Pilnas ličio baterijos gamybos proceso vadovas

Pilnas ličio baterijos gamybos proceso vadovas

Jonų baterijos yra sudėtinga sistema, kurią sudaro teigiamas elektrodas, neigiamas elektrodas, separatorius, elektrolitas, srovės rinktuvas ir rišiklis, laidus agentas ir kt. Vykdomos reakcijos apima elektrochemines teigiamų ir neigiamų elektrodų reakcijas, ličio jonų ir elektronų laidumą bei šilumos difuziją. Ličio baterijų gamybos procesas yra gana ilgas, apimantis daugiau nei 50 procesų.

Ličio baterijas pagal formą galima suskirstyti į cilindrines, kvadratines ir minkštųjų baterijų baterijas, atsižvelgiant į tam tikrus gamybos procesų skirtumus. Tačiau apskritai ličio baterijų gamybos procesą galima suskirstyti į priekinį (elektrodų gamyba), vidurinį (ląstelių sintezė) ir galinį procesą (formavimas ir pakavimas). Dėl aukštų ličio jonų akumuliatorių saugos reikalavimų baterijų gamybos procese keliami itin aukšti ličio jonų įrangos tikslumo, stabilumo ir automatizavimo reikalavimai.

Ličio baterijų įranga yra proceso įranga, kuri naudoja užsakytus procesus žaliavoms, tokioms kaip teigiamų ir neigiamų elektrodų medžiagos, separatoriaus medžiagos ir elektrolitas, gaminti. Ličio baterijų įranga turi didelę įtaką ličio baterijų veikimui ir kainai ir yra vienas iš lemiamų veiksnių. Atsižvelgiant į skirtingus proceso srautus, ličio baterijų įrangą galima suskirstyti į priekinę įrangą, vidutinės pakopos įrangą ir galinę įrangą. Ličio baterijų gamybos linijoje priekinės, vidutinės pakopos ir galinės įrangos vertė sudaro maždaug 4:3:3.

Ankstesnio proceso gamybos tikslas – užbaigti (teigiamų ir neigiamų) elektrodų plokščių gamybą. Pagrindinis ankstesnio etapo procesas apima maišymą, dengimą, valcavimą, pjaustymą, pjaustymą ir pjovimą. Įranga daugiausia apima: maišytuvą, dengimo mašiną, ritininį presą, pjaustymo mašiną, pjaustymo mašiną, pjovimo mašiną ir kt.

Srutų maišymas (naudojama įranga: vakuuminis maišytuvas) yra tolygiai sumaišyti teigiamas ir neigiamas kietojo kūno akumuliatorių medžiagas, o tada įpilti tirpiklio, kad jos sumaišytų suspensiją. Srutų maišymas yra ankstesnio proceso pradžios taškas ir tolesnio dengimo, valcavimo ir kitų procesų užbaigimo pagrindas.

Dengimas (naudojama įranga: dengimo mašina) yra tolygiai padengti maišytą suspensiją ant metalinės folijos ir išdžiovinti, kad susidarytų teigiamos ir neigiamos plokštės. Kaip pagrindinė ankstesnio proceso grandis, dengimo proceso vykdymo kokybė turi didelę įtaką gatavo akumuliatoriaus nuoseklumui, saugai ir eksploatavimo trukmei. Todėl dengimo mašina yra pati vertingiausia ankstesnio proceso įranga.

Presavimas voleliu (naudojama įranga: ritininis presas) skirtas dar labiau sutankinti padengtą elektrodą, taip padidinant akumuliatoriaus energijos tankį. Valcuoto elektrodo lygumas tiesiogiai veikia tolesnio pjaustymo proceso apdorojimo efektą, o veikliųjų medžiagų vienodumas elektrode taip pat netiesiogiai veikia akumuliatoriaus elemento veikimą.

Skaldymas (naudojama įranga: pjaustymo mašina) – tai procesas, kai plati stulpų ritė nuolat perpjaunama į keletą siaurų reikiamo pločio gabalų. Pjovimo metu elektrodo plokštės lūžimas atsiranda dėl šlyties, o krašto lygumas po pjovimo (be įdubimų ar įlinkimų) yra raktas į pjaustymo mašinos veikimą.

Gamyba (naudojama įranga: gamybos mašina) apima nupjautų elektrodų dalių elektrodų ausų suvirinimą, apsauginės juostos užklijavimą, elektrodų ausų apvyniojimą klijais arba pjovimą lazeriu formuojant elektrodo ausis, kurios gali būti panaudotos tolesniems vyniojimo procesams. Pjovimas (naudojama įranga: štampavimo mašina) yra padengtų poliarinių plokščių perforavimo ir formavimo procesas tolesniems procesams.

Vidutinio proceso gamybos tikslas – užbaigti baterijų elementų gamybą. Skirtingų tipų ličio baterijų vidutinio proceso technologijos planas ir gamybos linijos įranga skiriasi. Tarpinio proceso esmė yra surinkimo procesas, ypač tvarkingas (teigiamų ir neigiamų) elektrodų plokščių, pagamintų iš ankstesnio proceso, su diafragma ir elektrolitu surinkimas. Dėl skirtingų kvadratinių (ritininių), cilindrinių (ritininių) ir lanksčių (sluoksniuotų) akumuliatorių energijos kaupimo struktūrų akivaizdūs skirtumai Technologijų gairėse ir skirtingų tipų ličio baterijų gamybos linijos įrangoje viduriniame procese. Konkrečiai, pagrindiniai kvadratinių ir cilindrinių baterijų vidurinio etapo procesai apima apviją, skysčio įpurškimą ir pakavimą. Įranga daugiausia apima: vyniojimo mašiną, skysčių įpurškimo mašiną, pakavimo įrangą (kevalų įdėjimo mašiną, griovelių valcavimo mašiną, sandarinimo mašiną, suvirinimo mašiną) ir kt.; Pagrindinis minkštųjų baterijų vidurinio etapo procesas apima laminavimą, skysčių įpurškimą ir pakavimą, o naudojama įranga daugiausia apima laminavimo mašiną, skysčių įpurškimo mašiną, pakavimo įrangą ir kt.

Apvija (naudojama įranga: apvijos mašina) – tai gamybos proceso metu pagamintų elektrodų plokščių arba apvijų štampavimo staklių suvyniojimas į ličio jonų baterijų elementus, daugiausia naudojamas kvadratinių ir apskritų ličio jonų akumuliatorių gamybai. Apvijos mašiną galima suskirstyti į dvi kategorijas: kvadratinių vyniojimo mašinų ir cilindrinių apvijų mašinas, kurios atitinkamai naudojamos kvadratinių ir cilindrinių ličio baterijų gamybai. Palyginti su cilindrine apvija, kvadratinės apvijos procese keliami aukštesni įtempimo valdymo reikalavimai, todėl kvadratinės apvijos mašinos techniniai sunkumai yra didesni.

Laminavimas (naudojama įranga: laminavimo mašina) yra atskirų elektrodų plokščių, pagamintų pjovimo metu, sukrovimas į ličio jonų akumuliatorių elementus, daugiausia naudojamas minkštųjų baterijų gamyboje. Palyginti su kvadratinėmis ir cilindrinėmis ląstelėmis, minkštos pakuotės elementai turi didelių pranašumų energijos tankio, saugos ir iškrovos efektyvumo požiūriu. Tačiau norint atlikti vieną sudėjimo užduotį laminavimo mašina, reikia atlikti kelis antrinius procesus lygiagrečiai ir sudėtingai bendradarbiauti su mechanizmais, o norint pagerinti krovimo efektyvumą reikia spręsti sudėtingas dinaminio valdymo problemas; Apvijos mašinos greitis yra tiesiogiai susijęs su apvijos efektyvumu, o efektyvumo didinimo priemonės yra gana paprastos. Šiuo metu tarp laminuotų ląstelių ir žaizdų ląstelių yra gamybos efektyvumo ir derlingumo atotrūkis.

Skysčio įpurškimo mašina (naudojama įranga: skysčių įpurškimo mašina) naudojama akumuliatoriaus elektrolito kiekybiniam įpurškimui į elementą.

Ląstelių pakavimas (naudojant tokią įrangą kaip apvalkalo įdėjimo mašina, griovelių valcavimo mašina, sandarinimo mašina, suvirinimo aparatas) apima ritės šerdies įdėjimą į ląstelės apvalkalą.

Vėlesnio proceso etapo gamybos tikslas – užbaigti transformaciją į pakuotę. Nuo vidurinio etapo buvo suformuota ličio baterijos elemento funkcinė struktūra, o pastarojo etapo reikšmė – ją aktyvuoti, išbandyti, rūšiuoti ir surinkti bei suformuoti saugų ir stabilų ličio baterijos gaminį. Pagrindiniai vėlesnio proceso etapo procesai yra: formavimas, atskyrimas, bandymas, rūšiavimas ir tt Įrangoje daugiausia yra: įkrovimo ir iškrovimo varikliai, bandymo įranga ir kt.

Formavimas (naudojant įkrovimo ir iškrovimo variklį) – tai akumuliatoriaus elemento aktyvinimo per pirmąjį įkrovimą procesas, kurio metu ant neigiamo elektrodo paviršiaus sukuriama efektyvi pasyvavimo plėvelė (SEI plėvelė), kad būtų pasiekta ličio akumuliatoriaus „inicializacija“. Padalijimo talpa (naudota įranga: įkrovimo ir iškrovimo variklis), taip pat žinomas kaip "analizavimo talpa", reiškia konvertuoto akumuliatoriaus elemento įkrovimo ir iškrovimo procesą pagal projektavimo standartus, kad būtų galima išmatuoti akumuliatoriaus elemento talpą. Akumuliatoriaus elemento įkrovimo ir iškrovimo procesas vyksta formavimo ir talpos atskyrimo metu, todėl įkrovimo ir iškrovimo variklis yra dažniausiai naudojama galinė šerdies įranga. Minimalus įkrovimo ir iškrovimo variklio darbinis vienetas yra „kanalas“. „Įrenginys“ (BOX) susideda iš kelių „kanalų“, o keli „vienetai“ yra sujungti, kad sudarytų įkrovimo ir iškrovimo variklį.

Bandymai (naudojama įranga: testavimo įranga) turi būti atliekami prieš ir po įkrovimo, iškrovimo ir poilsio; Rūšiavimas reiškia baterijų, kurios buvo suformuotos ir suskirstytos pagal tam tikrus standartus pagal aptikimo rezultatus, klasifikavimą ir atranką. Aptikimo ir rūšiavimo proceso reikšmė yra ne tik nekvalifikuotų gaminių pašalinimas, bet ir todėl, kad praktiškai naudojant ličio jonų baterijas, elementai dažnai derinami lygiagrečiai arba nuosekliai. Todėl panašaus veikimo elementų pasirinkimas gali padėti pasiekti optimalų bendrą akumuliatoriaus veikimą.

Ličio baterijų gamyba negali būti atskirta nuo ličio baterijų gamybos įrangos. Be medžiagų, naudojamų pačiame akumuliatoriuje, svarbūs veiksniai, lemiantys akumuliatoriaus veikimą, yra gamybos procesas ir gamybos įranga. Pirmosiomis dienomis Kinijos ličio baterijų įranga daugiausia priklausė nuo importo. Po kelerių metų sparčios plėtros Kinijos ličio baterijų įrangos įmonės pamažu pralenkė Japonijos ir Korėjos įrangos įmones pagal technologijas, efektyvumą, stabilumą ir kitus aspektus bei turi pranašumų ekonomiškumo, priežiūros po pardavimo ir kitais aspektais. Šiuo metu buvo suformuota vietinių ličio baterijų įrangos įmonių grupė, kuri tapo Kinijos aukščiausios klasės įrangos, patenkančios į tarptautinę rinką, vizitine kortele. Vertikalus aljansas ir ličio baterijų lyderių plėtra į užsienį, ličio baterijų įrangai buvo naudinga plėtra pasroviui ir prasidėjo naujas spartaus augimo galimybių laikotarpis.