Con el rápido desarrollo de laBatería de LitioEn la industria, los escenarios de aplicación de las baterías de litio continúan expandiéndose y convirtiéndose en un dispositivo energético indispensable en la vida y el trabajo de las personas.Cuando se trata del proceso de producción de fabricantes de baterías de litio personalizados, el proceso de producción de baterías de litio incluye principalmente ingredientes, recubrimiento, laminado, preparación, bobinado, descascarado, laminado, horneado, inyección de líquido, soldadura, etc. A continuación se presentan los puntos clave de El proceso de producción de baterías de litio.Ingredientes del electrodo positivo El electrodo positivo de las baterías de litio está compuesto de materiales activos, agentes conductores, adhesivos, etc. Primero, las materias primas se confirman y hornean.En términos generales, el agente conductor debe hornearse a ≈120 ℃ durante 8 horas y el adhesivo PVDF debe hornearse a ≈80 ℃ durante 8 horas.La necesidad de hornear y secar los materiales activos (LFP, NCM, etc.) depende del estado de las materias primas.En la actualidad, el taller general de baterías de litio requiere una temperatura ≤40 ℃ y una humedad ≤25 % RH.Una vez completado el secado, es necesario preparar con antelación el pegamento PVDF (solvente de PVDF, solución de NMP).La calidad del pegamento PVDF es fundamental para la resistencia interna y el rendimiento eléctrico de la batería.Los factores que afectan la aplicación del pegamento incluyen la temperatura y la velocidad de agitación.Cuanto mayor sea la temperatura, el color amarillento del pegamento afectará la adherencia.Si la velocidad de mezcla es demasiado rápida, el pegamento puede dañarse fácilmente.La velocidad de rotación específica depende del tamaño del disco de dispersión.En términos generales, la velocidad lineal del disco de dispersión es de 10 a 15 m/s (dependiendo del equipo).En este momento, se requiere que el tanque de mezcla abra la circulación de agua y la temperatura debe ser ≤30°C.

Agregue la suspensión catódica en tandas.En este momento, debe prestar atención al orden en que se agregan los materiales.Primero agregue el material activo y el agente conductor, revuelva lentamente y luego agregue el pegamento.El tiempo de alimentación y la proporción de alimentación también deben implementarse estrictamente de acuerdo con el proceso de producción de baterías de litio.En segundo lugar, se debe controlar estrictamente la velocidad de rotación y la velocidad de rotación del equipo.En términos generales, la velocidad lineal de dispersión debe ser superior a 17 m/s.Esto depende del rendimiento del dispositivo.Los diferentes fabricantes varían mucho.También controlar el vacío y la temperatura de la mezcla.En esta etapa, es necesario detectar periódicamente el tamaño de las partículas y la viscosidad de la suspensión.El tamaño de las partículas y la viscosidad están estrechamente relacionados con el contenido de sólidos, las propiedades del material, la secuencia de alimentación y el proceso de fabricación de las baterías de litio.En este momento, el proceso convencional requiere una temperatura ≤30 ℃, una humedad ≤25 %RH y un grado de vacío ≤-0,085 mpa.Transfiera la lechada a un tanque de transferencia o taller de pintura.Una vez transferida la lechada, es necesario tamizarla.El objetivo es filtrar partículas grandes, precipitar y eliminar sustancias ferromagnéticas y de otro tipo.Las partículas grandes afectarán el revestimiento y pueden provocar una autodescarga excesiva de la batería o riesgo de cortocircuito;Demasiado material ferromagnético en la suspensión puede provocar una autodescarga excesiva de la batería y otros defectos.Los requisitos de este proceso de producción de baterías de litio son: temperatura ≤ 40 °C, humedad ≤ 25% RH, tamaño de malla de pantalla ≤ 100 malla y tamaño de partícula ≤ 15um.

Electrodo negativoIngredientes El electrodo negativo de la batería de litio está compuesto de material activo, agente conductor, aglutinante y dispersante.Primero, confirme las materias primas.El sistema de ánodo tradicional es un proceso de mezcla a base de agua (el disolvente es agua desionizada), por lo que no existen requisitos especiales de secado para las materias primas.El proceso de producción de baterías de litio requiere que la conductividad del agua desionizada sea ≤1us/cm.Requisitos del taller: temperatura ≤40 ℃, humedad ≤25% RH.Prepara pegamento.Una vez determinadas las materias primas, primero se debe preparar el pegamento (compuesto de CMC y agua).En este punto, vierta el grafito C y el agente conductor en una mezcladora para mezclar en seco.Se recomienda no aspirar ni abrir el agua circulante, porque las partículas se extruyen, se frotan y se calientan durante la mezcla en seco.La velocidad de rotación es de baja velocidad de 15 a 20 rpm, el ciclo de raspado y pulido es de 2 a 3 veces y el tiempo de intervalo es de ≈15 min.Vierta el pegamento en la batidora y comience a aspirar (≤-0,09 mpa).Apriete la goma a baja velocidad de 15 ~ 20 rpm 2 veces, luego ajuste la velocidad (baja velocidad 35 rpm, alta velocidad 1200 ~ 1500 rpm) y ejecútela durante aproximadamente 15 min ~ 60 min de acuerdo con el proceso húmedo de cada fabricante.Finalmente, vierte el SBR en la licuadora.Se recomienda agitar a baja velocidad ya que el SBR es un polímero de cadena larga.Si la velocidad de rotación es demasiado rápida durante mucho tiempo, la cadena molecular se romperá fácilmente y perderá actividad.Se recomienda remover a baja velocidad de 35-40rpm y alta velocidad de 1200-1800rpm durante 10-20 minutos.Pruebe la viscosidad (2000 ~ 4000 mPa.s), el tamaño de partícula (35um≤), el contenido de sólidos (40-70%), el grado de vacío y la malla de la pantalla (≤100 malla).Los valores de proceso específicos variarán según las propiedades físicas del material y el proceso de mezcla.El taller requiere una temperatura ≤30 ℃ y una humedad ≤25% RH.Recubrimiento de cátodo El proceso de fabricación de baterías de litio se refiere a extruir o rociar la suspensión del cátodo sobre la superficie AB del colector de corriente de aluminio, con una densidad de superficie única de ≈20~40 mg/cm2 (tipo de batería de litio ternaria).La temperatura del horno generalmente está por encima de 4 a 8 nudos, y la temperatura de horneado de cada sección se ajusta entre 95 °C y 120 °C según las necesidades reales para evitar grietas transversales y goteo de solvente durante el craqueo por horneado.La relación de velocidad del rodillo de recubrimiento de transferencia es de 1,1 a 1,2 y la posición del espacio se reduce entre 20 y 30 um para evitar una compactación excesiva de la posición de la etiqueta debido a la formación de residuos durante el ciclo de la batería, lo que puede provocar precipitación de litio.Humedad del recubrimiento ≤2000-3000ppm (dependiendo del material y proceso).La temperatura positiva del electrodo en el taller es ≤30℃ y la humedad es ≤25%.El diagrama esquemático es el siguiente: Diagrama esquemático de la cinta de revestimiento

Elfabricación de baterías de litioproceso derevestimiento de electrodo negativose refiere a extruir o rociar una suspensión de electrodo negativo sobre la superficie AB del colector de corriente de cobre.Densidad de superficie única ≈ 10~15 mg/cm2.La temperatura del horno de recubrimiento generalmente tiene de 4 a 8 secciones (o más), y la temperatura de horneado de cada sección es de 80 ℃ ~ 105 ℃.Se puede ajustar según las necesidades reales para evitar grietas por horneado y grietas transversales.La relación de velocidad del rodillo de transferencia es 1,2-1,3, la separación se adelgaza 10-15um, la concentración de pintura es ≤3000ppm, la temperatura del electrodo negativo en el taller es ≤30℃ y la humedad es ≤25%.Después de que se seque el recubrimiento positivo de la placa positiva, es necesario alinear el tambor dentro del tiempo del proceso.El rodillo se utiliza para compactar la lámina del electrodo (la masa del apósito por unidad de volumen).Actualmente, existen dos métodos de prensado de electrodos positivos en el proceso de fabricación de baterías de litio: prensado en caliente y prensado en frío.En comparación con el prensado en frío, el prensado en caliente tiene una mayor compactación y una menor tasa de rebote.Sin embargo, el proceso de prensado en frío es relativamente sencillo y fácil de operar y controlar.El equipo principal del rodillo es lograr los siguientes valores de proceso: densidad de compactación, tasa de rebote y alargamiento.Al mismo tiempo, cabe señalar que no se permiten virutas quebradizas, grumos duros, materiales caídos, bordes ondulados, etc. en la superficie de la pieza de varilla, y no se permiten roturas en los espacios.En este momento, la temperatura ambiente del taller: ≤23℃, humedad: ≤25%.La verdadera densidad de los materiales convencionales actuales:

Compactación de uso común:

Tasa de rebote: rebote general 2-3 μm

Alargamiento: la lámina del electrodo positivo es generalmente ≈1.002

Una vez completado el rollo del electrodo positivo, el siguiente paso es dividir toda la pieza del electrodo en pequeñas tiras del mismo ancho (correspondiente a la altura de la batería).Al cortar, preste atención a las rebabas de la pieza polar.Es necesario inspeccionar exhaustivamente las piezas polares en busca de rebabas en las direcciones X e Y con la ayuda de un equipo bidimensional.Proceso de longitud de rebaba longitudinal Y≤1/2 H espesor del diafragma.La temperatura ambiente del taller debe ser ≤23℃ y el punto de rocío debe ser ≤-30℃.El proceso de fabricación de láminas de electrodos negativos para baterías de litio es el mismo que el de los electrodos positivos, pero el diseño del proceso es diferente.La temperatura ambiente del taller debe ser ≤23℃ y la humedad debe ser ≤25%.Densidad real de materiales de electrodos negativos comunes:

Compactación de electrodos negativos de uso común: Tasa de rebote: Rebote general 4-8um Alargamiento: Placa positiva generalmente ≈ 1.002 El proceso de producción de pelado de electrodos positivos de baterías de litio es similar al proceso de pelado de electrodos positivos, y ambos necesitan controlar las rebabas en X y Direcciones Y.La temperatura ambiente del taller debe ser ≤23℃ y el punto de rocío debe ser ≤-30℃.Una vez que la placa positiva está lista para ser retirada, es necesario secarla (120 °C) y luego soldar y empaquetar la lámina de aluminio.Durante este proceso, se debe considerar la longitud de la pestaña y el ancho de la moldura.Tomando como ejemplo el diseño **650 (como la batería 18650), el diseño con pestañas expuestas tiene como objetivo principal considerar la cooperación razonable de las pestañas del cátodo durante la soldadura de tapa y ranura por laminación.Si las lengüetas de los polos están expuestas durante demasiado tiempo, puede ocurrir fácilmente un cortocircuito entre las lengüetas de los polos y la carcasa de acero durante el proceso de laminado.Si la orejeta es demasiado corta, la tapa no se puede soldar.En la actualidad, existen dos tipos de cabezales de soldadura por ultrasonidos: lineales y puntuales.Los procesos domésticos utilizan principalmente cabezales de soldadura lineales debido a consideraciones de sobrecorriente y resistencia de la soldadura.Además, se utiliza pegamento de alta temperatura para cubrir las pestañas de soldadura, principalmente para evitar el riesgo de cortocircuitos causados ​​por rebabas y desechos metálicos.La temperatura ambiente del taller debe ser ≤23℃, el punto de rocío debe ser ≤-30℃ y el contenido de humedad del cátodo debe ser ≤500-1000ppm.

Preparación de placas negativasEs necesario secar la placa negativa (105-110°C), luego se sueldan y empaquetan las láminas de níquel.También es necesario considerar la longitud de la lengüeta de soldadura y el ancho del conformado.La temperatura ambiente del taller debe ser ≤23℃, el punto de rocío debe ser ≤-30℃ y el contenido de humedad del electrodo negativo debe ser ≤500-1000ppm.El bobinado consiste en enrollar el separador, la lámina del electrodo positivo y la lámina del electrodo negativo en un núcleo de hierro a través de una máquina bobinadora.El principio es envolver el electrodo positivo con el electrodo negativo y luego separar los electrodos positivo y negativo mediante un separador.Dado que el electrodo negativo del sistema tradicional es el electrodo de control del diseño de la batería, la capacidad del diseño es mayor que la del electrodo positivo, de modo que durante la carga de formación, el Li+ del electrodo positivo se puede almacenar en la “vacancia” de el electrodo negativo.Se debe prestar especial atención a la tensión del devanado y a la disposición de las piezas polares al realizar el devanado.Una tensión de bobinado demasiado pequeña afectará la resistencia interna y la tasa de inserción de la carcasa.Una tensión excesiva puede provocar riesgo de cortocircuito o astillas.La alineación se refiere a la posición relativa del electrodo negativo, el electrodo positivo y el separador.El ancho del electrodo negativo es de 59,5 mm, el electrodo positivo es de 58 mm y el separador es de 61 mm.Los tres quedan alineados durante la reproducción para evitar el riesgo de cortocircuitos.La tensión del devanado generalmente está entre 0,08 y 0,15 Mpa para el polo positivo, 0,08 y 0,15 Mpa para el polo negativo, 0,08 y 0,15 Mpa para el diafragma superior y 0,08 y 0,15 Mpa para el diafragma inferior.Los ajustes específicos dependen del equipo y el proceso.La temperatura ambiente de este taller es ≤23℃, el punto de rocío es ≤-30℃ y el contenido de humedad es ≤500-1000ppm.

Antes de instalar el núcleo de la batería en la carcasa, se requiere una prueba Hi-Pot de 200 ~ 500 V (para comprobar si la batería de alto voltaje está en cortocircuito) y también se requiere aspirar para controlar aún más el polvo antes de instalarlo. el caso.Los tres principales puntos de control de las baterías de litio son la humedad, las rebabas y el polvo.Una vez completado el proceso anterior, inserte la junta inferior en la parte inferior del núcleo de la batería, doble la lámina del electrodo positivo de modo que la superficie mire hacia el orificio del devanado del núcleo de la batería y, finalmente, insértela verticalmente en la carcasa de acero o de aluminio.Tomando el tipo 18650 como ejemplo, el diámetro exterior ≈ 18 mm + altura ≈ 71,5 mm.Cuando el área de la sección transversal del núcleo enrollado es menor que el área de la sección transversal interna de la caja de acero, la tasa de inserción de la caja de acero es aproximadamente del 97 % al 98,5 %.Porque se debe considerar el valor de rebote de la pieza polar y el grado de penetración del líquido durante la inyección posterior.El mismo proceso que el contrapiso de superficie incluye el ensamblaje del contrapiso superior.La temperatura ambiente del taller debe ser ≤23℃ y el punto de rocío debe ser ≤-40℃.

LaminaciónInserta un pin de soldadura (generalmente hecho de cobre o aleación) en el centro del núcleo de soldadura.Los pasadores de soldadura de uso común son Φ2,5*1,6 mm y la resistencia de soldadura del electrodo negativo debe ser ≥12 N para ser calificado.Si es demasiado bajo, fácilmente provocará soldadura virtual y una resistencia interna excesiva.Si es demasiado alto, es fácil soldar la capa de níquel en la superficie de la carcasa de acero, lo que resulta en uniones de soldadura, lo que genera peligros ocultos como óxido y fugas.La comprensión simple de la ranura rodante es fijar el núcleo enrollado de la batería en la carcasa sin agitarlo.En el proceso de fabricación de esta batería de litio, se debe prestar especial atención a la coincidencia de la velocidad de extrusión transversal y la velocidad de prensado longitudinal para evitar cortar la carcasa a una velocidad transversal demasiado alta, y la capa de níquel de la muesca se caerá si la velocidad longitudinal es demasiado rápida o la altura de la muesca se verá afectada y el sellado se verá afectado.Es necesario comprobar si los valores de proceso para la profundidad de la ranura, la extensión y la altura de la ranura cumplen con las normas (mediante cálculos prácticos y teóricos).Los tamaños de placas habituales son 1,0, 1,2 y 1,5 mm.Una vez completada la ranura de laminación, es necesario aspirar nuevamente toda la máquina para evitar residuos metálicos.El grado de vacío debe ser ≤-0.065Mpa y el tiempo de aspiración debe ser de 1 a 2 s.Los requisitos de temperatura ambiente de este taller son ≤23℃ y el punto de rocío es ≤-40℃.Horneado del núcleo de la batería Después de enrollar y ranurar las láminas cilíndricas de la batería, el siguiente proceso de producción de la batería de litio es muy importante: el horneado.Durante la producción de celdas de batería se introduce una cierta cantidad de humedad.Si la humedad no se puede controlar dentro del rango estándar a tiempo, el rendimiento y la seguridad de la batería se verán gravemente afectados.Generalmente, para hornear se utiliza un horno de vacío automático.Coloque ordenadamente las celdas a hornear, coloque el desecante en el horno, configure los parámetros y aumente la temperatura a 85 ° C (tomando como ejemplo las baterías de fosfato de hierro y litio).Los siguientes son los estándares de horneado para varias especificaciones diferentes de celdas de batería:

Inyección de líquidoEl proceso de fabricación de baterías de litio implica pruebas de humedad de las celdas de la batería horneadas.Sólo después de alcanzar los estándares de horneado anteriores se puede pasar al siguiente paso: inyectar el electrolito.Coloque rápidamente las baterías horneadas en la guantera de la aspiradora, pese y registre el peso, colóquela en la copa de inyección y agregue el peso diseñado de electrolito en la copa (generalmente se realiza una prueba de batería sumergida en líquido: coloque la batería en la copa medio).Coloque el núcleo de la batería en el electrolito, sumérjalo durante un período de tiempo, pruebe la capacidad máxima de absorción de líquido de la batería (generalmente llene el líquido de acuerdo con el volumen experimental), colóquelo en una caja de vacío para aspirar (grado de vacío ≤ - 0.09Mpa), y acelerar la penetración del electrolito en el electrodo.Después de varios ciclos, retire los trozos de batería y péselos.Calcule si el volumen de inyección cumple con el valor de diseño.Si es menos, es necesario reponerlo.Si hay demasiado, simplemente vierta el exceso hasta que cumpla con los requisitos de diseño.El entorno de la guantera requiere una temperatura ≤23 ℃ y un punto de rocío ≤-45 ℃.

SoldaduraDurante este proceso de fabricación de baterías de litio, la tapa de la batería debe colocarse en la guantera con anticipación, y la tapa de la batería debe fijarse en el molde inferior de la súper soldadora con una mano y el núcleo de la batería debe sujetarse con la otra. mano.Alinee el terminal positivo de la celda de la batería con el terminal de la cubierta.Después de confirmar que el terminal positivo está alineado con el terminal de la tapa, suba a la máquina de soldadura ultrasónica.Luego pise el interruptor de pie de la máquina de soldar.Luego, se debe inspeccionar completamente la unidad de batería para verificar el efecto de soldadura de las lengüetas de soldadura.

Observe si las pestañas de soldadura están alineadas.

Tire suavemente de la pestaña de soldadura para ver si está suelta.

Las baterías cuya tapa no esté firmemente soldada deben volverse a soldar.