Kiire arengugaliitiumakuTööstuses laienevad liitiumakude rakendusvõimalused jätkuvalt ja neist on saanud inimeste elus ja töös asendamatu energiaseade. Kohandatud liitiumakude tootjate tootmisprotsessi puhul hõlmab liitiumakude tootmisprotsess peamiselt koostisosi, katmist, kiletamist, ettevalmistamist, mähimist, koorimist, valtsimist, küpsetamist, vedeliku sissepritsimist, keevitamist jne. Järgnevalt tutvustatakse liitiumakude tootmisprotsessi põhipunkte. Positiivse elektroodi koostisosad Liitiumakude positiivne elektrood koosneb aktiivsetest materjalidest, juhtivatest ainetest, liimidest jne. Esiteks valitakse ja küpsetatakse toorained. Üldiselt tuleb juhtivat ainet küpsetada temperatuuril ≈120 ℃ 8 tundi ja liimi PVDF tuleb küpsetada temperatuuril ≈80 ℃ 8 tundi. See, kas aktiivsed materjalid (LFP, NCM jne) vajavad küpsetamist ja kuivatamist, sõltub tooraine olekust. Praegu nõuab üldine liitiumakude töökoda temperatuuri ≈40 ℃ ja õhuniiskust ≤25% RH. Pärast kuivatamise lõppu tuleb eelnevalt ette valmistada PVDF-liim (PVDF lahusti, NMP lahus). PVDF-liimi kvaliteet on aku sisemise takistuse ja elektrilise jõudluse seisukohalt kriitilise tähtsusega. Liimi pealekandmist mõjutavad tegurid on temperatuur ja segamiskiirus. Mida kõrgem on temperatuur, seda kollasem liim mõjutab nakkuvust. Kui segamiskiirus on liiga kiire, võib liim kergesti kahjustuda. Spetsiifiline pöörlemiskiirus sõltub dispersioonketta suurusest. Üldiselt on dispersioonketta lineaarkiirus 10–15 m/s (sõltuvalt seadmest). Sel ajal peab segamispaak sisse lülitama tsirkuleeriva vee ja temperatuur peaks olema ≤30 °C.

Katoodisuspensioon lisatakse partiidena. Sel ajal tuleb pöörata tähelepanu materjalide lisamise järjekorrale. Esmalt lisatakse aktiivaine ja juhtiv aine, segatakse aeglaselt ja seejärel lisatakse liim. Söötmisaega ja söötmissuhet tuleb samuti rangelt järgida vastavalt liitiumaku tootmisprotsessile. Teiseks tuleb rangelt kontrollida seadme pöörlemiskiirust ja pöörlemiskiirust. Üldiselt peaks dispersiooni lineaarkiirus olema üle 17 m/s. See sõltub seadme jõudlusest. Erinevate tootjate omad on väga erinevad. Samuti tuleb kontrollida segamise vaakumit ja temperatuuri. Selles etapis tuleb regulaarselt mõõta suspensiooni osakeste suurust ja viskoossust. Osakeste suurus ja viskoossus on tihedalt seotud tahke aine sisalduse, materjali omaduste, söötmisjärjekorra ja liitiumaku tootmisprotsessiga. Tavapärane protsess nõuab sel ajal temperatuuri ≤30 ℃, niiskust ≤25% RH ja vaakumi taset ≤-0,085 mpa. Suspensioon viiakse ülekandepaaki või värvimistöökotta. Pärast suspensiooni väljapumpamist tuleb see sõeluda. Eesmärk on filtreerida suured osakesed, sadestada ja eemaldada ferromagnetilised ja muud ained. Suured osakesed mõjutavad katet ja võivad põhjustada aku liigset isetühjenemist või lühise ohtu; liiga palju ferromagnetilist materjali suspensioonis võib põhjustada aku liigset isetühjenemist ja muid defekte. Selle liitiumaku tootmisprotsessi nõuded on järgmised: temperatuur ≤ 40 °C, õhuniiskus ≤ 25% RH, sõela silma suurus ≤ 100 silma ja osakeste suurus ≤ 15 μm.

Negatiivne elektroodKoostisosad Liitiumaku negatiivne elektrood koosneb aktiivsest materjalist, juhtivast ainest, sideainest ja dispergeerivast ainest. Esmalt tuleb kindlaks määrata toorained. Traditsiooniline anoodisüsteem on veepõhine segamisprotsess (lahusti on deioniseeritud vesi), seega ei ole toorainetele erilisi kuivatamisnõudeid. Liitiumaku tootmisprotsess nõuab deioniseeritud vee juhtivust ≤1us/cm. Töökoja nõuded: temperatuur ≤40℃, õhuniiskus ≤25% RH. Valmistage ette liim. Pärast toorainete kindlaksmääramist tuleb kõigepealt ette valmistada liim (koosneb CMC-st ja veest). Seejärel valage grafiit C ja juhtiv aine kuivsegamiseks mõeldud segistisse. Soovitatav on mitte kasutada vaakumit ega sisse lülitada tsirkuleerivat vett, kuna kuivsegamise ajal osakesed ekstrudeeritakse, hõõrutakse ja kuumutatakse. Pöörlemiskiirus on madal 15–20 p/min, kraapimis- ja jahvatustsükkel on 2–3 korda ja intervall on ≈15 minutit. Valage liim segistisse ja alustage vaakumit (≤-0,09 MPa). Pigistage kummi kaks korda madalal kiirusel 15–20 p/min, seejärel reguleerige kiirust (madal kiirus 35 p/min, kõrge kiirus 1200–1500 p/min) ja laske umbes 15–60 minutit vastavalt iga tootja märgprotsessile. Lõpuks valage SBR blenderisse. Soovitatav on madalal kiirusel segamine, kuna SBR on pika ahelaga polümeer. Kui pöörlemiskiirus on pikka aega liiga kiire, puruneb molekulaarahel kergesti ja kaotab aktiivsuse. Soovitatav on segada madalal kiirusel 35–40 p/min ja kõrgel kiirusel 1200–1800 p/min 10–20 minutit. Kontrollige viskoossust (2000–4000 mPa.s), osakeste suurust (35 μm ≤), tahkete osakeste sisaldust (40–70%), vaakumi astet ja sõela suurust (≤100 mešši). Konkreetsed protsessi väärtused varieeruvad sõltuvalt materjali füüsikalistest omadustest ja segamisprotsessist. Töökojas on vajalik temperatuur ≤30 ℃ ja õhuniiskus ≤25% RH. Katoodi katmine Liitiumaku tootmisprotsess hõlmab katoodi suspensiooni ekstrudeerimist või pihustamist alumiiniumvoolukollektori AB-pinnale, mille ühe pinna tihedus on ≈20–40 mg/cm2 (kolmekomponentne liitiumaku tüüp). Ahju temperatuur on üldiselt üle 4–8 sõlme ja iga sektsiooni küpsetustemperatuuri reguleeritakse vastavalt tegelikele vajadustele vahemikus 95–120 °C, et vältida põikpragusid ja lahusti tilkumist küpsetamise ajal. Ülekandekatte rulli kiiruse suhe on 1,1–1,2 ja vahe asukohta vähendatakse 20–30 μm võrra, et vältida aku tsükli ajal tekkivate sabade tõttu etiketi asukoha liigset tihendamist, mis võib viia liitiumi sadestumiseni. Katte niiskus ≤2000–3000 ppm (sõltuvalt materjalist ja protsessist). Positiivse elektroodi temperatuur töökojas on ≤30 ℃ ja õhuniiskus ≤25%. Skemaatiline diagramm on järgmine: Kattelindi skemaatiline diagramm

Seeliitiumaku tootmineprotsessnegatiivse elektroodi kateViitab negatiivse elektroodi suspensiooni ekstrudeerimisele või pihustamisele vaskvoolukollektori AB-pinnale. Üksiku pinna tihedus ≈ 10~15 mg/cm2. Katteahju temperatuur on üldiselt 4-8 sektsiooni (või rohkem) ja iga sektsiooni küpsetustemperatuur on 80℃~105℃. Seda saab vastavalt tegelikele vajadustele reguleerida, et vältida küpsetuspragusid ja põikpragusid. Ülekanderulli kiiruse suhe on 1,2-1,3, vahe on õhendatud 10-15 μm, värvi kontsentratsioon on ≤3000 ppm, negatiivse elektroodi temperatuur töökojas on ≤30℃ ja õhuniiskus on ≤25%. Pärast positiivse plaadi positiivse katte kuivamist tuleb trummel protsessi aja jooksul joondada. Rulli kasutatakse elektroodilehe (katte mass mahuühiku kohta) tihendamiseks. Praegu on liitiumaku tootmisprotsessis kaks positiivse elektroodi pressimismeetodit: kuumpressimine ja külmpressimine. Võrreldes külmpressimisega on kuumpressimisel suurem tihendus ja madalam tagasilöögikiirus. Külmpressimisprotsess on aga suhteliselt lihtne ning seda on lihtne kasutada ja juhtida. Valtsi peamine varustus on saavutada järgmised protsessiväärtused: tihendustihedus, tagasilöögikiirus ja venivus. Samal ajal tuleb märkida, et varda pinnal ei tohi olla hapraid laaste, kõvasid tükke, maha kukkunud materjale, lainelisi servi jne ning pragusid ei tohi olla. Sel ajal on töökoja keskkonnatemperatuur ≤23 ℃, õhuniiskus ≤25%. Praeguste tavapäraste materjalide tegelik tihedus:

Tavaliselt kasutatav tihendus:

Tagasilöögikiirus: üldine tagasilöök 2-3 μm

Venivus: Positiivse elektroodi leht on üldiselt ≈1,002

Pärast positiivse elektroodi rullimise lõpetamist tuleb järgmine samm jagada kogu elektrooditükk sama laiusteks väikesteks ribadeks (vastab aku kõrgusele). Lõikamisel pöörake tähelepanu poolusetüki ebatasasustele. Poolusetükke on vaja põhjalikult kontrollida X- ja Y-suunaliste ebatasasuste suhtes kahemõõtmelise mõõteriista abil. Pikisuunalise ebatasasuse pikkus Y≤1/2 H diafragma paksus. Töökoja ümbritseva õhu temperatuur peaks olema ≤23 ℃ ja kastepunkt ≤-30 ℃. Liitiumaku negatiivsete elektroodide lehtede tootmisprotsess on sama, mis positiivsete elektroodide puhul, kuid protsessi ülesehitus on erinev. Töökoja ümbritseva õhu temperatuur peaks olema ≤23 ℃ ja õhuniiskus ≤25%. Levinud negatiivsete elektroodide materjalide tegelik tihedus:

Tavaliselt kasutatav negatiivse elektroodi tihendamine: Tagasilöögikiirus: Üldine tagasilöögikiirus 4–8 μm Pikenemine: Positiivse plaadi puhul üldiselt ≈ 1,002. Liitiumaku positiivse elektroodi eemaldamise tootmisprotsess sarnaneb positiivse elektroodi eemaldamise protsessiga ning mõlemad vajavad X- ja Y-suunaliste servade kontrolli. Töökoja ümbritseva õhu temperatuur peaks olema ≤23 ℃ ja kastepunkt ≤-30 ℃. Pärast positiivse plaadi eemaldamist tuleb see kuivatada (120 °C) ning seejärel alumiiniumleht keevitada ja pakendada. Selle protsessi käigus tuleb arvestada sakkide pikkuse ja vormimise laiusega. Näiteks **650 disaini (nagu 18650 aku) puhul on avatud sakkidega disaini puhul peamine eesmärk arvestada katoodklappide mõistliku koostööga korgi ja rulli soone keevitamisel. Kui pooluste sakid on liiga kaua avatud, võib valtsimisprotsessi ajal pooluste sakkide ja teraskesta vahel kergesti tekkida lühis. Kui klemm on liiga lühike, ei saa korki joota. Praegu on kahte tüüpi ultraheli keevituspead: lineaarsed ja punktkujulised. Kodumajapidamistes kasutatakse ülevoolu ja keevitustugevuse kaalutlustel enamasti lineaarseid keevituspeasid. Lisaks kasutatakse jootekohtade katmiseks kõrge temperatuuriga liimi, et vältida metallipuru ja -jäätmete põhjustatud lühise ohtu. Töökoja ümbritseva õhu temperatuur peaks olema ≤23 ℃, kastepunkt peaks olema ≤-30 ℃ ja katoodi niiskusesisaldus peaks olema ≤500-1000 ppm.

Negatiivse plaadi ettevalmistamineNegatiivne plaat tuleb kuivatada (105–110 °C), seejärel keevitada ja pakendada nikkellehed. Arvestada tuleb ka jootepaela pikkuse ja vormimislaiusega. Töökoja ümbritseva õhu temperatuur peaks olema ≤23 ℃, kastepunkt ≤-30 ℃ ja negatiivse elektroodi niiskusesisaldus ≤500–1000 ppm. Mähis seisneb separaatori, positiivse elektroodi lehe ja negatiivse elektroodi lehe kerimises raudsüdamikuks mähismasina abil. Põhimõte on mähkida positiivne elektrood negatiivse elektroodiga ja seejärel eraldada positiivne ja negatiivne elektrood separaatori abil. Kuna traditsioonilise süsteemi negatiivne elektrood on aku konstruktsiooni juhtelektrood, on mahtuvus suurem kui positiivsel elektroodil, nii et formeerimislaadimise ajal saab positiivse elektroodi Li+ salvestada negatiivse elektroodi „tühjaks“ kohale. Mähimisel tuleb pöörata erilist tähelepanu mähise pingele ja pooluste paigutusele. Liiga väike mähise pinge mõjutab sisemist takistust ja korpuse sisestamise kiirust. Liigne pinge võib põhjustada lühise või mõranemise ohtu. Joondus viitab negatiivse elektroodi, positiivse elektroodi ja eraldaja suhtelisele asendile. Negatiivse elektroodi laius on 59,5 mm, positiivse elektroodi laius on 58 mm ja eraldaja laius on 61 mm. Lühise ohu vältimiseks joondatakse need kolm taasesituse ajal. Mähise pinge on üldiselt positiivse pooluse puhul 0,08–0,15 MPa, negatiivse pooluse puhul 0,08–0,15 MPa, ülemise diafragma puhul 0,08–0,15 MPa ja alumise diafragma puhul 0,08–0,15 MPa. Konkreetsed seadistused sõltuvad seadmest ja protsessist. Töökoja ümbritseva õhu temperatuur on ≤23 ℃, kastepunkt ≤-30 ℃ ja niiskusesisaldus ≤500–1000 ppm.

Enne aku korpusesse paigaldamist on vaja läbi viia Hi-Pot test pingega 200–500 V (et kontrollida, kas kõrgepinge aku on lühistatud) ja tolmuimejaga puhastamine enne korpusesse paigaldamist. Liitiumakude kolm peamist kontrollpunkti on niiskus, terad ja tolm. Pärast eelmise protsessi lõppu sisestage aku südamiku alumine tihend, painutage positiivse elektroodi leht nii, et pind oleks suunatud aku südamiku mähise ava poole, ja lõpuks sisestage see vertikaalselt teras- või alumiiniumkorpusesse. Näiteks 18650 tüüpi aku puhul on välisläbimõõt ≈ 18 mm + kõrgus ≈ 71,5 mm. Kui keritud südamiku ristlõikepindala on väiksem kui teraskorpuse sisemine ristlõikepindala, on teraskorpuse sisestamise määr ligikaudu 97–98,5%. Kuna tuleb arvestada pooluse tagasilöögiteguriga ja vedeliku läbitungimise määraga hilisema sissepritse ajal. Sama protsess nagu pinna aluskatte puhul hõlmab ka ülemise aluskatte kokkupanekut. Töökoja ümbritseva õhu temperatuur peaks olema ≤23 ℃ ja kastepunkt ≤-40 ℃.

VeerevJootesüdamiku keskele sisestatakse jootetihvt (tavaliselt vasest või sulamist). Tavaliselt kasutatavate keevitustihvtide suurus on Φ2,5 * 1,6 mm ja negatiivse elektroodi keevitustugevus peaks olema ≥12 N. Kui see on liiga madal, põhjustab see kergesti virtuaalset jootmist ja liigset sisetakistust. Kui see on liiga kõrge, on teraskesta pinnal olev niklikiht kergesti keevitatav, mille tulemuseks on jooteühendused, mis omakorda põhjustavad varjatud ohte, nagu rooste ja lekked. Valtsimissoone lihtne mõistmine seisneb keritud akusüdamiku kinnitamises korpusele ilma raputamata. Selle liitiumaku tootmisprotsessis tuleks pöörata erilist tähelepanu põikisuunalise ekstrusioonikiiruse ja pikisuunalise pressimiskiiruse sobitamisele, et vältida korpuse lõikamist liiga suure põikisuunalise kiirusega, kuna sälgu niklikiht kukub maha, kui pikisuunaline kiirus on liiga suur või mõjutab see sälgu kõrgust ja tihendust. On vaja kontrollida, kas soone sügavuse, ulatuse ja soone kõrguse protsessiväärtused vastavad standarditele (praktiliste ja teoreetiliste arvutuste abil). Levinud pliidiplaadi suurused on 1,0, 1,2 ja 1,5 mm. Pärast valtsimissoone valmimist tuleb kogu masin uuesti tolmuimejaga puhastada, et vältida metallipuru. Vaakumi aste peaks olema ≤-0,065 MPa ja tolmuimeja aeg peaks olema 1–2 sekundit. Selle töökoja ümbritseva õhu temperatuuri nõuded on ≤23 ℃ ja kastepunkt ≤-40 ℃. Aku südamiku küpsetamine Pärast silindriliste akulehtede valtsimist ja soontega töötlemist on järgmine liitiumaku tootmisprotsess väga oluline: küpsetamine. Akuelementide tootmisel lisatakse teatud kogus niiskust. Kui niiskust ei suudeta standardse vahemiku piires aja jooksul kontrollida, mõjutab see tõsiselt aku jõudlust ja ohutust. Üldiselt kasutatakse küpsetamiseks automaatset vaakumahju. Paigutage küpsetatavad elemendid korralikult, pange kuivatusaine ahju, määrake parameetrid ja tõstke temperatuur 85 °C-ni (näiteks liitium-raudfosfaatakud). Järgnevalt on toodud akuelementide mitmete erinevate spetsifikatsioonide küpsetamisstandardid:

Vedeliku süstimineLiitiumaku tootmisprotsess hõlmab küpsetatud akuelementide niiskustesti. Alles pärast eelnevate küpsetusstandardite saavutamist saab liikuda järgmise sammu juurde: elektrolüüdi sissepritsimine. Pange küpsetatud akud kiiresti vaakumkindakarpi, kaaluge ja registreerige kaal, asetage sissepritsetops peale ja lisage topsi kavandatud kaal elektrolüüti (tavaliselt tehakse vedelikuga immutatud aku test: asetage aku topsi keskele). Pange aku südamik elektrolüüti, leotage seda mõnda aega, testige aku maksimaalset vedelikuimamisvõimet (tavaliselt täitke vedelik vastavalt katsemahule), pange see vaakumkarpi vaakumimiseks (vaakumtase ≤ -0,09 MPa) ja kiirendage elektrolüüdi tungimist elektroodi. Pärast mitut tsüklit eemaldage aku tükid ja kaaluge need. Arvutage, kas sissepritse maht vastab kavandatud väärtusele. Kui see on väiksem, tuleb see täiendada. Kui seda on liiga palju, valage lihtsalt üleliigne ära, kuni see vastab kavandatud nõuetele. Kindakarbi keskkond nõuab temperatuuri ≤23 ℃ ja kastepunkti ≤-45 ℃.

KeevitamineLiitiumaku tootmisprotsessi käigus tuleks aku kate eelnevalt kindalaekasse asetada ja ühe käega superkeevitusmasina alumisele vormile kinnitada ning teise käega aku südamikku hoida. Joondage akuelemendi positiivne klemm kaane klemmiga. Pärast seda, kui olete veendunud, et positiivne klemm on kaane klemmiga joondatud, astuge ultrahelikeevitusmasinale. Seejärel astuge keevitusmasina jalglülitile. Pärast seda tuleks akuüksust täielikult kontrollida, et kontrollida jooteklappide keevitusefekti.

Jälgige, kas jooteklemmid on joondatud.

Tõmmake jooteklappi õrnalt, et näha, kas see on lahti.

Akud, mille akukate pole kindlalt kinni keevitatud, tuleb uuesti keevitada.