Litiumjonbatterier har ett brett användningsområde. Enligt klassificeringen av användningsområden kan de delas in i batteri för energilagring, kraftbatteri och batteri för konsumentelektronik.
- Batteri för energilagring omfattar energilagring för kommunikation, energilagring för kraft, distribuerade energisystem etc.;
- Kraftbatterier används huvudsakligen inom kraftområdet och betjänar marknaden inklusive nya energifordon, elektriska gaffeltruckar etc.;
- Batterier för konsumentelektronik täcker konsument- och industriområdet, inklusive smart mätning, intelligent säkerhet, intelligent transport, sakernas internet, etc.
Litiumjonbatterier är ett komplext system, huvudsakligen bestående av anod, katod, elektrolyt, separator, strömkollektor, bindemedel, ledande medel och så vidare, som involverar reaktioner inklusive elektrokemisk reaktion mellan anod och katod, litiumjonledning och elektronisk ledning, samt värmediffusion.
Produktionsprocessen för litiumbatterier är relativt lång, och mer än 50 processer är involverade i processen.
Litiumbatterier kan delas in i cylindriska batterier, fyrkantiga aluminiumbatterier, påsbatterier och bladbatterier beroende på form. Det finns vissa skillnader i deras produktionsprocess, men överlag kan tillverkningsprocessen för litiumbatterier delas in i en första stegsprocess (elektrodtillverkning), en mellanstegsprocess (cellsyntes) och en efterstegsprocess (bildning och paketering).
Den inledande processen för tillverkning av litiumbatterier kommer att introduceras i den här artikeln.
Produktionsmålet för den inledande processen är att slutföra tillverkningen av elektroder (anod och katod). Dess huvudsakliga processer inkluderar: uppslamning/blandning, beläggning, kalandrering, skärning och stansning.
Uppslamning/Blandning
Slurry/blandning innebär att blanda de fasta batterimaterialen i anod och katod jämnt och sedan tillsätta lösningsmedel för att skapa en slurry. Slurryblandning är startpunkten för processens början och är upptakten till slutförandet av efterföljande beläggning, kalandrering och andra processer.
Litiumbatteriuppslamningen är uppdelad i positiv elektroduppslamning och negativ elektroduppslamning. Tillsätt aktiva substanser, ledande kol, förtjockningsmedel, bindemedel, tillsatser, lösningsmedel etc. i blandaren i proportion. Genom att blanda får man en jämn spridning av fast-flytande suspensionsuppslamningen för beläggning.
Högkvalitativ blandning är grunden för högkvalitativt slutförande av den efterföljande processen, vilket direkt eller indirekt påverkar batteriets säkerhetsprestanda och elektrokemiska prestanda.
Beläggning
Beläggning är processen att belägga det positiva aktiva materialet och det negativa aktiva materialet på aluminium- respektive kopparfolier, och kombinera dem med ledande ämnen och bindemedel för att bilda en elektrodplatta. Lösningsmedlen avlägsnas sedan genom torkning i ugn så att det fasta ämnet binds till substratet för att bilda en positiv och negativ elektrodplatta.
Katod- och anodbeläggning
Katodmaterial: Det finns tre typer av material: laminerad struktur, spinellstruktur och olivinstruktur, motsvarande ternära material (och litiumkoboltat), litiummanganat (LiMn2O4) respektive litiumjärnfosfat (LiFePO4).
Anodmaterial: För närvarande används huvudsakligen kolmaterial och icke-kolmaterial i anodmaterial i kommersiella litiumjonbatterier. Bland kolmaterialen finns grafitanod, som är den mest använda för närvarande, och oordnad kolanod, hårt kol, mjukt kol etc.; icke-kolmaterial inkluderar kiselbaserad anod, litiumtitanat (LTO) och så vidare.
Som den centrala länken i den främre processen påverkar ytbehandlingsprocessens utförandekvalitet djupt det färdiga batteriets konsistens, säkerhet och livscykel.
Kalendrering
Den belagda elektroden komprimeras ytterligare med en vals, så att den aktiva substansen och kollektorn är i nära kontakt med varandra, vilket minskar elektronernas rörelseavstånd, sänker elektrodens tjocklek och ökar laddningskapaciteten. Samtidigt kan det sänka batteriets inre resistans, öka konduktiviteten och förbättra batteriets volymutnyttjandegrad för att öka batterikapaciteten.
Elektrodens planhet efter kalandreringsprocessen kommer direkt att påverka effekten av den efterföljande skärprocessen. Elektrodens aktiva substans enhetlighet kommer också indirekt att påverka cellens prestanda.
Skärning
Slitsning är kontinuerlig längsgående skärning av en bred elektrodspole i smala skivor av önskad bredd. Vid slitsning utsätts elektroden för skjuvning och bryts ned. Kantens planhet efter slitsning (ingen gradning och böjning) är nyckeln till att undersöka prestandan.
Processen att tillverka elektroden innefattar att svetsa elektrodfliken, applicera skyddande självhäftande papper, linda in elektrodfliken och använda laser för att skära elektrodfliken för den efterföljande lindningsprocessen. Stansning innebär att stansa och forma den belagda elektroden för den efterföljande processen.
På grund av de höga kraven på litiumjonbatteriers säkerhetsprestanda är noggrannhet, stabilitet och automatisering av utrustningen mycket efterfrågade i tillverkningsprocessen för litiumbatterier.
Som ledande leverantör av utrustning för mätning av litiumelektroder har Dacheng Precision lanserat en serie produkter för elektrodmätning i den inledande processen för tillverkning av litiumbatterier, såsom röntgen-β-ytdensitetsmätare, CDM-tjockleks- och ytdensitetsmätare, lasertjockleksmätare och så vidare.
- Super X-Ray area-densitetsmätare
Den är anpassningsbar till mätning av beläggningsbredd över 1600 mm, stöder ultrasnabb skanning och detekterar detaljerade egenskaper som tunna områden, repor och keramiska kanter. Den kan hjälpa till med sluten beläggning.
- Röntgen-β-ytdensitetsmätare
Den används i batterielektrodbeläggningsprocessen och separatorns keramiska beläggningsprocessen för att utföra online-tester av areadensiteten hos det uppmätta objektet.
- CDM-tjocklek och arealdensitetsmätare
Det kan tillämpas på beläggningsprocessen: online-detektering av detaljerade egenskaper hos elektroder, såsom missad beläggning, materialbrist, repor, tjocklekskonturer av förtunningsområden, AT9-tjockleksdetektering, etc.;
- Synkront spårningssystem för flera bilder
Den används för beläggning av katod och anod i litiumbatterier. Den använder flera skanningsramar för att utföra synkrona spårningsmätningar på elektroderna. Det synkrona spårningsmätsystemet med fem ramar kan inspektera våtfilm, nettobeläggningsmängd och elektrod.
- Lasertjockleksmätare
Den används för att detektera elektroden i beläggningsprocessen eller kalandreringsprocessen för litiumbatterier.
- Offline tjockleks- och dimensionsmätare
Den används för att detektera tjockleken och dimensionen på elektroder i beläggningsprocessen eller kalandreringsprocessen för litiumbatterier, vilket förbättrar effektiviteten och konsistensen.
Publiceringstid: 31 augusti 2023
