Komplett manual för produktionsprocessen för litiumbatterier

Komplett manual för produktionsprocessen för litiumbatterier

Jonbatterier är ett komplext system som inkluderar positiv elektrod, negativ elektrod, separator, elektrolyt, strömavtagare och bindemedel, ledande medel, etc. Reaktionerna inkluderar elektrokemiska reaktioner av positiva och negativa elektroder, litiumjon- och elektronledning och värmediffusion. Produktionsprocessen för litiumbatterier är relativt lång och involverar mer än 50 processer.

Litiumbatterier kan delas in i cylindriska batterier, fyrkantiga batterier och mjuka batterier enligt deras form, med vissa skillnader i produktionsprocesser. Men totalt sett kan tillverkningsprocessen för litiumbatterier delas in i den främre processen (elektrodtillverkning), mellanprocessen (cellsyntes) och den bakre processen (bildning och förpackning). På grund av de höga säkerhetsprestandakraven för litiumjonbatterier finns det extremt höga krav på noggrannhet, stabilitet och automationsnivå för litiumjonutrustning i batteritillverkningsprocessen.

Litiumbatteriutrustning är en processutrustning som använder beställda processer för att tillverka råmaterial som positiva och negativa elektrodmaterial, separatormaterial och elektrolyt. Litiumbatteriutrustning har en betydande inverkan på prestanda och kostnad för litiumbatterier och är en av de avgörande faktorerna. Beroende på olika processflöden kan litiumbatteriutrustning delas in i front-end-utrustning, mid-stage-utrustning och back-end-utrustning. I produktionslinjen för litiumbatterier står värdet på front-, mid-stage och back-end-utrustning för ungefär 4:3:3.

Produktionsmålet med den tidigare processen är att slutföra tillverkningen av (positiva och negativa) elektrodplattor. Huvudprocessen i föregående steg inkluderar blandning, beläggning, valsning, skärning, skivning och stansning. Utrustningen som är involverad inkluderar huvudsakligen: blandare, beläggningsmaskin, rullpress, skärmaskin, skärmaskin, stansmaskin, etc.

Blandningen av slurry (använd utrustning: vakuumblandare) är att blanda de positiva och negativa Solid-state batterimaterialen jämnt och sedan tillsätta lösningsmedel för att röra om dem i slurry. Uppslamningsblandning är utgångspunkten för den tidigare processen och grunden för att slutföra efterföljande beläggning, valsning och andra processer.

Beläggning (använd utrustning: beläggningsmaskin) är att jämnt belägga den omrörda slurryn på metallfolien och torka den för att skapa positiva och negativa plåtar. Som kärnlänken i den tidigare processen, påverkar utförandekvaliteten av beläggningsprocessen djupt konsistensen, säkerheten och livslängden för det färdiga batteriet. Därför är beläggningsmaskinen den mest värdefulla utrustningen i den tidigare processen.

Rullpressning (använd utrustning: rullpress) är för att ytterligare komprimera den belagda elektroden och därigenom öka batteriets energitäthet. Den rullade elektrodens planhet påverkar direkt bearbetningseffekten av den efterföljande slitsningsprocessen, och enhetligheten hos de aktiva substanserna i elektroden påverkar också indirekt battericellens prestanda.

Klyvning (använd utrustning: skärmaskin) är processen att kontinuerligt skära en bred spole av stolpbitar i flera smala bitar med den bredd som krävs. Brottbrottet på elektrodplattan under skärning orsakas av skjuvverkan, och kantens jämnhet efter skärning (utan grader eller buckling) är nyckeln till att utvärdera skärmaskinens prestanda.

Produktionen (använd utrustning: produktionsmaskin) innefattar svetsning av elektrodöronen på de skurna elektrodbitarna, applicering av skyddstejp, lindning av elektrodöronen med lim eller användning av laserskärning för att forma elektrodöronen, som kan användas för efterföljande lindningsprocesser. Stansning (använd utrustning: stansmaskin) är processen att stansa och forma belagda polära plåtar för efterföljande processer.

Produktionsmålet för mitten av processen är att slutföra tillverkningen av battericeller. Det finns skillnader i teknikens färdplan och produktionslinjeutrustning i mitten av processen för olika typer av litiumbatterier. Kärnan i den mellanliggande processen är monteringsprocessen, närmare bestämt den ordnade monteringen av de (positiva och negativa) elektrodplattorna gjorda från den tidigare processen med membranet och elektrolyten. På grund av de olika energilagringsstrukturerna för fyrkantiga (rullar), cylindriska (rullar) och flexibla (skiktade) batterier finns det uppenbara skillnader i teknikens färdplan och produktionslinjeutrustning för olika typer av litiumbatterier i mitten av processen. Specifikt inkluderar huvudprocesserna i mellanstadiet av fyrkantiga och cylindriska batterier lindning, vätskeinjektion och förpackning. Utrustningen som är involverad inkluderar huvudsakligen: lindningsmaskin, vätskeinsprutningsmaskin, förpackningsutrustning (skalinföringsmaskin, spårvalsmaskin, tätningsmaskin, svetsmaskin), etc; Huvudprocessen i mellanstadiet av mjukpackbatteriet inkluderar laminering, vätskeinjektion och förpackning, och den involverade utrustningen inkluderar huvudsakligen lamineringsmaskin, vätskeinsprutningsmaskin, förpackningsutrustning etc.

Lindning (använd utrustning: lindningsmaskin) är processen att linda elektrodplattorna som produceras av produktionsprocessen eller lindningsskärmaskinen till litiumjonbattericeller, huvudsakligen som används för tillverkning av fyrkantiga och cirkulära litiumjonbatterier. Lindningsmaskinen kan delas in i två kategorier: fyrkantslindningsmaskin och cylindrisk lindningsmaskin, som används för tillverkning av fyrkantiga respektive cylindriska litiumbatterier. Jämfört med cylindrisk lindning har den fyrkantiga lindningsprocessen högre krav på spänningskontroll, så den tekniska svårigheten för den fyrkantiga lindningsmaskinen är större.

Laminering (använd utrustning: lamineringsmaskin) är processen att stapla individuella elektrodplattor som produceras under stansningsprocessen till litiumjonbattericeller, huvudsakligen som används för tillverkning av mjuka batterier. Jämfört med kvadratiska och cylindriska celler har mjuka packceller betydande fördelar vad gäller energitäthet, säkerhet och urladdningsprestanda. Men slutförandet av en enda staplingsuppgift av en lamineringsmaskin involverar flera delprocesser i parallellt och komplext mekanismsamarbete, och en förbättring av staplingseffektiviteten kräver att man åtgärdar komplexa dynamiska kontrollproblem; Hastigheten på lindningsmaskinen är direkt relaterad till lindningseffektiviteten, och medlen för att förbättra effektiviteten är relativt enkla. För närvarande finns det ett gap i produktionseffektivitet och utbyte mellan laminerade celler och sårceller.

Vätskeinsprutningsmaskinen (använd utrustning: vätskeinsprutningsmaskin) används för att kvantitativt injicera batteriets elektrolyt i cellen.

Cellförpackning (med hjälp av utrustning såsom skalinföringsmaskin, spårvalsmaskin, tätningsmaskin, svetsmaskin) innebär att spolens kärna placeras i cellskalet.

Produktionsmålet för det senare skedet av processen är att slutföra omvandlingen till förpackning. Från och med mellanstadiet har den funktionella strukturen hos litiumbattericellen bildats, och betydelsen av det senare steget är att aktivera den, genomgå testning, sortering och montering och bilda en säker och stabil litiumbatteriprodukt. Huvudprocesserna i det senare skedet av processen inkluderar: formning, separation, testning, sortering etc. Utrustningen som är involverad omfattar huvudsakligen: laddnings- och urladdningsmotorer, testutrustning etc.

Bildning (med hjälp av en laddnings- och urladdningsmotor) är processen att aktivera battericellen genom den första laddningen, under vilken en effektiv passiveringsfilm (SEI-film) genereras på den negativa elektrodytan för att uppnå "initiering" av litiumbatteriet. Uppdelningskapacitet (använd utrustning: laddnings- och urladdningsmotor), även känd som "analyskapacitet", hänvisar till processen för laddning och urladdning av den konverterade battericellen enligt designstandarder för att mäta battericellens kapacitans. Laddnings- och urladdningsprocessen för battericellen löper genom bildnings- och kapacitansseparationsprocessen, så laddnings- och urladdningsmotorn är den mest använda bakre kärnutrustningen. Minsta arbetsenhet för en laddnings- och urladdningsmotor är "kanalen". En "enhet" (BOX) är sammansatt av flera "kanaler", och flera "enheter" kombineras för att bilda en laddnings- och urladdningsmotor.

Testning (använd utrustning: testutrustning) måste utföras före och efter laddning, urladdning och vila; Sortering avser klassificering och urval av batterier som har formats och uppdelats enligt vissa standarder baserat på detekteringsresultaten. Betydelsen av detektions- och sorteringsprocessen är inte bara att eliminera okvalificerade produkter, utan också för att i praktiska tillämpningar av litiumjonbatterier kombineras celler ofta parallellt eller i serie. Att välja celler med liknande prestanda kan därför hjälpa till att uppnå den optimala totala prestandan för batteriet.

Produktionen av litiumbatterier kan inte separeras från produktionsutrustningen för litiumbatterier. Förutom de material som används i själva batteriet är tillverkningsprocessen och produktionsutrustningen viktiga faktorer som bestämmer batteriets prestanda. Under de första dagarna förlitade sig Kinas litiumbatteriutrustning huvudsakligen på import. Efter flera år av snabb utveckling har kinesiska litiumbatteriutrustningsföretag gradvis överträffat japanska och koreanska utrustningsföretag när det gäller teknik, effektivitet, stabilitet och andra aspekter, och har fördelar i kostnadseffektivitet, underhåll efter försäljning och andra aspekter. För närvarande har ett kluster av inhemska litiumbatteriutrustningsföretag bildats och har blivit ett visitkort för Kinas avancerade utrustning som kommer in på den internationella marknaden. Med den vertikala alliansen och utomlands expansion av litiumbatteriledare har litiumbatteriutrustning gynnats av nedströmsexpansion och inlett en ny period med snabba tillväxtmöjligheter.