Производство литиевых батарей – предварительный процесс
Введение: базовые знания о литиевой батарее.
1. Базовая структура литиевой батареи
Основные материалы: положительный электрод, отрицательный электрод, электролит, диафрагма.
Структура: круглая, квадратная; Ламинированные, намоточные
Форма: полимер (гибкая упаковка), жидкий литий-ионный (стальная оболочка).
2. Как работают литиевые батареи
Положительный материал: LiMn2O4, отрицательный материал: графит.
Во время зарядки Ли+ в положительном электроде и Ли+ в электролите сходятся к отрицательному электроду, образуя электроны, которые восстанавливаются до Ли, внедренного в углеродный материал отрицательного электрода. Во время разряда Ли, внедренный в отрицательный углеродный материал, теряет электроны и попадает в электролит, а Ли+ из электролита перемещается к положительному электроду.
3. Принцип состава литиевой батареи
Положительная структура электрода:
LiMn2O4(манганат лития)+ проводящий агент (ацетиленовая сажа)+ клей (ПВДФ)+ коллектор жидкости (алюминиевая фольга) положительный электрод
Структура отрицательного электрода:
Графит + проводящий агент (ацетиленовая сажа) + клей (ПВДФ) + коллектор жидкости (медная фольга) отрицательный электрод
4. Процесс зарядки
Блок питания заряжает батарею, в это время электрон e на положительном электроде через внешнюю цепь перебегает к отрицательному электроду, а положительный ион лития Ли+"прыжки"в электролит с положительного электрода,"лезет"через изогнутое маленькое отверстие на диафрагме и"плавает"к отрицательному электроду, и давно перебежавшие электроны объединяются.
На положительном электроде реакция LiMn2O4 ==Ли1-xMn2O4+Xli++Ксе(электрон).
Реакция на отрицательном электроде: 6C+XLi+Ксе==ЛиксС6.
5. Процесс разрядки
Батарея разряжается, в это время электрон e на отрицательном электроде через внешнюю цепь перебегает к положительному электроду, а положительный ион лития Ли+"прыжки"в электролит с отрицательного электрода,"лезет"через изогнутое маленькое отверстие на диафрагме,"плавает"к положительному электроду и соединяется с давно перебежавшими электронами.
Реакция на положительном электроде Ли1-xMn2O4+хli++хе(электрон) ==LiMn2O4.
На отрицательном электроде протекает реакция ЛиксС6 == 6C+хЛи+хе.
6. Технологическая схема изготовления литий-ионной батареи:
Передняя часть: смешивание, покрытие, прокатка, высечка.
Средняя часть: намотка, сборка, впрыск.
После сегмента: формирование, раздел, модуль
Передняя часть
Производственной целью предыдущего и последующего процессов является завершение изготовления полюсных наконечников (положительных и отрицательных). Основной процесс первого этапа: смешивание, нанесение покрытия, прокатка, заливка, производство, высечка. Используемое оборудование в основном включает в себя: смеситель, машину для нанесения покрытия, валковый пресс, решетчатую машину, производственную машину, высекальную машину и т. д.
Смешивание суспензии (используемое оборудование:вакуумный миксер) заключается в равномерном смешивании положительных и отрицательных материалов твердотельной батареи и добавлении растворителя для получения суспензии. Смешивание суспензии является отправной точкой предыдущего процесса и основой для завершения последующих процессов нанесения покрытия и прокатки.
1.1 Позитивное пакетирование
Положительный электрод состоит из активного вещества, проводящего агента и связующего вещества.
1.2Ингредиент отрицательного электрода (перемешивание)
Отрицательный электрод состоит из активного материала, проводящего агента, клея и диспергатора..
2.Покрытие
Покрытие (используемое оборудование:машина для нанесения покрытий) — это процесс равномерного нанесения перемешанной суспензии на металлическую фольгу и ее сушки для получения положительных и отрицательных электродов. Качество выполнения процесса нанесения покрытия, являющееся основным звеном предыдущего процесса, глубоко влияет на консистенцию, безопасность и срок службы готовой батареи. Таким образом, машина для нанесения покрытия является наиболее ценным оборудованием в предыдущем процессе.
Принцип работы машины для нанесения покрытия
Как контролировать однородность покрытия литиевой батареи?
На однородность покрытия влияет множество факторов, включая человека, машину, материал, метод и окружающую среду. Однако основными факторами являются несколько условий, непосредственно связанных с процессом нанесения покрытия: подложка покрытия, клей, покрывающий стальной/резиновый валик и составная машина.
1) Подложка покрытия: в основном включает материал, характеристики поверхности, толщину и однородность.
2) Клей: в основном относится к его рабочей вязкости, сродству и адгезии к поверхности подложки.
3) Стальной валик для нанесения покрытия: это не только прямой носитель клея, но и опорный ориентир для подложки покрытия и резинового валика, поэтому он является основой всего механизма нанесения покрытия. На однородность покрытия влияют его форма и позиционные допуски, жесткость, качество динамической и статической сбалансированности, качество поверхности, однородность температуры и условия термического деформирования.
4) Валик для нанесения покрытия: резиновый валик относится к важной переменной качества покрытия и его материала (например, срока службы клеевого слоя), твердости, позиционного допуска, жесткости, качества динамического и статического баланса, качества поверхности и термической деформации. Состояние также влияет на однородность покрытия.
5) Композитная машина: это базовая платформа для нанесения покрытий, которая включает в себя не только точность и чувствительность стального ролика покрытия и механизма прижима резинового валика, но также конструкцию с самой высокой рабочей скоростью и общую стабильность машины.
3. Прокатная продольная резка(производство)
Валковое прессование (используемое оборудование:роликовый пресс) заключается в дальнейшем уплотнении покрытого электрода, тем самым увеличивая плотность энергии батареи. Плоскость прокатанного электрода напрямую влияет на эффект обработки последующего процесса резки, а однородность активного материала электрода также косвенно влияет на производительность аккумуляторного элемента.
Расщепление (используется оборудование:продольно-резательная машина) — это процесс непрерывного разрезания более широкой катушки полярных отрезков на несколько узких кусков желаемой ширины. Разрушение поляризатора во время резки происходит из-за сдвига, а гладкость кромки после резки (без заусенцев и короблений) является ключом к оценке производительности продольно-резательной машины.
3.1 Производство положительных электродов
После высыхания покрытия положительного электрода ролики необходимо выровнять в течение процесса. Валик используется для уплотнения полярной пластины, и в настоящее время существует два процесса: горячее прессование и холодное прессование. Уплотнение при горячем прессовании имеет более высокую скорость отскока по сравнению с холодным прессованием; Но процесс холодного прессования относительно прост и удобен в эксплуатации и контроле. Основное оборудование катка настроено на следующие технологические параметры: плотность уплотнения, скорость отскока и удлинение. При этом важно отметить, что поверхность поляризатора не должна иметь сколов, твердых блоков, потерь материала, волнистых краев, зазоров не должна быть нарушена.
3.2 Производство отрицательных электродов
Производство отрицательных электродов осуществляется аналогично производству положительного электрода, но конструкция процесса отличается..
