Ang front-end na proseso sa produksyon ng baterya ng lithium

Ang mga baterya ng ithium-ion ay may malawak na hanay ng mga aplikasyon. Ayon sa pag-uuri ng mga lugar ng aplikasyon, maaari itong nahahati sa baterya para sa imbakan ng enerhiya, baterya ng kuryente at baterya para sa consumer electronics.

  • Sinasaklaw ng baterya para sa pag-iimbak ng enerhiya ang pag-iimbak ng enerhiya ng komunikasyon, pag-iimbak ng enerhiya ng kuryente, mga sistema ng distributed na enerhiya, atbp.;
  • Ang baterya ng kuryente ay pangunahing ginagamit sa larangan ng kapangyarihan, na nagsisilbi sa merkado kabilang ang mga bagong sasakyang pang-enerhiya, mga electric forklift, atbp.;
  • Sinasaklaw ng baterya para sa consumer electronics ang consumer at industrial field, kabilang ang smart metering, intelligent na seguridad, intelligent na transportasyon, Internet of Things, atbp.

锂离子电池结构及工作示意图

Ang Lithium-ion na baterya ay isang kumplikadong sistema, pangunahin na binubuo ng anode, cathode, electrolyte, separator, kasalukuyang kolektor, binder, conductive agent at iba pa, na kinasasangkutan ng mga reaksyon kabilang ang electrochemical reaction ng anode at cathode, lithium ion conduction at electronic conduction, pati na rin ang heat diffusion.

Ang proseso ng paggawa ng mga baterya ng lithium ay medyo mahaba, at higit sa 50 mga proseso ang kasangkot sa proseso.

 企业微信截图_20230831150744

Ang mga baterya ng lithium ay maaaring nahahati sa mga cylindrical na baterya, mga square aluminum shell na baterya, mga pouch na baterya at mga blade na baterya ayon sa anyo. Mayroong ilang mga pagkakaiba sa kanilang proseso ng produksyon, ngunit sa pangkalahatan ang proseso ng pagmamanupaktura ng baterya ng lithium ay maaaring nahahati sa front-end na proseso (manupaktura ng electrode), middle-stage na proseso (cell synthesis), at back-end na proseso (formation at packaging).

Ang front-end na proseso ng paggawa ng baterya ng lithium ay ipakikilala sa artikulong ito.

Ang layunin ng produksyon ng front-end na proseso ay upang makumpleto ang paggawa ng elektrod (anode at cathode). Kabilang sa pangunahing proseso nito ang: slurrying/mixing, coating, calendering, slitting, at die cutting.

 

Pag-slurry/Paghahalo

Ang slurrying/mixing ay upang ihalo nang pantay-pantay ang solid battery materials ng anode at cathode at pagkatapos ay magdagdag ng solvent para makagawa ng slurry. Ang paghahalo ng slurry ay ang panimulang punto ng harap na dulo ng linya, at ito ang panimula sa pagkumpleto ng kasunod na coating, calendering at iba pang mga proseso.

Ang lithium battery slurry ay nahahati sa positive electrode slurry at negative electrode slurry. Ilagay ang mga aktibong substance, conductive carbon, pampalapot, binder, additive, solvent, atbp. sa mixer sa proporsyon, Sa pamamagitan ng paghahalo, makakuha ng pare-parehong dispersion ng solid-liquid suspension slurry para sa coating.

Ang mataas na kalidad na paghahalo ay ang batayan para sa mataas na kalidad na pagkumpleto ng kasunod na proseso, na direkta o hindi direktang makakaapekto sa pagganap ng kaligtasan at pagganap ng electrochemical ng baterya.

 

Patong

Ang coating ay ang proseso ng pag-coat ng positive active material at negative active material sa aluminum at copper foil ayon sa pagkakabanggit, at pinagsama ang mga ito sa conductive agents at binder para makabuo ng electrode sheet. Pagkatapos ay aalisin ang mga solvent sa pamamagitan ng pagpapatuyo sa oven upang ang solidong sangkap ay madikit sa substrate upang makagawa ng positibo at negatibong electrode sheet coil.

Cathode at anode coating

Mga materyales ng cathode: May tatlong uri ng mga materyales: laminated structure, spinel structure at olivine structure, na naaayon sa ternary materials (at lithium cobaltate), lithium manganate (LiMn2O4) at lithium iron phosphate (LiFePO4) ayon sa pagkakabanggit.

Mga materyales sa anode: Sa kasalukuyan, ang mga materyales ng anode na ginagamit sa komersyal na baterya ng lithium-ion ay pangunahing kasama ang mga materyales na carbon at mga materyal na hindi carbon. Kabilang sa mga ito, ang mga carbon material ay kinabibilangan ng graphite anode, na siyang pinaka ginagamit sa kasalukuyan, at disordered carbon anode, hard carbon, soft carbon, atbp.; Ang mga non-carbon na materyales ay kinabibilangan ng silicon-based anode, lithium titanate (LTO) at iba pa.

Bilang pangunahing link ng front-end na proseso, ang kalidad ng pagpapatupad ng proseso ng coating ay lubos na nakakaapekto sa pagkakapare-pareho, kaligtasan at cycle ng buhay ng tapos na baterya.

 

Pag-calendaryo

Ang pinahiran na elektrod ay karagdagang siksik ng roller, upang ang aktibong sangkap at ang kolektor ay malapit na makipag-ugnayan sa isa't isa, na binabawasan ang distansya ng paggalaw ng mga electron, binabaan ang kapal ng elektrod, pinatataas ang kapasidad ng paglo-load. Kasabay nito, maaari nitong babaan ang panloob na resistensya ng baterya, dagdagan ang kondaktibiti, at pagbutihin ang rate ng paggamit ng volume ng baterya upang mapataas ang kapasidad ng baterya.

Ang flatness ng elektrod pagkatapos ng proseso ng calendering ay direktang makakaapekto sa epekto ng kasunod na proseso ng slitting. Ang pagkakapareho ng aktibong sangkap ng elektrod ay hindi direktang makakaapekto sa pagganap ng cell.

 

Slitting

Ang slitting ay ang tuluy-tuloy na paayon na pagputol ng isang malawak na electrode coil sa makitid na hiwa ng kinakailangang lapad. Sa slitting, ang electrode ay nakatagpo ng shear action at nasira, Ang gilid ng flatness pagkatapos ng slitting (walang burr at flexing) ang susi sa pagsusuri sa performance.

Kasama sa proseso ng paggawa ng electrode ang welding electrode tab, paglalagay ng protective adhesive na papel, pagbabalot ng electrode tab at paggamit ng laser upang i-cut ang electrode tab para sa kasunod na proseso ng winding. Ang die-cutting ay para tatakan at hubugin ang coated electrode para sa kasunod na proseso.

Dahil sa mataas na mga kinakailangan para sa pagganap ng kaligtasan ng mga baterya ng lithium-ion, ang katumpakan, katatagan at automation ng mga kagamitan ay lubos na hinihiling sa proseso ng pagmamanupaktura ng baterya ng lithium.

Bilang nangunguna sa mga kagamitan sa pagsukat ng lithium electrode, ang Dacheng Precision ay naglunsad ng isang serye ng mga produkto para sa pagsukat ng elektrod sa front-end na proseso ng paggawa ng baterya ng lithium, tulad ng X/β-ray area density gauge, CDM thickness at areal density gauge, laser thickness gauge at iba pa.

 kagamitan sa pagsukat

  • Super X-Ray area density gauge

Naaangkop ito sa pagsukat ng higit sa 1600 mm na lapad ng coating, sumusuporta sa ultra-high-speed na pag-scan, at nakakatuklas ng mga detalyadong feature gaya ng mga manipis na bahagi, mga gasgas, at mga ceramic na gilid. Makakatulong ito sa closed-loop coating.

  •  X/β-ray area density gauge

Ito ay ginagamit sa proseso ng patong ng electrode ng baterya at ang proseso ng separator ceramic coating upang magsagawa ng online na pagsusuri ng area density ng sinusukat na bagay.

  •  Ang kapal ng CDM at sukat ng density ng lugar

Maaari itong ilapat sa proseso ng patong: online na pagtuklas ng mga detalyadong tampok ng mga electrodes, tulad ng hindi nakuha na patong, kakulangan ng materyal, mga gasgas, mga contour ng kapal ng mga lugar ng pagnipis, pagtuklas ng kapal ng AT9, atbp.;

  •  Multi-frame na magkakasabay na sistema ng pagsukat sa pagsubaybay

Ito ay ginagamit para sa proseso ng patong ng katod at anode ng mga baterya ng lithium. Gumagamit ito ng maramihang mga frame sa pag-scan upang magsagawa ng mga kasabay na pagsukat sa pagsubaybay sa mga electrodes. Ang five-frame na kasabay na sistema ng pagsukat ng pagsubaybay ay nagagawang mag-inspeksyon ng basang pelikula, halaga ng net coating, at elektrod.

  •  Sukat ng kapal ng laser

Ito ay ginagamit upang makita ang elektrod sa proseso ng patong o proseso ng calendering ng mga baterya ng lithium.

  • Off-line na kapal at sukat ng sukat

Ito ay ginagamit upang makita ang kapal at sukat ng mga electrodes sa proseso ng patong o proseso ng calendering ng mga baterya ng lithium, na nagpapabuti sa kahusayan at pagkakapare-pareho.

 


Oras ng post: Aug-31-2023