مع التطور السريع للبطارية ليثيومالصناعة، تستمر سيناريوهات تطبيق بطاريات الليثيوم في التوسع وتصبح جهاز طاقة لا غنى عنه في حياة الناس وعملهم.عندما يتعلق الأمر بعملية الإنتاج لمصنعي بطاريات الليثيوم المخصصة، فإن عملية إنتاج بطاريات الليثيوم تشمل بشكل أساسي المكونات، والطلاء، والألواح، والتحضير، واللف، والقصف، والدرفلة، والخبز، وحقن السوائل، واللحام، وما إلى ذلك. ويقدم ما يلي النقاط الرئيسية عملية إنتاج بطارية الليثيوم.مكونات القطب الموجب يتكون القطب الموجب لبطاريات الليثيوم من مواد نشطة وعوامل موصلة ومواد لاصقة وما إلى ذلك. أولاً، يتم تأكيد المواد الخام وخبزها.بشكل عام، المادة الموصلة تحتاج إلى التحميص عند درجة حرارة ≈120 درجة مئوية لمدة 8 ساعات، والمواد اللاصقة PVDF تحتاج إلى التحميص عند درجة حرارة ≈80 درجة مئوية لمدة 8 ساعات.ما إذا كانت المواد النشطة (LFP، NCM، وما إلى ذلك) تتطلب الخبز والتجفيف يعتمد على حالة المواد الخام.في الوقت الحاضر، تتطلب ورشة عمل بطاريات الليثيوم العامة درجة حرارة أقل من 40 درجة مئوية ورطوبة نسبية أقل من 25%.بعد اكتمال التجفيف، يجب تحضير غراء PVDF (مذيب PVDF، محلول NMP) مسبقًا.تعد جودة غراء PVDF أمرًا بالغ الأهمية للمقاومة الداخلية والأداء الكهربائي للبطارية.العوامل التي تؤثر على تطبيق الغراء تشمل درجة الحرارة وسرعة التحريك.كلما ارتفعت درجة الحرارة، سيؤثر اصفرار الغراء على الالتصاق.إذا كانت سرعة الخلط سريعة جدًا، فقد يتلف الغراء بسهولة.تعتمد سرعة الدوران المحددة على حجم قرص التشتت.بشكل عام، السرعة الخطية لقرص التشتيت هي 10-15m/s (اعتمادًا على المعدات).في هذا الوقت، يجب أن يقوم خزان الخلط بتشغيل المياه المتداولة، ويجب أن تكون درجة الحرارة أقل من 30 درجة مئوية.

أضف ملاط ​​الكاثود على دفعات.في هذا الوقت، عليك الانتباه إلى ترتيب إضافة المواد.قم أولاً بإضافة المادة الفعالة والعامل الموصل، وحركه ببطء، ثم أضف الغراء.يجب أيضًا تنفيذ وقت التغذية ونسبة التغذية بدقة وفقًا لعملية إنتاج بطارية الليثيوم.ثانياً، يجب التحكم بدقة في سرعة الدوران وسرعة دوران المعدات.بشكل عام، يجب أن تكون السرعة الخطية للتشتت أعلى من 17m/s.وهذا يعتمد على أداء الجهاز.تختلف الشركات المصنعة المختلفة بشكل كبير.التحكم أيضًا في الفراغ ودرجة حرارة الخلط.في هذه المرحلة، يجب الكشف بشكل منتظم عن حجم الجسيمات ولزوجة الملاط.يرتبط حجم الجسيمات واللزوجة ارتباطًا وثيقًا بالمحتوى الصلب وخصائص المواد وتسلسل التغذية وعملية تصنيع بطارية الليثيوم.في هذا الوقت، تتطلب العملية التقليدية درجة حرارة أقل من أو يساوي 30 درجة مئوية، ورطوبة أقل من أو يساوي 25% رطوبة نسبية، ودرجة فراغ أقل من أو يساوي -0.085 ميجا باسكال.انقل الملاط إلى خزان نقل أو ورشة طلاء.بعد أن يتم نقل الملاط للخارج، يجب أن يتم فحصه.والغرض من ذلك هو تصفية الجزيئات الكبيرة، وترسيب وإزالة المواد المغناطيسية وغيرها.ستؤثر الجزيئات الكبيرة على الطلاء وقد تتسبب في تفريغ البطارية ذاتيًا بشكل مفرط أو خطر حدوث ماس كهربائي؛قد يؤدي وجود كمية كبيرة جدًا من المواد المغناطيسية في الملاط إلى حدوث تفريغ ذاتي مفرط للبطارية وعيوب أخرى.متطلبات العملية لعملية إنتاج بطارية الليثيوم هذه هي: درجة الحرارة ≥ 40 درجة مئوية، الرطوبة ≥ 25٪ رطوبة نسبية، حجم شبكة الشاشة ≥ 100 شبكة، وحجم الجسيمات ≥ 15um.

القطب السلبيالمكونات يتكون القطب السالب لبطارية الليثيوم من مادة نشطة وعامل موصل وموثق ومشتت.أولا، تأكيد المواد الخام.نظام الأنود التقليدي عبارة عن عملية خلط تعتمد على الماء (المذيب عبارة عن ماء منزوع الأيونات)، لذلك لا توجد متطلبات تجفيف خاصة للمواد الخام.تتطلب عملية إنتاج بطارية الليثيوم أن تكون موصلية الماء منزوع الأيونات أقل من 1us/cm.متطلبات ورشة العمل: درجة الحرارة أقل من 40 درجة مئوية، الرطوبة أقل من 25% رطوبة نسبية.تحضير الغراء.بعد تحديد المواد الخام، يجب أولاً تحضير الغراء (المكون من CMC والماء).عند هذه النقطة، صب الجرافيت C والعامل الموصل في خلاط للخلط الجاف.يوصى بعدم التنظيف بالمكنسة الكهربائية أو تشغيل المياه المتداولة، لأن الجزيئات يتم قذفها وفركها وتسخينها أثناء الخلط الجاف.سرعة الدوران منخفضة 15 ~ 20 دورة في الدقيقة، ودورة الكشط والطحن هي 2-3 مرات، والفاصل الزمني هو ≈15 دقيقة.صب الغراء في الخلاط وابدأ في التنظيف بالمكنسة الكهربائية (0.09-0.09mpa).اضغط على المطاط بسرعة منخفضة 15 ~ 20 دورة في الدقيقة مرتين، ثم اضبط السرعة (سرعة منخفضة 35 دورة في الدقيقة، سرعة عالية 1200 ~ 1500 دورة في الدقيقة)، وقم بالتشغيل لمدة 15 دقيقة ~ 60 دقيقة وفقًا للعملية الرطبة لكل مصنع.وأخيرا، صب SBR في الخلاط.يوصى بالتحريك بسرعة منخفضة لأن SBR عبارة عن بوليمر طويل السلسلة.إذا كانت سرعة الدوران سريعة جدًا لفترة طويلة، فسوف تنكسر السلسلة الجزيئية بسهولة وتفقد نشاطها.يوصى بالتقليب بسرعة منخفضة 35-40 دورة في الدقيقة وبسرعة عالية 1200-1800 دورة في الدقيقة لمدة 10-20 دقيقة.اختبار اللزوجة (2000 ~ 4000 مللي باسكال)، حجم الجسيمات (35um≥)، المحتوى الصلب (40-70٪)، درجة الفراغ وشبكة الشاشة (شبكة 100).ستختلف قيم العملية المحددة اعتمادًا على الخصائص الفيزيائية للمادة وعملية الخلط.تتطلب ورشة العمل درجة حرارة أقل من 30 درجة مئوية ورطوبة نسبية أقل من 25%.طلاء طلاء الكاثود تشير عملية تصنيع بطارية الليثيوم إلى بثق أو رش ملاط ​​الكاثود على السطح AB لمجمع تيار الألومنيوم، بكثافة سطحية واحدة تبلغ ≈20~40 مجم/سم2 (نوع بطارية الليثيوم الثلاثية).درجة حرارة الفرن عمومًا تكون أعلى من 4 إلى 8 عقدة، ويتم ضبط درجة حرارة الخبز لكل قسم بين 95 درجة مئوية و120 درجة مئوية وفقًا للاحتياجات الفعلية لتجنب الشقوق العرضية وقطرات المذيبات أثناء تكسير الخبز.تبلغ نسبة سرعة أسطوانة طلاء النقل 1.1-1.2، ويتم تخفيف موضع الفجوة بمقدار 20-30um لتجنب الضغط المفرط لموضع الملصق بسبب المخلفات أثناء دورة البطارية، مما قد يؤدي إلى هطول الليثيوم.رطوبة الطلاء ≥2000-3000ppm (اعتمادًا على المادة والعملية).درجة حرارة القطب الموجبة في الورشة هي 30 درجة مئوية والرطوبة هي 25%.الرسم التخطيطي هو كما يلي: رسم تخطيطي لشريط الطلاء

التصنيع بطارية الليثيومعملية الطلاء القطب السلبييشير إلى بثق أو رش ملاط ​​القطب السالب على السطح AB لمجمع التيار النحاسي.كثافة سطح واحد ≈ 10 ~ 15 مجم / سم 2.تحتوي درجة حرارة فرن الطلاء عمومًا على 4-8 أقسام (أو أكثر)، ودرجة حرارة الخبز لكل قسم هي 80 درجة مئوية إلى 105 درجة مئوية.يمكن تعديله وفقًا للاحتياجات الفعلية لتجنب شقوق الخبز والشقوق العرضية.نسبة سرعة أسطوانة النقل هي 1.2-1.3، والفجوة رقيقة 10-15um، وتركيز الطلاء هو أقل من 3000 جزء في المليون، ودرجة حرارة القطب السالبة في ورشة العمل هي أقل من 30 درجة مئوية، والرطوبة أقل من 25%.بعد أن يجف الطلاء الإيجابي للوحة الإيجابية، يجب محاذاة الأسطوانة خلال وقت العملية.يتم استخدام الأسطوانة لضغط صفيحة القطب الكهربائي (كتلة الضمادة لكل وحدة حجم).حاليًا، هناك طريقتان للضغط الكهربائي الإيجابي في عملية تصنيع بطارية الليثيوم: الضغط الساخن والضغط البارد.بالمقارنة مع الضغط البارد، فإن الضغط الساخن لديه ضغط أعلى ومعدل ارتداد أقل.ومع ذلك، فإن عملية الضغط على البارد بسيطة نسبيًا وسهلة التشغيل والتحكم.المعدات الرئيسية للأسطوانة هي تحقيق قيم العملية التالية، كثافة الضغط، معدل الارتداد والاستطالة.في الوقت نفسه، تجدر الإشارة إلى أن الرقائق الهشة، والكتل الصلبة، والمواد المتساقطة، والحواف المتموجة، وما إلى ذلك غير مسموح بها على سطح قطعة القضيب، ولا يسمح بوجود فواصل في الفجوات.في هذا الوقت، درجة حرارة بيئة ورشة العمل: ≥23 درجة مئوية، الرطوبة: ≥25%.الكثافة الحقيقية للمواد التقليدية الحالية:

الضغط الشائع الاستخدام:

معدل الارتداد: الارتداد العام 2-3 ميكرومتر

الاستطالة: تكون ورقة القطب الموجب بشكل عام ≈1.002

بعد اكتمال لفة القطب الموجب، فإن الخطوة التالية هي تقسيم قطعة القطب بالكامل إلى شرائح صغيرة بنفس العرض (المقابلة لارتفاع البطارية).عند التقطيع، انتبه إلى نتوءات قطعة العمود.من الضروري إجراء فحص شامل لقطع العمود بحثًا عن نتوءات في الاتجاهين X وY بمساعدة معدات ثنائية الأبعاد.عملية طول لدغ طولية Y≥1/2 H سمك الحجاب الحاجز.يجب أن تكون درجة الحرارة المحيطة لورشة العمل أقل من 23 درجة مئوية، ونقطة الندى يجب أن تكون أقل من -30 درجة مئوية.إن عملية تصنيع صفائح الأقطاب الكهربائية السالبة لألواح الأقطاب الكهربائية السالبة لبطارية الليثيوم هي نفس عملية تصنيع الأقطاب الكهربائية الموجبة، لكن تصميم العملية مختلف.يجب أن تكون درجة الحرارة المحيطة للورشة أقل من 23 درجة مئوية وأن تكون الرطوبة أقل من 25%.الكثافة الحقيقية لمواد القطب السالب الشائعة:

ضغط القطب السلبي شائع الاستخدام: معدل الارتداد: الارتداد العام 4-8um استطالة: لوحة إيجابية بشكل عام ≈ 1.002 عملية إنتاج تجريد القطب الموجب لبطارية الليثيوم تشبه عملية تجريد القطب الموجب ، وكلاهما يحتاج إلى التحكم في النتوءات في X و اتجاهات Y.يجب أن تكون درجة الحرارة المحيطة لورشة العمل أقل من 23 درجة مئوية، ونقطة الندى يجب أن تكون أقل من -30 درجة مئوية.بعد أن تصبح اللوحة الموجبة جاهزة للتجريد، يجب تجفيف اللوحة الموجبة (120 درجة مئوية)، ومن ثم يتم لحام صفائح الألومنيوم وتعبئتها.أثناء هذه العملية، يجب مراعاة طول علامة التبويب وعرض القالب.بأخذ التصميم **650 (مثل بطارية 18650) كمثال، فإن التصميم ذو الألسنة المكشوفة يهدف بشكل أساسي إلى مراعاة التعاون المعقول بين ألسنة الكاثود أثناء لحام الغطاء والأخدود.إذا تم كشف ألسنة القطب لفترة طويلة جدًا، فقد يحدث ماس كهربائي بسهولة بين ألسنة القطب والقشرة الفولاذية أثناء عملية التدحرج.إذا كان العروة قصيرة جدًا، فلا يمكن لحام الغطاء.في الوقت الحاضر، هناك نوعان من رؤوس اللحام بالموجات فوق الصوتية: الخطية والنقطة.تستخدم العمليات المنزلية في الغالب رؤوس اللحام الخطية نظرًا لاعتبارات التيار الزائد وقوة اللحام.بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام الغراء ذو ​​درجة الحرارة العالية لتغطية ألسنة اللحام، وذلك بشكل أساسي لتجنب خطر حدوث دوائر قصيرة ناجمة عن نتوءات معدنية وحطام معدني.يجب أن تكون درجة الحرارة المحيطة لورشة العمل أقل من 23 درجة مئوية، ونقطة الندى يجب أن تكون أقل من -30 درجة مئوية، ومحتوى رطوبة الكاثود يجب أن يكون أقل من 500-1000 جزء في المليون.

إعداد اللوحة السلبيةتحتاج اللوحة السلبية إلى التجفيف (105-110 درجة مئوية)، ثم يتم لحام صفائح النيكل وتعبئتها.يجب أيضًا مراعاة طول علامة اللحام وعرض التشكيل.يجب أن تكون درجة الحرارة المحيطة لورشة العمل أقل من 23 درجة مئوية، ويجب أن تكون نقطة الندى أقل من -30 درجة مئوية، ويجب أن يكون محتوى الرطوبة للقطب السالب أقل من -500-1000 جزء في المليون.اللف هو لف الفاصل وصفيحة القطب الموجب وصفيحة القطب السالب في قلب الحديد من خلال آلة اللف.المبدأ هو لف القطب الموجب بالقطب السالب، ثم فصل الأقطاب الموجبة والسالبة من خلال فاصل.نظرًا لأن القطب السالب للنظام التقليدي هو قطب التحكم في تصميم البطارية، فإن تصميم السعة أعلى من تصميم القطب الموجب، بحيث يمكن تخزين Li+ الخاص بالقطب الموجب أثناء شحن التكوين في "المساحة الشاغرة" القطب السالب.يجب إيلاء اهتمام خاص لشد اللف وترتيب قطعة القطب عند اللف.سيؤثر توتر الملف الصغير جدًا على المقاومة الداخلية ومعدل إدخال الغلاف.قد يؤدي التوتر المفرط إلى خطر حدوث ماس كهربائي أو التقطيع.تشير المحاذاة إلى الموضع النسبي للقطب السالب والقطب الموجب والفاصل.عرض القطب السالب 59.5 ملم، والقطب الموجب 58 ملم، والفاصل 61 ملم.تتم محاذاة الثلاثة أثناء التشغيل لتجنب خطر حدوث دوائر قصيرة.يتراوح شد اللف عمومًا بين 0.08-0.15Mpa للقطب الموجب، و0.08-0.15Mpa للقطب السالب، و0.08-0.15Mpa للحجاب الحاجز العلوي، و0.08-0.15Mpa للحجاب الحاجز السفلي.تعتمد التعديلات المحددة على المعدات والعملية.درجة الحرارة المحيطة لورشة العمل هذه هي ≥23°C، نقطة الندى هي ≥-30°C، ومحتوى الرطوبة هو ≥500-1000ppm.

قبل تركيب قلب البطارية المغلفة في العلبة، يلزم إجراء اختبار Hi-Pot من 200 إلى 500 فولت (لاختبار ما إذا كانت البطارية ذات الجهد العالي ذات دائرة قصيرة)، كما يلزم التنظيف بالمكنسة الكهربائية أيضًا لمزيد من التحكم في الغبار قبل تركيبها في العلبة. القضية.نقاط التحكم الرئيسية الثلاث لبطاريات الليثيوم هي الرطوبة والنتوءات والغبار.بعد اكتمال العملية السابقة، أدخل الحشية السفلية في الجزء السفلي من قلب البطارية، ثم قم بثني لوح القطب الموجب بحيث يواجه السطح ثقب ثقب قلب البطارية، وأخيرًا أدخلها عموديًا في الغلاف الفولاذي أو غلاف الألومنيوم.بأخذ النوع 18650 كمثال، القطر الخارجي ≈ 18 مم + الارتفاع ≈ 71.5 مم.عندما تكون مساحة المقطع العرضي لقلب الجرح أصغر من مساحة المقطع العرضي الداخلي للعلبة الفولاذية، فإن معدل إدخال العلبة الفولاذية يكون تقريبًا من 97% إلى 98.5%.لأنه يجب مراعاة قيمة الارتداد لقطعة القطب ودرجة اختراق السائل أثناء الحقن اللاحق.تتضمن نفس عملية الطبقة السفلية السطحية تجميع الطبقة السفلية العلوية.يجب أن تكون درجة الحرارة المحيطة لورشة العمل أقل من 23 درجة مئوية، ويجب أن تكون نقطة الندى أقل من -40 درجة مئوية.

المتداوليقوم بإدخال دبوس اللحام (المصنوع عادة من النحاس أو السبائك) في منتصف قلب اللحام.دبابيس اللحام شائعة الاستخدام هي Φ2.5*1.6mm، ويجب أن تكون قوة اللحام للقطب السالب ≥12N لتكون مؤهلة.إذا كان منخفضًا جدًا، فسوف يتسبب بسهولة في اللحام الظاهري والمقاومة الداخلية المفرطة.إذا كان مرتفعًا جدًا، فمن السهل لحام طبقة النيكل على سطح الغلاف الفولاذي، مما يؤدي إلى وصلات لحام، مما يؤدي إلى مخاطر مخفية مثل الصدأ والتسرب.الفهم البسيط للأخدود المتداول هو تثبيت قلب البطارية الملفوف على الغلاف دون اهتزاز.في عملية تصنيع بطارية الليثيوم هذه، ينبغي إيلاء اهتمام خاص لمطابقة سرعة البثق العرضي وسرعة الضغط الطولي لتجنب قطع الغلاف بسرعة عرضية عالية جدًا، وسوف تسقط طبقة النيكل من الشق إذا السرعة الطولية سريعة جدًا وإلا سيتأثر ارتفاع الشق وسيتأثر الختم.من الضروري التحقق مما إذا كانت قيم العملية الخاصة بعمق الأخدود والامتداد وارتفاع الأخدود تتوافق مع المعايير (من خلال الحسابات العملية والنظرية).أحجام الموقد الشائعة هي 1.0 و1.2 و1.5 ملم.بعد اكتمال الأخدود المتداول، تحتاج الآلة بأكملها إلى التنظيف بالمكنسة الكهربائية مرة أخرى لتجنب الحطام المعدني.يجب أن تكون درجة الفراغ ≥-0.065Mpa، ويجب أن يكون وقت التنظيف من 1 إلى 2 ثانية.متطلبات درجة الحرارة المحيطة لهذه الورشة هي ≥23°C، ونقطة الندى هي ≥-40°C.الخبز الأساسي للبطارية بعد لف صفائح البطارية الأسطوانية وحزها، تعد عملية إنتاج بطارية الليثيوم التالية مهمة جدًا: الخبز.أثناء إنتاج خلايا البطارية، يتم إدخال كمية معينة من الرطوبة.إذا لم يكن من الممكن التحكم في الرطوبة ضمن النطاق القياسي في الوقت المناسب، فسيتأثر أداء البطارية وسلامتها بشكل خطير.بشكل عام، يتم استخدام فرن الفراغ الأوتوماتيكي للخبز.قم بترتيب الخلايا المراد خبزها بشكل أنيق، ثم ضع المادة المجففة في الفرن، واضبط المعلمات، وارفع درجة الحرارة إلى 85 درجة مئوية (مع أخذ بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد كمثال).فيما يلي معايير الخبز لعدة مواصفات مختلفة لخلايا البطارية:

الحقن السائلتتضمن عملية تصنيع بطارية الليثيوم اختبار الرطوبة لخلايا البطارية المخبوزة.فقط بعد الوصول إلى معايير الخبز السابقة، يمكنك المتابعة إلى الخطوة التالية: حقن المنحل بالكهرباء.ضع البطاريات المخبوزة بسرعة في صندوق القفازات المفرغة من الهواء، وقم بوزنها وتسجيلها، ثم ضعها على كوب الحقن، وأضف الوزن المصمم من الإلكتروليت إلى الكوب (عادةً ما يتم إجراء اختبار البطارية المغمورة في السائل: ضع البطارية في الكوب وسط).ضع قلب البطارية في المنحل بالكهرباء، وانقعه لفترة من الوقت، واختبر أقصى قدرة لامتصاص السائل للبطارية (عادةً املأ السائل وفقًا للحجم التجريبي)، وضعه في صندوق مفرغ للتفريغ (درجة الفراغ ≥ -) 0.09Mpa)، وتسريع اختراق المنحل بالكهرباء في القطب.بعد عدة دورات، قم بإزالة قطع البطارية وقم بوزنها.احسب ما إذا كان حجم الحقن يلبي قيمة التصميم.إذا كان أقل، فإنه يحتاج إلى تجديد.إذا كان هناك الكثير، فما عليك سوى التخلص من الفائض حتى تستوفي متطلبات التصميم.تتطلب بيئة صندوق القفازات درجة حرارة أقل من 23 درجة مئوية ونقطة تكاثف أقل من -45 درجة مئوية.

لحامأثناء عملية تصنيع بطارية الليثيوم هذه، يجب وضع غطاء البطارية في صندوق القفازات مسبقًا، ويجب تثبيت غطاء البطارية على القالب السفلي لآلة اللحام الفائقة بيد واحدة، ويجب إمساك قلب البطارية باليد الأخرى يُسلِّم.قم بمحاذاة العروة الإيجابية لخلية البطارية مع العروة الطرفية للغطاء.بعد التأكد من محاذاة العروة الطرفية الإيجابية مع العروة الطرفية للغطاء، قم بالخطوة على آلة اللحام بالموجات فوق الصوتية.ثم قم بالضغط على مفتاح القدم لآلة اللحام.بعد ذلك، يجب فحص وحدة البطارية بالكامل للتحقق من تأثير اللحام لألسنة اللحام.

لاحظ ما إذا كانت علامات تبويب اللحام محاذية أم لا.

اسحب برفق علامة تبويب اللحام لمعرفة ما إذا كانت مفكوكة أم لا.

تحتاج البطاريات التي لم يتم لحام غطاء البطارية بها بشكل محكم إلى إعادة لحامها.