาพด้านความปลอดภัย โดยทั่วไปเตาอบสุญญากาศอัตโนมัติจะใช้ในการอบ วางแบตเตอรี่ที่จะอบอย่างเรียบร้อย วางสารดูดความชื้นในเตาอบ ตั้งค่าพารามิเตอร์ และให้ความร้อนสูงถึง 85 °C (เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต) ซึ่งต้องผ่านหลาย ๆ รอบการอบแห้งแบบสุญญากาศเพื่อให้ได้มาตรฐาน

6.การฉีดอิเล็กโทรไลต์

การฉีดอิเล็กโทรไลต์เครื่องจักร (อุปกรณ์ที่ใช้:การฉีดอิเล็กโทรไลต์เครื่อง) คือการฉีดอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่เข้าไปในเซลล์แบตเตอรี่

7. หมวกซุปเปอร์รอย 

ใส่ฝาปิดลงในกล่องเก็บของไว้ล่วงหน้า ยึดฝาปิดไว้ที่แม่พิมพ์ด้านล่างของเครื่องเชื่อมซุปเปอร์ด้วยมือเดียว และจับแบตเตอรี่ด้วยมือเดียว วางหูขั้วบวกของแบตเตอรี่ให้ตรงกับขั้วหมวก หลังจากยืนยันว่าการจัดตำแหน่งระหว่างหูขั้วบวกและเสาหมวกเรียบร้อย ให้กดสวิตช์แป้นเหยียบของตีนผีช่างเชื่อมขั้นสูง 

หลังจากนั้นจำเป็นต้องตรวจสอบเซลล์อย่างสมบูรณ์: ตรวจสอบผลการเชื่อมของหูเสาด้วยตนเอง

 (1) สังเกตว่าหูของเสาอยู่ในแนวเดียวกันหรือไม่

 (2) ค่อยๆ ดึงหูของเสาเพื่อดูว่าหูของเสาคลายออกหรือไม่ 

เซลล์แบตเตอรี่ที่มีฝาปิดแบบเชื่อมยิ่งยวดจะต้องเชื่อมแบบยิ่งยวดอีกครั้ง