Mit der rasanten Entwicklung derLithium BatterieIndustrie erweitern sich die Anwendungsszenarien von Lithiumbatterien immer weiter und werden zu einem unverzichtbaren Energiegerät im Leben und Arbeiten der Menschen.Wenn es um den Produktionsprozess von Herstellern kundenspezifischer Lithiumbatterien geht, umfasst der Herstellungsprozess von Lithiumbatterien hauptsächlich Zutaten, Beschichten, Blechieren, Vorbereiten, Wickeln, Schälen, Rollen, Backen, Flüssigkeitseinspritzung, Schweißen usw. Im Folgenden werden die wichtigsten Punkte vorgestellt Der Herstellungsprozess von Lithiumbatterien.Inhaltsstoffe der positiven Elektrode Die positive Elektrode von Lithiumbatterien besteht aus aktiven Materialien, Leitmitteln, Klebstoffen usw. Zunächst werden die Rohstoffe bestätigt und gebacken.Im Allgemeinen muss das leitfähige Mittel 8 Stunden lang bei ≈120℃ gebrannt werden, und der PVDF-Kleber muss 8 Stunden lang bei ≈80℃ gebrannt werden.Ob aktive Materialien (LFP, NCM usw.) gebacken und getrocknet werden müssen, hängt vom Zustand der Rohstoffe ab.Derzeit erfordert die allgemeine Werkstatt für Lithiumbatterien eine Temperatur von ≤ 40 °C und eine Luftfeuchtigkeit von ≤ 25 % RH.Nach Abschluss der Trocknung muss PVDF-Kleber (PVDF-Lösungsmittel, NMP-Lösung) im Voraus vorbereitet werden.Die Qualität des PVDF-Klebers ist entscheidend für den Innenwiderstand und die elektrische Leistung der Batterie.Zu den Faktoren, die den Klebstoffauftrag beeinflussen, gehören Temperatur und Rührgeschwindigkeit.Je höher die Temperatur, desto gelber wird der Kleber und desto schlechter wird die Haftung.Bei zu hoher Mischgeschwindigkeit kann der Kleber leicht beschädigt werden.Die spezifische Drehzahl hängt von der Größe der Dispergierscheibe ab.Im Allgemeinen beträgt die lineare Geschwindigkeit der Dispergierscheibe 10–15 m/s (je nach Ausstattung).Zu diesem Zeitpunkt muss der Mischtank das zirkulierende Wasser einschalten und die Temperatur sollte ≤30 °C betragen.

Fügen Sie die Kathodenaufschlämmung portionsweise hinzu.Zu diesem Zeitpunkt müssen Sie auf die Reihenfolge beim Hinzufügen von Materialien achten.Geben Sie zuerst das aktive Material und das leitfähige Mittel hinzu, rühren Sie langsam um und fügen Sie dann den Kleber hinzu.Auch die Zuführzeit und das Zuführverhältnis müssen strikt an den Produktionsprozess der Lithiumbatterie angepasst werden.Zweitens müssen die Rotationsgeschwindigkeit und die Rotationsgeschwindigkeit der Ausrüstung streng kontrolliert werden.Im Allgemeinen sollte die lineare Dispersionsgeschwindigkeit über 17 m/s liegen.Dies hängt von der Leistung des Geräts ab.Verschiedene Hersteller unterscheiden sich stark.Kontrollieren Sie auch das Vakuum und die Temperatur des Mischens.In diesem Stadium müssen die Partikelgröße und die Viskosität der Aufschlämmung regelmäßig erfasst werden.Die Partikelgröße und Viskosität hängen eng mit dem Feststoffgehalt, den Materialeigenschaften, der Zufuhrreihenfolge und dem Herstellungsprozess der Lithiumbatterie zusammen.Zu diesem Zeitpunkt erfordert der herkömmliche Prozess eine Temperatur von ≤ 30 °C, eine Luftfeuchtigkeit von ≤ 25 % RH und einen Vakuumgrad von ≤ -0,085 MPa.Übertragen Sie die Aufschlämmung in einen Transfertank oder eine Lackiererei.Nachdem die Gülle abtransportiert wurde, muss sie gesiebt werden.Der Zweck besteht darin, große Partikel zu filtern, ferromagnetische und andere Substanzen auszufällen und zu entfernen.Große Partikel greifen die Beschichtung an und können eine übermäßige Selbstentladung der Batterie oder die Gefahr eines Kurzschlusses verursachen;Zu viel ferromagnetisches Material in der Aufschlämmung kann zu einer übermäßigen Selbstentladung der Batterie und anderen Defekten führen.Die Prozessanforderungen dieses Herstellungsprozesses für Lithiumbatterien sind: Temperatur ≤ 40 °C, Luftfeuchtigkeit ≤ 25 % relative Luftfeuchtigkeit, Siebmaschengröße ≤ 100 Mesh und Partikelgröße ≤ 15 µm.

Negative ElektrodeInhaltsstoffe: Die negative Elektrode einer Lithiumbatterie besteht aus aktivem Material, leitfähigem Mittel, Bindemittel und Dispergiermittel.Bestätigen Sie zunächst die Rohstoffe.Das herkömmliche Anodensystem ist ein wasserbasierter Mischprozess (das Lösungsmittel ist entionisiertes Wasser), sodass keine besonderen Trocknungsanforderungen für die Rohstoffe bestehen.Für den Herstellungsprozess von Lithiumbatterien muss die Leitfähigkeit von entionisiertem Wasser ≤1us/cm betragen.Werkstattanforderungen: Temperatur ≤40℃, Luftfeuchtigkeit ≤25 % RH.Kleber vorbereiten.Nachdem die Rohstoffe festgelegt sind, muss zunächst der Leim (bestehend aus CMC und Wasser) vorbereitet werden.Gießen Sie nun den Graphit C und das leitfähige Mittel zum Trockenmischen in einen Mischer.Es wird empfohlen, nicht zu saugen oder zirkulierendes Wasser einzuschalten, da die Partikel beim Trockenmischen extrudiert, gerieben und erhitzt werden.Die Rotationsgeschwindigkeit beträgt niedrige Geschwindigkeit 15–20 U/min, der Schabe- und Schleifzyklus beträgt 2–3 Mal und die Intervallzeit beträgt ≈15 Minuten.Gießen Sie den Kleber in den Mixer und beginnen Sie mit dem Absaugen (≤-0,09 MPa).Drücken Sie den Gummi zweimal mit einer niedrigen Geschwindigkeit von 15 bis 20 U/min zusammen, passen Sie dann die Geschwindigkeit an (niedrige Geschwindigkeit 35 U/min, hohe Geschwindigkeit 1200 bis 1500 U/min) und lassen Sie ihn etwa 15 bis 60 Minuten lang laufen, je nach Nassverfahren des jeweiligen Herstellers.Zum Schluss das SBR in den Mixer geben.Es wird empfohlen, bei niedriger Geschwindigkeit zu rühren, da SBR ein langkettiges Polymer ist.Wenn die Rotationsgeschwindigkeit über einen längeren Zeitraum zu hoch ist, bricht die Molekülkette leicht und verliert an Aktivität.Es wird empfohlen, 10–20 Minuten lang bei einer niedrigen Geschwindigkeit von 35–40 U/min und einer hohen Geschwindigkeit von 1200–1800 U/min zu rühren.Testviskosität (2000–4000 mPa.s), Partikelgröße (35 um≤), Feststoffgehalt (40–70 %), Vakuumgrad und Siebmasche (≤100 Mesh).Spezifische Prozesswerte variieren je nach den physikalischen Eigenschaften des Materials und dem Mischprozess.Die Werkstatt erfordert eine Temperatur von ≤30℃ und eine Luftfeuchtigkeit von ≤25 % RH.Beschichtung der Kathodenbeschichtung Der Herstellungsprozess für Lithiumbatterien bezieht sich auf das Extrudieren oder Aufsprühen der Kathodenaufschlämmung auf die AB-Oberfläche des Aluminiumstromkollektors mit einer Einzelflächendichte von ≈20 bis 40 mg/cm2 (ternärer Lithiumbatterietyp).Die Ofentemperatur liegt im Allgemeinen über 4 bis 8 Knoten, und die Backtemperatur jedes Abschnitts wird je nach tatsächlichem Bedarf zwischen 95 °C und 120 °C eingestellt, um Querrisse und Lösungsmitteltropfen während der Backrissbildung zu vermeiden.Das Geschwindigkeitsverhältnis der Transferbeschichtungswalze beträgt 1,1-1,2 und die Spaltposition wird um 20-30 µm verkleinert, um eine übermäßige Verdichtung der Etikettenposition aufgrund von Rückständen während des Batteriezyklus zu vermeiden, was zu einer Lithiumausfällung führen kann.Beschichtungsfeuchtigkeit ≤2000–3000 ppm (je nach Material und Prozess).Die Temperatur der positiven Elektrode in der Werkstatt beträgt ≤30℃ und die Luftfeuchtigkeit beträgt ≤25 %.Das schematische Diagramm sieht wie folgt aus: Schematisches Diagramm des Beschichtungsbandes

DerHerstellung von LithiumbatterienProzess vonBeschichtung der negativen Elektrodebezieht sich auf das Extrudieren oder Aufsprühen einer negativen Elektrodenaufschlämmung auf die AB-Oberfläche des Kupferstromkollektors.Einzelflächendichte ≈ 10~15 mg/cm2.Die Temperatur des Beschichtungsofens besteht im Allgemeinen aus 4–8 Abschnitten (oder mehr), und die Backtemperatur jedes Abschnitts beträgt 80℃~105℃.Sie kann je nach Bedarf angepasst werden, um Backrisse und Querrisse zu vermeiden.Das Geschwindigkeitsverhältnis der Übertragungswalze beträgt 1,2-1,3, der Spalt ist um 10-15 um verdünnt, die Farbkonzentration beträgt ≤3000 ppm, die Temperatur der negativen Elektrode in der Werkstatt beträgt ≤30℃ und die Luftfeuchtigkeit beträgt ≤25 %.Nachdem die positive Beschichtung der positiven Platte getrocknet ist, muss die Trommel innerhalb der Prozesszeit ausgerichtet werden.Mit der Walze wird das Elektrodenblech (die Masse des Verbandes pro Volumeneinheit) verdichtet.Derzeit gibt es im Herstellungsprozess von Lithiumbatterien zwei Pressverfahren für positive Elektroden: Heißpressen und Kaltpressen.Im Vergleich zum Kaltpressen weist das Heißpressen eine höhere Verdichtung und eine geringere Rückprallrate auf.Allerdings ist der Kaltpressvorgang relativ einfach und leicht zu bedienen und zu kontrollieren.Die Hauptausrüstung der Walze besteht darin, die folgenden Prozesswerte zu erreichen: Verdichtungsdichte, Rückprallrate und Dehnung.Dabei ist zu beachten, dass spröde Späne, harte Klumpen, heruntergefallene Materialien, wellige Kanten usw. nicht auf der Oberfläche des Stangenstücks und Brüche in den Lücken zulässig sind.Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Temperatur der Werkstattumgebung: ≤23℃, die Luftfeuchtigkeit: ≤25 %.Die wahre Dichte aktueller konventioneller Materialien:

Häufig verwendete Verdichtung:

Rückprallrate: allgemeiner Rückprall 2–3 μm

Dehnung: Das positive Elektrodenblatt beträgt im Allgemeinen ≈1,002

Nachdem die positive Elektrodenrolle fertiggestellt ist, besteht der nächste Schritt darin, das gesamte Elektrodenstück in kleine Streifen gleicher Breite (entsprechend der Höhe der Batterie) zu teilen.Achten Sie beim Schlitzen auf die Grate des Polstücks.Es ist notwendig, die Polschuhe mit Hilfe zweidimensionaler Geräte umfassend auf Grate in X- und Y-Richtung zu prüfen.Längsgratlängenprozess Y≤1/2 H Membrandicke.Die Umgebungstemperatur der Werkstatt sollte ≤23℃ betragen und der Taupunkt sollte ≤-30℃ betragen.Der Herstellungsprozess von negativen Elektrodenblättern für negative Elektrodenblätter von Lithiumbatterien ist der gleiche wie der von positiven Elektroden, das Prozessdesign ist jedoch unterschiedlich.Die Umgebungstemperatur der Werkstatt sollte ≤23℃ und die Luftfeuchtigkeit ≤25 % betragen.Wahre Dichte gängiger negativer Elektrodenmaterialien:

Häufig verwendete Verdichtung der negativen Elektrode: Rückprallrate: Allgemeiner Rückprall 4-8 um Dehnung: Positive Platte im Allgemeinen ≈ 1,002 Der Produktionsprozess des Abisolierens der positiven Elektrode von Lithiumbatterien ähnelt dem Abisolierprozess der positiven Elektrode, und beide müssen die Grate in X und kontrollieren Y-Richtungen.Die Umgebungstemperatur der Werkstatt sollte ≤23℃ betragen und der Taupunkt sollte ≤-30℃ betragen.Nachdem die positive Platte zum Abziehen bereit ist, muss die positive Platte getrocknet werden (120 °C), und dann wird das Aluminiumblech geschweißt und verpackt.Bei diesem Vorgang müssen Laschenlänge und Leistenbreite berücksichtigt werden.Am Beispiel des **650-Designs (z. B. der 18650-Batterie) dient das Design mit freiliegenden Laschen hauptsächlich dazu, die sinnvolle Zusammenarbeit der Kathodenlaschen beim Kappen- und Rollnutschweißen zu berücksichtigen.Liegen die Pollaschen zu lange frei, kann es beim Walzvorgang leicht zu einem Kurzschluss zwischen Pollaschen und Stahlmantel kommen.Ist die Lasche zu kurz, lässt sich die Kappe nicht löten.Derzeit gibt es zwei Arten von Ultraschallschweißköpfen: lineare und punktförmige.In häuslichen Prozessen werden aus Gründen des Überstroms und der Schweißfestigkeit meist lineare Schweißköpfe verwendet.Darüber hinaus wird Hochtemperaturkleber zum Abdecken der Lötfahnen verwendet, hauptsächlich um die Gefahr von Kurzschlüssen durch Metallgrate und Metallspäne zu vermeiden.Die Umgebungstemperatur der Werkstatt sollte ≤23℃ betragen, der Taupunkt sollte ≤-30℃ betragen und der Kathodenfeuchtigkeitsgehalt sollte ≤500-1000ppm betragen.

Vorbereitung der NegativplatteDie Negativplatte muss getrocknet werden (105–110 °C), dann werden die Nickelbleche verschweißt und verpackt.Auch die Länge der Lötfahnen und die Formungsbreite müssen berücksichtigt werden.Die Umgebungstemperatur der Werkstatt sollte ≤23℃ betragen, der Taupunkt sollte ≤-30℃ betragen und der Feuchtigkeitsgehalt der negativen Elektrode sollte ≤500-1000ppm betragen.Beim Wickeln werden der Separator, das positive Elektrodenblech und das negative Elektrodenblech durch eine Wickelmaschine zu einem Eisenkern gewickelt.Das Prinzip besteht darin, die positive Elektrode mit der negativen Elektrode zu umwickeln und dann die positive und negative Elektrode durch einen Separator zu trennen.Da die negative Elektrode des herkömmlichen Systems die Steuerelektrode des Batteriedesigns ist, ist die Kapazitätsauslegung höher als die der positiven Elektrode, sodass beim Formationsladen das Li+ der positiven Elektrode in der „Leerstelle“ von gespeichert werden kann die negative Elektrode.Beim Wickeln muss besonders auf die Wickelspannung und die Polstückanordnung geachtet werden.Eine zu geringe Wickelspannung beeinträchtigt den Innenwiderstand und die Einführgeschwindigkeit des Gehäuses.Bei zu hoher Spannung besteht die Gefahr eines Kurzschlusses oder Absplitterns.Die Ausrichtung bezieht sich auf die relative Position der negativen Elektrode, der positiven Elektrode und des Separators.Die Breite der negativen Elektrode beträgt 59,5 mm, die der positiven Elektrode 58 mm und der Separator 61 mm.Die drei werden während der Wiedergabe ausgerichtet, um die Gefahr von Kurzschlüssen zu vermeiden.Die Wickelspannung liegt im Allgemeinen zwischen 0,08 und 0,15 MPa für den Pluspol, 0,08 bis 0,15 MPa für den Minuspol, 0,08 bis 0,15 MPa für die obere Membran und 0,08 bis 0,15 MPa für die untere Membran.Spezifische Anpassungen hängen von der Ausrüstung und dem Prozess ab.Die Umgebungstemperatur dieser Werkstatt beträgt ≤23℃, der Taupunkt beträgt ≤-30℃ und der Feuchtigkeitsgehalt beträgt ≤500-1000 ppm.

Bevor der ummantelte Batteriekern in das Gehäuse eingebaut wird, ist ein Hi-Pot-Test mit 200 bis 500 V erforderlich (um zu testen, ob die Hochspannungsbatterie kurzgeschlossen ist), und es ist auch ein Staubsaugen erforderlich, um Staub vor dem Einbau weiter zu kontrollieren der Fall.Die drei Hauptkontrollpunkte von Lithiumbatterien sind Feuchtigkeit, Grate und Staub.Nachdem der vorherige Vorgang abgeschlossen ist, setzen Sie die untere Dichtung in die Unterseite des Batteriekerns ein, biegen Sie das positive Elektrodenblech so, dass die Oberfläche zum Stiftloch der Batteriekernwicklung zeigt, und führen Sie es schließlich vertikal in das Stahlgehäuse oder Aluminiumgehäuse ein.Am Beispiel des Typs 18650 beträgt der Außendurchmesser ≈ 18 mm + Höhe ≈ 71,5 mm.Wenn die Querschnittsfläche des gewickelten Kerns kleiner ist als die innere Querschnittsfläche des Stahlgehäuses, beträgt die Einführrate des Stahlgehäuses etwa 97 % bis 98,5 %.Denn der Rückprallwert des Polstücks und der Grad der Flüssigkeitseindringung beim späteren Einspritzen müssen berücksichtigt werden.Derselbe Prozess wie bei der Oberflächenunterlage umfasst die Montage der oberen Unterlage.Die Umgebungstemperatur der Werkstatt sollte ≤23℃ betragen und der Taupunkt sollte ≤-40℃ betragen.

Rollenfügt einen Lötstift (normalerweise aus Kupfer oder einer Legierung) in die Mitte des Lötkerns ein.Üblicherweise verwendete Schweißstifte haben einen Durchmesser von Φ2,5*1,6 mm und die Schweißfestigkeit der negativen Elektrode sollte ≥12 N betragen, um qualifiziert zu sein.Ist er zu niedrig, kommt es leicht zu virtuellem Löten und zu hohem Innenwiderstand.Wenn er zu hoch ist, kann es leicht zu einem Abschweißen der Nickelschicht auf der Oberfläche des Stahlgehäuses kommen, was zu Lötstellen führt, die zu versteckten Gefahren wie Rost und Undichtigkeiten führen.Das einfache Verständnis von Rolling Groove besteht darin, den gewickelten Batteriekern am Gehäuse zu befestigen, ohne ihn zu schütteln.Beim Herstellungsprozess dieser Lithiumbatterie sollte besonderes Augenmerk auf die Abstimmung der Querextrusionsgeschwindigkeit und der Längspressgeschwindigkeit gelegt werden, um zu vermeiden, dass das Gehäuse mit einer zu hohen Quergeschwindigkeit geschnitten wird und die Nickelschicht der Kerbe sonst abfällt Die Längsgeschwindigkeit ist zu hoch oder die Höhe der Kerbe wird beeinträchtigt und die Abdichtung wird beeinträchtigt.Es ist zu prüfen, ob die Prozesswerte für Nuttiefe, -ausdehnung und -höhe den Normen entsprechen (durch praktische und theoretische Berechnungen).Gängige Kochfeldgrößen sind 1,0, 1,2 und 1,5 mm.Nachdem die Rollnut fertiggestellt ist, muss die gesamte Maschine erneut abgesaugt werden, um Metallrückstände zu vermeiden.Der Vakuumgrad sollte ≤ -0,065 MPa betragen und die Vakuumierzeit sollte 1 bis 2 Sekunden betragen.Die Umgebungstemperaturanforderungen dieser Werkstatt betragen ≤23℃ und der Taupunkt beträgt ≤-40℃.Backen des Batteriekerns Nachdem die zylindrischen Batteriebleche gerollt und gerillt wurden, ist der nächste Herstellungsprozess für Lithiumbatterien sehr wichtig: das Backen.Bei der Herstellung von Batteriezellen wird eine gewisse Menge Feuchtigkeit eingetragen.Wenn die Feuchtigkeit nicht rechtzeitig innerhalb des Standardbereichs kontrolliert werden kann, werden die Leistung und Sicherheit der Batterie ernsthaft beeinträchtigt.Im Allgemeinen wird zum Backen ein automatischer Vakuumofen verwendet.Ordnen Sie die zu backenden Zellen ordentlich an, geben Sie das Trockenmittel in den Ofen, stellen Sie die Parameter ein und erhöhen Sie die Temperatur auf 85 °C (am Beispiel von Lithium-Eisenphosphat-Batterien).Im Folgenden sind die Backstandards für verschiedene Spezifikationen von Batteriezellen aufgeführt:

FlüssigkeitsinjektionDer Herstellungsprozess von Lithiumbatterien umfasst Feuchtigkeitstests der gebackenen Batteriezellen.Erst wenn die bisherigen Backstandards erreicht sind, können Sie mit dem nächsten Schritt fortfahren: dem Einspritzen des Elektrolyten.Legen Sie die ausgebackenen Batterien schnell in das Vakuum-Handschuhfach, wiegen und notieren Sie das Gewicht, setzen Sie den Injektionsbecher auf und geben Sie das vorgesehene Gewicht an Elektrolyt in den Becher (normalerweise wird ein in Flüssigkeit eingetauchter Batterietest durchgeführt: Legen Sie die Batterie in den Becher Mitte).Legen Sie den Batteriekern in den Elektrolyten, lassen Sie ihn eine Zeit lang einweichen, testen Sie die maximale Flüssigkeitsaufnahmekapazität der Batterie (füllen Sie normalerweise die Flüssigkeit entsprechend dem experimentellen Volumen auf), legen Sie ihn zum Vakuumieren in eine Vakuumbox (Vakuumgrad ≤ - 0,09 MPa) und beschleunigen das Eindringen des Elektrolyten in die Elektrode.Entfernen Sie nach mehreren Zyklen die Batterieteile und wiegen Sie sie.Berechnen Sie, ob das Injektionsvolumen dem Auslegungswert entspricht.Wenn es weniger ist, muss es wieder aufgefüllt werden.Wenn zu viel vorhanden ist, gießen Sie den Überschuss einfach ab, bis Sie den Designanforderungen entsprechen.Die Umgebung des Handschuhfachs erfordert eine Temperatur von ≤23℃ und einen Taupunkt von ≤-45℃.

SchweißenWährend dieses Herstellungsprozesses für Lithiumbatterien sollte die Batterieabdeckung im Voraus in das Handschuhfach gelegt werden, und die Batterieabdeckung sollte mit einer Hand an der unteren Form des Superschweißgeräts befestigt werden, und der Batteriekern sollte mit der anderen Hand gehalten werden Hand.Richten Sie die Plusklemme der Batteriezelle an der Anschlussklemme der Abdeckung aus.Nachdem Sie sich vergewissert haben, dass die positive Anschlussfahne mit der Anschlussfahne der Kappe übereinstimmt, steigen Sie auf das Ultraschallschweißgerät.Anschließend betätigen Sie den Fußschalter des Schweißgerätes.Anschließend sollte die Batterieeinheit vollständig überprüft werden, um die Schweißwirkung der Lötfahnen zu überprüfen.

Beobachten Sie, ob die Lötfahnen ausgerichtet sind.

Ziehen Sie vorsichtig an der Lötfahne, um festzustellen, ob sie locker ist.

Batterien, deren Batteriedeckel nicht fest verschweißt ist, müssen nachgeschweißt werden.