Með hraðri þróun álitíum rafhlöðuÍ greininni halda notkunarmöguleikar litíumrafhlöður áfram að stækka og verða ómissandi orkugjafi í lífi og starfi fólks. Þegar kemur að framleiðsluferli sérsniðinna litíumrafhlöðuframleiðenda felur framleiðsluferlið aðallega í sér innihaldsefni, húðun, plötugerð, undirbúning, vindingu, skeljun, veltingu, bökun, vökvainnspýtingu, suðu o.s.frv. Eftirfarandi kynnir lykilatriði í framleiðsluferli litíumrafhlöðu. Innihaldsefni jákvæðra rafskauta Jákvæða rafskaut litíumrafhlöðu samanstendur af virkum efnum, leiðandi efnum, límum o.s.frv. Fyrst eru hráefnin staðfest og bakuð. Almennt þarf að baka leiðandi efnið við ≈120℃ í 8 klukkustundir og PVDF límið þarf að baka við ≈80℃ í 8 klukkustundir. Hvort virk efni (LFP, NCM o.s.frv.) þurfi bökun og þurrkun fer eftir ástandi hráefnanna. Eins og er krefst almennrar litíumrafhlöðuverkstæði hitastigs ≤40℃ og rakastigs ≤25%RH. Eftir að þurrkun er lokið þarf að undirbúa PVDF lím (PVDF leysiefni, NMP lausn) fyrirfram. Gæði PVDF límsins eru mikilvæg fyrir innri viðnám og rafmagn rafhlöðunnar. Þættir sem hafa áhrif á límnotkun eru meðal annars hitastig og hrærihraði. Því hærra sem hitastigið er, því gulnun límsins hefur áhrif á viðloðunina. Ef blöndunarhraðinn er of mikill getur límið auðveldlega skemmst. Sérstakur snúningshraði fer eftir stærð dreifingardisksins. Almennt séð er línulegur hraði dreifingardisksins 10-15 m/s (fer eftir búnaði). Á þessum tíma þarf blöndunartankurinn að kveikja á vatnsrásinni og hitastigið ætti að vera ≤30°C.

Bætið katóðublöndunni saman við í skömmtum. Á þessum tíma þarf að gæta að röð efnanna. Fyrst skal bæta virka efninu og leiðandi efninu við, hræra hægt og síðan líminu. Fóðurtíma og fóðurhlutfall verður einnig að vera stranglega framfylgt í samræmi við framleiðsluferli litíumrafhlöðu. Í öðru lagi verður að stjórna snúningshraða og snúningshraða búnaðarins stranglega. Almennt séð ætti línulegur dreifingarhraði að vera yfir 17 m/s. Þetta fer eftir afköstum tækisins. Framleiðendur eru mjög mismunandi. Einnig skal stjórna lofttæmi og hitastigi blöndunar. Á þessu stigi þarf að mæla agnastærð og seigju blöndunnar reglulega. Agnastærð og seigja eru nátengd föstu efni, efniseiginleikum, fóðurröð og framleiðsluferli litíumrafhlöðu. Á þessum tíma krefst hefðbundin ferli hitastigs ≤30 ℃, rakastigs ≤25%RH og lofttæmisstigs ≤-0,085 mpa. Færið blönduna í flutningstank eða málningarverkstæði. Eftir að blöndunni hefur verið flutt út þarf að sigta hana. Tilgangurinn er að sía stórar agnir, fella út og fjarlægja járnsegulmagnað efni og önnur efni. Stórar agnir hafa áhrif á húðunina og geta valdið of mikilli sjálfsafhleðslu rafhlöðunnar eða hættu á skammhlaupi; of mikið járnsegulmagnað efni í grugginu getur valdið of mikilli sjálfsafhleðslu rafhlöðunnar og öðrum göllum. Kröfur um framleiðsluferli litíumrafhlöðu eru: hitastig ≤ 40°C, rakastig ≤ 25% RH, möskvastærð sigti ≤ 100 möskva og agnastærð ≤ 15µm.

Neikvæð rafskautInnihaldsefni Neikvæða rafskaut litíumrafhlöðu samanstendur af virku efni, leiðandi efni, bindiefni og dreifiefni. Fyrst skal staðfesta hráefnin. Hefðbundið anóðukerfi er vatnsbundið blöndunarferli (leysirinn er afjónað vatn), þannig að engar sérstakar þurrkunarkröfur eru fyrir hráefnin. Framleiðsluferli litíumrafhlöðu krefst þess að leiðni afjónaðs vatns sé ≤1us/cm. Kröfur verkstæðis: hitastig ≤40℃, rakastig ≤25%RH. Undirbúið límið. Eftir að hráefnin hafa verið ákvörðuð verður fyrst að undirbúa límið (sem samanstendur af CMC og vatni). Á þessum tímapunkti skal hella grafít C og leiðandi efni í hrærivél til þurrblöndunar. Mælt er með að ekki sé sogað eða kveikt á vatnsrennsli, því agnirnar eru þrýstar út, nuddaðar og hitaðar við þurrblöndun. Snúningshraðinn er lágur hraði 15~20snúningar á mínútu, skaf- og malunarhringrásin er 2-3 sinnum og millibilið er ≈15 mín. Hellið líminu í hrærivélina og byrjið að soga (≤-0,09mpa). Kreistið gúmmíið á lágum hraða, 15~20 snúninga á mínútu, tvisvar sinnum, stillið síðan hraðann (lágur hraði 35 snúninga á mínútu, mikill hraði 1200~1500 snúninga á mínútu) og látið blandarann ​​ganga í um 15 mínútur~60 mínútur eftir blautvinnsluaðferð hvers framleiðanda. Að lokum er SBR hellt í blandarann. Mælt er með því að hræra á lágum hraða þar sem SBR er fjölliða með langa keðju. Ef snúningshraðinn er of mikill í langan tíma mun sameindakeðjan auðveldlega brotna og missa virkni. Mælt er með því að hræra á lágum hraða, 35-40 snúninga á mínútu, og á miklum hraða, 1200-1800 snúninga á mínútu, í 10-20 mínútur. Prófið seigju (2000~4000 mPa.s), agnastærð (35µm≤), fast efni (40-70%), lofttæmisgráða og sigti (≤100 möskvi). Sérstök ferlisgildi eru breytileg eftir eðliseiginleikum efnisins og blöndunarferlinu. Vinnustofan krefst hitastigs ≤30℃ og rakastigs ≤25%RH. Húðun katóðuhúðunar Framleiðsluferli litíumrafhlöðu vísar til þess að katóðublöndunni er úðað á AB-yfirborð álstraumsafnarans, með yfirborðsþéttleika ≈20~40 mg/cm2 (þríþætt litíumrafhlöðugerð). Ofnhitastigið er almennt yfir 4 til 8 hnúta og bökunarhitastig hvers hluta er stillt á milli 95°C og 120°C í samræmi við raunverulegar þarfir til að forðast þversprentur og leka leysis við bökunarsprungur. Hraði flutningshúðunarvalsins er 1,1-1,2 og bilið er þynnt um 20-30µm til að forðast óhóflega þjöppun á merkimiðanum vegna hala við rafhlöðuhringrás, sem getur leitt til litíumútfellingar. Rakastig húðunar ≤2000-3000ppm (fer eftir efni og ferli). Jákvæða rafskautshitastigið í vinnustofunni er ≤30℃ og rakastigið er ≤25%. Skýringarmyndin er sem hér segir: Skýringarmynd af húðunarteipi

Hinnframleiðslu á litíum rafhlöðumferlineikvæð rafskautshúðunvísar til þess að pressa eða úða neikvæðri rafskautsblöndu á AB yfirborð koparstraumsafnarans. Þéttleiki eins yfirborðs er ≈ 10~15 mg/cm2. Hitastig húðunarofnsins er yfirleitt 4-8 hlutar (eða fleiri) og bökunarhitastig hvers hluta er 80℃~105℃. Hægt er að stilla það eftir raunverulegum þörfum til að forðast bökunarsprungur og þversnið. Hraði flutningsrúllunnar er 1,2-1,3, bilið er þynnt um 10-15µm, málningarþéttni er ≤3000ppm, hitastig neikvæða rafskautsins í verkstæðinu er ≤30℃ og rakastigið er ≤25%. Eftir að jákvæða húðun jákvæðu plötunnar þornar þarf að stilla tromluna innan ferlistímans. Rúllurinn er notaður til að þjappa rafskautsplötunni (massi umbúða á rúmmálseiningu). Eins og er eru tvær aðferðir til að þjappa jákvæðum rafskautum í framleiðsluferli litíumrafhlöðu: heitpressun og kaldpressun. Í samanburði við kaldpressun hefur heitpressun meiri þjöppun og lægri frákasthraða. Hins vegar er kaldpressunarferlið tiltölulega einfalt og auðvelt í notkun og stjórnun. Helstu búnaður valssins er til að ná eftirfarandi ferlisgildum, þjöppunarþéttleika, frákasthraða og lengingu. Jafnframt skal tekið fram að brothættar flísar, harðir kekkir, fallið efni, bylgjur o.s.frv. eru ekki leyfðar á yfirborði stangarinnar og brot eru ekki leyfð í rifunum. Á þessum tíma er hitastig verkstæðisumhverfisins: ≤23℃, rakastig: ≤25%. Raunþéttleiki núverandi hefðbundinna efna:

Algeng þjöppun:

Endurkastshraði: almennur endurkast 2-3 μm

Lenging: Jákvæð rafskautsplata er almennt ≈1,002

Eftir að jákvæða rafskautsrúllan er tilbúin er næsta skref að skipta öllum rafskautshlutanum í litlar ræmur af sömu breidd (samsvarandi hæð rafhlöðunnar). Þegar skorið er skal gæta að skurðum á pólhlutanum. Nauðsynlegt er að skoða pólhlutana vandlega fyrir skurði í X- og Y-áttum með hjálp tvívíðs búnaðar. Lengdarskurðarferlið Y≤1/2 H þykkt þindar. Umhverfishitastig verkstæðisins ætti að vera ≤23℃ og döggpunkturinn ætti að vera ≤-30℃. Framleiðsluferlið á neikvæðum rafskautsplötum fyrir neikvæðar rafskautsplötur fyrir litíumrafhlöður er það sama og fyrir jákvæðar rafskautar, en hönnun ferlisins er önnur. Umhverfishitastig verkstæðisins ætti að vera ≤23℃ og rakastigið ætti að vera ≤25%. Raunþéttleiki algengra neikvæðra rafskautsefna:

Algeng þjöppun neikvæðra rafskauta: Endurkastshraði: Almennur endurkast 4-8µm Lenging: Jákvæð plata almennt ≈ 1.002 Framleiðsluferli jákvæðra rafskauta aflitunar á litíum rafhlöðum er svipað og jákvæðra rafskauta aflitunarferlisins og þarf að stjórna skorpum í X og Y áttum. Umhverfishitastig verkstæðisins ætti að vera ≤23℃ og döggpunkturinn ætti að vera ≤-30℃. Eftir að jákvæða platan er tilbúin til aflitunar þarf að þurrka jákvæðu plötuna (120°C) og síðan er álplatan suðað og pakkað. Í þessu ferli þarf að taka tillit til lengdar flipa og breiddar mótunar. Ef við tökum **650 hönnunina (eins og 18650 rafhlöðuna) sem dæmi, þá er hönnun með berum flipa aðallega til að taka tillit til sanngjarnrar samvinnu katóðuflipa við suðu á loki og rúllurif. Ef pólflipar eru of berir of lengi getur auðveldlega myndast skammhlaup milli pólflipa og stálhjúpsins við rúllunarferlið. Ef festingin er of stutt er ekki hægt að lóða lokið. Sem stendur eru til tvær gerðir af ómsuðuhausum: línulegir og punktlaga. Í heimilum eru aðallega notaðir línulegir suðuhausar vegna ofstraums og suðustyrks. Að auki er notað háhitalím til að hylja lóðflipana, aðallega til að forðast hættu á skammhlaupi af völdum málmbrota og málmleifa. Umhverfishitastig verkstæðisins ætti að vera ≤23℃, döggpunkturinn ætti að vera ≤-30℃ og rakastig katóðunnar ætti að vera ≤500-1000ppm.

Undirbúningur neikvæðrar plötuNeikvæða plötuna þarf að þurrka (105-110°C), síðan eru nikkelplöturnar suðaðar og pakkaðar. Einnig þarf að taka tillit til lengdar og breiddar lóðflipanna. Umhverfishitastig verkstæðisins ætti að vera ≤23℃, döggpunkturinn ætti að vera ≤-30℃ og rakainnihald neikvæða rafskautsins ætti að vera ≤500-1000 ppm. Vafningin felst í því að vefja aðskilnaði, jákvæðu rafskautsplötunni og neikvæða rafskautsplötunni í járnkjarna í gegnum vafningarvél. Meginreglan er að vefja jákvæðu rafskautinu saman við neikvæða rafskautið og aðskilja síðan jákvæðu og neikvæðu rafskautin í gegnum aðskilnað. Þar sem neikvæða rafskautið í hefðbundnu kerfi er stjórnrafskaut rafhlöðuhönnunarinnar, er afkastageta hönnunarinnar hærri en jákvæða rafskautsins, þannig að við myndunarhleðslu getur Li+ jákvæða rafskautsins geymst í „tómu“ neikvæða rafskautsins. Sérstaklega þarf að huga að vafningarspennu og pólhlutaröðun við vafningu. Of lítil vafningarspenna mun hafa áhrif á innri viðnám og innsetningarhraða hússins. Of mikil spenna getur leitt til hættu á skammhlaupi eða flísun. Jöfnun vísar til hlutfallslegrar stöðu neikvæðrar rafskauts, jákvæðrar rafskauts og aðskilnaðar. Breidd neikvæðrar rafskauts er 59,5 mm, jákvæðrar rafskauts er 58 mm og aðskilnaðarins er 61 mm. Þessir þrír eru jafnaðir við spilun til að koma í veg fyrir hættu á skammhlaupi. Spennan á vindingunni er almennt á bilinu 0,08-0,15 MPa fyrir jákvæða pólinn, 0,08-0,15 MPa fyrir neikvæða pólinn, 0,08-0,15 MPa fyrir efri himnuna og 0,08-0,15 MPa fyrir neðri himnuna. Sérstakar stillingar eru háðar búnaði og ferli. Umhverfishitastig í þessari verkstæði er ≤23℃, döggpunkturinn er ≤-30℃ og rakastigið er ≤500-1000 ppm.

Áður en kjarni rafhlöðunnar með hulstri er settur í kassann þarf að framkvæma Hi-Pot próf á 200~500V (til að prófa hvort háspennurafhlöðan sé skammhlaupin) og einnig þarf að ryksuga til að stjórna ryki áður en hún er sett í kassann. Þrír helstu stjórnunarpunktar litíumrafhlöður eru raki, rispur og ryk. Eftir að fyrri ferlinu er lokið skal setja neðri þéttinguna í botn rafhlöðukjarnans, beygja jákvæða rafskautsplötuna þannig að yfirborðið snúi að gatinu á vafningi rafhlöðukjarnans og að lokum setja hana lóðrétt inn í stálhjúpinn eða álhjúpinn. Ef við tökum gerð 18650 sem dæmi, ytra þvermál ≈ 18 mm + hæð ≈ 71,5 mm. Þegar þversniðsflatarmál vafinna kjarnans er minna en innra þversniðsflatarmál stálhjúpsins, er innsetningarhlutfall stálhjúpsins um það bil 97% til 98,5%. Vegna þess að taka þarf tillit til endurkastsgildis pólstykkisins og hversu mikið vökvann kemst inn við síðari innspýtingu. Sama ferli og yfirborðsundirlagið felur í sér samsetningu efri undirlagsins. Umhverfishitastig verkstæðisins ætti að vera ≤23℃ og döggpunkturinn ætti að vera ≤-40℃.

RúllandiLóðpinninn (venjulega úr kopar eða málmblöndu) er settur inn í miðju lóðkjarnans. Algengir suðupinnar eru Φ2,5 * 1,6 mm og suðustyrkur neikvæða rafskautsins ætti að vera ≥12N til að vera viðurkenndur. Ef hann er of lágur mun hann auðveldlega valda sýndarlóðun og of mikilli innri viðnámi. Ef hann er of hár er auðvelt að suða nikkellagið af yfirborði stálhjúpsins, sem leiðir til lóðtenginga, sem leiðir til falinna hættu eins og ryðs og leka. Einfaldasta skilningurinn á veltingargróp er að festa vafinn rafhlöðukjarna á hlífina án þess að hrista. Í framleiðsluferli þessarar litíumrafhlöðu skal sérstaklega gæta að því að passa saman þversniðshraða og langsum pressuhraða til að forðast að skera hlífina á of miklum þversniðshraða og nikkellagið í hakinu mun detta af ef langsum hraðinn er of mikill eða hæð haksins mun verða fyrir áhrifum og þéttingin mun verða fyrir áhrifum. Nauðsynlegt er að athuga hvort ferlisgildi fyrir dýpt, lengd og hæð grópsins séu í samræmi við staðlana (með hagnýtum og fræðilegum útreikningum). Algengar stærðir helluborða eru 1,0, 1,2 og 1,5 mm. Eftir að veltingunni er lokið þarf að ryksuga alla vélina aftur til að forðast málmleifar. Lofttæmingarstigið ætti að vera ≤-0,065 MPa og sogunartíminn ætti að vera 1~2 sekúndur. Kröfur um umhverfishita í þessari verkstæði eru ≤23℃ og döggpunkturinn er ≤-40℃. Bakstur rafhlöðukjarna Eftir að sívalningslaga rafhlöðublöðin hafa verið rúlluð og grópuð er næsta framleiðsluferli litíumrafhlöðu mjög mikilvægt: bakstur. Við framleiðslu rafhlöðufrumna er ákveðið magn raka bætt við. Ef ekki er hægt að stjórna rakanum innan staðlaðs tímaramma mun það hafa alvarleg áhrif á afköst og öryggi rafhlöðunnar. Almennt er notaður sjálfvirkur lofttæmisofn til baksturs. Raðið frumunum sem á að baka snyrtilega, setjið þurrkefnið í ofninn, stillið stillingarnar og hækkaðu hitastigið í 85°C (t.d. litíum járnfosfat rafhlöður). Eftirfarandi eru bökunarstaðlar fyrir nokkrar mismunandi forskriftir rafhlöðufrumna:

VökvainnspýtingFramleiðsluferli litíumrafhlöðu felur í sér rakaprófanir á bökuðum rafhlöðufrumum. Aðeins eftir að fyrri bökunarstaðlar eru uppfylltir er hægt að halda áfram í næsta skref: sprauta rafvökvanum inn. Setjið bökuðu rafhlöðurnar fljótt í lofttæmda hanskahólfið, vigtið og skráið þyngdina, setjið á sprautubikann og bætið við hönnuðri þyngd rafvökvans í bikarinn (venjulega er framkvæmd vökvadýfð rafhlöðuprófun: setjið rafhlöðuna í miðju bikarsins). Setjið rafhlöðukjarna í rafvökvann, leggið hann í bleyti um tíma, prófið hámarks vökvagleypni rafhlöðunnar (venjulega fyllið vökvann í samræmi við tilraunarúmmál), setjið hana í lofttæmda kassa til að lofttæma (lofttæmd ≤ -0,09 MPa) og flýtið fyrir því að rafvökvinn smýgi inn í rafskautið. Eftir nokkrar lotur skal fjarlægja rafhlöðubitana og vigtað þá. Reiknið út hvort sprautumagnið uppfyllir hönnunargildið. Ef það er minna þarf að fylla á. Ef það er of mikið skal einfaldlega hella af umframmagninu þar til hönnunarkröfurnar eru uppfylltar. Umhverfi hanskahólfsins krefst hitastigs ≤23℃ og döggpunkts ≤-45℃.

SuðuVið framleiðslu á litíumrafhlöðum ætti að setja rafhlöðulokið í hanskahólfið fyrirfram og festa rafhlöðulokið á neðri hluta ofursuðuvélarinnar með annarri hendi og halda á rafhlöðukjarnanum með hinni hendinni. Stilltu jákvæða tengipunkti rafhlöðunnar saman við tengipunkt loksins. Eftir að hafa staðfest að jákvæði tengipunkturinn sé í takt við tengipunkt loksins, stígðu á ómsuðuvélina. Stígðu síðan á fótrofa suðuvélarinnar. Að lokum ætti að skoða rafhlöðueininguna vandlega til að athuga suðuáhrif lóðflipanna.

Athugaðu hvort lóðfliparnir séu í takt.

Togið varlega í lóðflipann til að sjá hvort hann sé laus.

Rafhlöður þar sem rafhlöðulokið er ekki vel soðið þarf að suða aftur.