Les bateries d'ió-itio tenen una àmplia gamma d'aplicacions. Segons la classificació de les àrees d'aplicació, es poden dividir en bateries per a emmagatzematge d'energia, bateries d'alimentació i bateries per a electrònica de consum.
- La bateria per a l'emmagatzematge d'energia cobreix l'emmagatzematge d'energia de comunicació, l'emmagatzematge d'energia elèctrica, els sistemes d'energia distribuïda, etc.;
- Les bateries d'energia s'utilitzen principalment en el camp de l'energia, servint al mercat, inclosos els vehicles de nova energia, les carretons elevadores elèctriques, etc.;
- Les bateries per a electrònica de consum cobreixen l'àmbit del consumidor i la indústria, incloent-hi la mesura intel·ligent, la seguretat intel·ligent, el transport intel·ligent, la Internet de les coses, etc.
La bateria de liti-ió és un sistema complex, compost principalment per un ànode, un càtode, un electròlit, un separador, un col·lector de corrent, un aglutinant, un agent conductor, etc., que implica reaccions com la reacció electroquímica de l'ànode i el càtode, la conducció d'ions de liti i la conducció electrònica, així com la difusió de calor.
El procés de producció de bateries de liti és relativament llarg i hi ha més de 50 processos implicats.
Les bateries de liti es poden dividir en bateries cilíndriques, bateries de carcassa quadrada d'alumini, bateries de bossa i bateries de fulla segons la forma. Hi ha algunes diferències en el seu procés de producció, però en general el procés de fabricació de bateries de liti es pot dividir en el procés frontal (fabricació d'elèctrodes), el procés de fase intermèdia (síntesi cel·lular) i el procés posterior (formació i empaquetament).
En aquest article s'introduirà el procés inicial de fabricació de bateries de liti.
L'objectiu de producció del procés frontal és completar la fabricació de l'elèctrode (ànode i càtode). El seu procés principal inclou: barreja/barreja, recobriment, calandrat, tall longitudinal i tall amb matrius.
Suspensió/Barreja
La barreja/barreja consisteix a barrejar uniformement els materials sòlids de la bateria de l'ànode i el càtode i després afegir dissolvent per formar la barreja. La barreja de la barreja és el punt inicial de la línia de producció i és el preludi per a la finalització del posterior recobriment, calandrat i altres processos.
La suspensió de bateria de liti es divideix en suspensió d'elèctrode positiu i suspensió d'elèctrode negatiu. Poseu les substàncies actives, el carboni conductor, l'espessent, l'aglutinant, l'additiu, el dissolvent, etc. al mesclador en proporció. En barrejar, obteniu una dispersió uniforme de la suspensió sòlid-líquid per al recobriment.
Una barreja d'alta qualitat és la base per a una finalització d'alta qualitat del procés posterior, que afectarà directament o indirectament el rendiment de seguretat i el rendiment electroquímic de la bateria.
Revestiment
El recobriment és el procés de recobrir el material actiu positiu i el material actiu negatiu sobre làmines d'alumini i coure respectivament, i combinar-los amb agents conductors i aglutinant per formar una làmina d'elèctrode. Els dissolvents s'eliminen assecant-los al forn de manera que la substància sòlida s'uneix al substrat per formar una bobina de làmina d'elèctrode positiu i negatiu.
Recobriment de càtodes i ànodes
Materials catòdics: Hi ha tres tipus de materials: estructura laminada, estructura d'espinel·la i estructura d'olivina, corresponents a materials ternaris (i cobaltat de liti), manganat de liti (LiMn2O4) i fosfat de ferro i liti (LiFePO4) respectivament.
Materials de l'ànode: Actualment, els materials de l'ànode utilitzats en bateries comercials de ions de liti inclouen principalment materials de carboni i materials no de carboni. Entre ells, els materials de carboni inclouen l'ànode de grafit, que és el més utilitzat actualment, i l'ànode de carboni desordenat, el carboni dur, el carboni tou, etc.; els materials no de carboni inclouen l'ànode basat en silici, el titanat de liti (LTO), etc.
Com a enllaç central del procés frontal, la qualitat d'execució del procés de recobriment afecta profundament la consistència, la seguretat i el cicle de vida de la bateria acabada.
Calandratge
L'elèctrode recobert es compacta encara més mitjançant un corró, de manera que la substància activa i el col·lector estiguin en contacte estret entre si, reduint la distància de moviment dels electrons, disminuint el gruix de l'elèctrode i augmentant la capacitat de càrrega. Al mateix temps, pot reduir la resistència interna de la bateria, augmentar la conductivitat i millorar la taxa d'utilització del volum de la bateria per tal d'augmentar la capacitat de la bateria.
La planitud de l'elèctrode després del procés de calandrat afectarà directament l'efecte del procés de tall posterior. La uniformitat de la substància activa de l'elèctrode també afectarà indirectament el rendiment de la cel·la.
Tallatge
El tall longitudinal continu d'una bobina d'elèctrode ampla en llesques estretes de l'amplada requerida. En el tall longitudinal, l'elèctrode experimenta una acció de cisallament i es trenca. La planitud de la vora després del tall (sense rebaves ni flexió) és la clau per examinar el rendiment.
El procés de fabricació d'elèctrode inclou la soldadura de la pestanya de l'elèctrode, l'aplicació de paper adhesiu protector, l'embolcall de la pestanya de l'elèctrode i l'ús de làser per tallar la pestanya de l'elèctrode per al procés de bobinatge posterior. El troquelat consisteix a estampar i donar forma a l'elèctrode recobert per al procés posterior.
A causa dels alts requisits de seguretat de les bateries de ions de liti, la precisió, l'estabilitat i l'automatització dels equips són molt exigents en el procés de fabricació de bateries de liti.
Com a líder en equips de mesura d'elèctrodes de liti, Dacheng Precision ha llançat una sèrie de productes per a la mesura d'elèctrodes en el procés frontal de fabricació de bateries de liti, com ara un mesurador de densitat areal de raigs X/β, un mesurador de gruix i densitat areal CDM, un mesurador de gruix làser, etc.
- Densímetre d'àrea de superraigs X
És adaptable a la mesura de més de 1600 mm d'amplada de recobriment, admet l'escaneig d'ultraalta velocitat i detecta característiques detallades com ara zones d'aprimament, ratllades i vores ceràmiques. Pot ajudar amb el recobriment de circuit tancat.
- Densímetre d'àrea de raigs X/β
S'utilitza en el procés de recobriment d'elèctrodes de bateria i en el procés de recobriment ceràmic del separador per dur a terme proves en línia de la densitat areal de l'objecte mesurat.
- Mesurador de gruix i densitat areal CDM
Es pot aplicar al procés de recobriment: detecció en línia de característiques detallades dels elèctrodes, com ara recobriment perdut, escassetat de material, ratllades, contorns de gruix de zones d'aprimament, detecció de gruix AT9, etc.;
- Sistema de mesura de seguiment síncron multifotograma
S'utilitza per al procés de recobriment del càtode i l'ànode de les bateries de liti. Utilitza múltiples fotogrames d'escaneig per realitzar mesures de seguiment síncron als elèctrodes. El sistema de mesura de seguiment síncron de cinc fotogrames és capaç d'inspeccionar la pel·lícula humida, la quantitat neta de recobriment i l'elèctrode.
- Mesurador de gruix làser
S'utilitza per detectar l'elèctrode en el procés de recobriment o calandrat de bateries de liti.
- Mesurador de gruix i dimensions fora de línia
S'utilitza per detectar el gruix i la dimensió dels elèctrodes en el procés de recobriment o calandrat de bateries de liti, cosa que millora l'eficiència i la consistència.
Data de publicació: 31 d'agost de 2023
