Itijum-jonske baterije imaju širok spektar primjene. Prema klasifikaciji područja primjene, mogu se podijeliti na baterije za skladištenje energije, baterije za napajanje i baterije za potrošačku elektroniku.
- Baterija za skladištenje energije obuhvata skladištenje komunikacijske energije, skladištenje električne energije, distribuirane energetske sisteme itd.;
- Baterije za napajanje se uglavnom koriste u oblasti energetike, opslužujući tržište, uključujući vozila s novom energijom, električne viljuškare itd.;
- Baterije za potrošačku elektroniku pokrivaju potrošačko i industrijsko područje, uključujući pametno mjerenje, inteligentnu sigurnost, inteligentni transport, Internet stvari itd.
Litijum-jonska baterija je složen sistem, uglavnom sastavljen od anode, katode, elektrolita, separatora, kolektora struje, veziva, provodnog sredstva i tako dalje, koji uključuje reakcije uključujući elektrohemijsku reakciju anode i katode, provodljivost litijum-jonskih iona i elektronsku provodljivost, kao i difuziju toplote.
Proces proizvodnje litijumskih baterija je relativno dug i uključuje više od 50 procesa.
Litijumske baterije se mogu podijeliti na cilindrične baterije, baterije sa kvadratnim aluminijumskim kućištem, baterije u obliku vrećice i baterije sa oštricama prema obliku. Postoje neke razlike u njihovom proizvodnom procesu, ali generalno, proces proizvodnje litijumskih baterija može se podijeliti na prednji proces (proizvodnja elektroda), srednju fazu procesa (sinteza ćelija) i završni proces (formiranje i pakovanje).
U ovom članku bit će predstavljen prednji proces proizvodnje litijumskih baterija.
Cilj proizvodnje u prednjem dijelu procesa je završetak proizvodnje elektrode (anode i katode). Glavni procesi uključuju: miješanje/muljiranje, premazivanje, kalandriranje, rezanje i rezanje kalupom.
Miješanje/sprejanje
Miješanje/suspenzija je ravnomjerno miješanje čvrstih materijala anode i katode baterije, a zatim dodavanje rastvarača da bi se dobila suspenzija. Miješanje suspenzije je početna tačka na prednjem kraju linije i uvod u završetak naknadnog premazivanja, kalandriranja i drugih procesa.
Suspenzija litijumskih baterija se dijeli na suspenziju pozitivnih elektroda i suspenziju negativnih elektroda. Aktivne supstance, provodni ugljenik, zgušnjivač, vezivo, aditiv, rastvarač itd. se stavljaju u mikser u proporciji. Miješanjem se dobija ujednačena disperzija suspenzije čvrste i tečne faze za premazivanje.
Visokokvalitetno miješanje je osnova za visokokvalitetno dovršavanje sljedećeg procesa, što će direktno ili indirektno uticati na sigurnosne performanse i elektrohemijske performanse baterije.
Premaz
Premazivanje je proces nanošenja pozitivnog aktivnog materijala i negativnog aktivnog materijala na aluminijske i bakrene folije, respektivno, i njihovog kombinovanja sa provodljivim sredstvima i vezivom kako bi se formirao elektrodni lim. Rastvarači se zatim uklanjaju sušenjem u pećnici tako da se čvrsta supstanca veže za podlogu i formira zavojnicu pozitivnog i negativnog elektrodnog lima.
Katodni i anodni premaz
Katodni materijali: Postoje tri vrste materijala: laminirana struktura, spinelna struktura i olivinska struktura, što odgovara ternarnim materijalima (i litijum kobaltatu), litijum manganatu (LiMn2O4) i litijum željeznom fosfatu (LiFePO4), respektivno.
Anodni materijali: Trenutno, anodni materijali koji se koriste u komercijalnim litijum-jonskim baterijama uglavnom uključuju ugljične materijale i neugljične materijale. Među njima, ugljični materijali uključuju grafitnu anodu, koja je trenutno najčešće korištena, te neuređenu ugljičnu anodu, tvrdi ugljik, meki ugljik itd.; neugljični materijali uključuju anodu na bazi silicija, litijum-titanat (LTO) i tako dalje.
Kao ključna karika u prednjem dijelu procesa, kvalitet izvršenja procesa premazivanja duboko utiče na konzistentnost, sigurnost i životni ciklus gotove baterije.
Kalandriranje
Obložena elektroda se dodatno sabija valjkom, tako da aktivna supstanca i kolektor budu u bliskom kontaktu, smanjujući udaljenost kretanja elektrona, smanjujući debljinu elektrode i povećavajući kapacitet opterećenja. Istovremeno, može smanjiti unutrašnji otpor baterije, povećati provodljivost i poboljšati iskorištenje volumena baterije kako bi se povećao kapacitet baterije.
Ravnost elektrode nakon procesa kalandriranja direktno će uticati na efekat naknadnog procesa rezanja. Ujednačenost aktivne supstance elektrode će takođe indirektno uticati na performanse ćelije.
Rezanje
Rezanje je kontinuirano uzdužno rezanje široke zavojnice elektrode na uske kriške potrebne širine. Prilikom rezanja, elektroda se suočava sa djelovanjem smicanja i lomi se. Ravnost ruba nakon rezanja (bez neravnina i savijanja) je ključna za ispitivanje performansi.
Proces izrade elektrode uključuje zavarivanje jezička elektrode, nanošenje zaštitnog ljepljivog papira, omotavanje jezička elektrode i korištenje lasera za rezanje jezička elektrode za naknadni proces namotavanja. Rezanje kalupom služi za utiskivanje i oblikovanje obložene elektrode za naknadni proces.
Zbog visokih zahtjeva za sigurnosne performanse litijum-jonskih baterija, tačnost, stabilnost i automatizacija opreme su veoma traženi u procesu proizvodnje litijum-jonskih baterija.
Kao lider u opremi za mjerenje litijum elektroda, Dacheng Precision je lansirao seriju proizvoda za mjerenje elektroda u prednjem procesu proizvodnje litijum baterija, kao što su X/β-zračni mjerač površinske gustine, CDM mjerač debljine i površinske gustine, laserski mjerač debljine i tako dalje.
- Super X-Ray mjerač površinske gustoće
Prilagodljiv je mjerenju širine premaza preko 1600 mm, podržava ultrabrzo skeniranje i detektuje detaljne karakteristike kao što su područja stanjivanja, ogrebotine i keramičke ivice. Može pomoći kod nanošenja premaza u zatvorenoj petlji.
- X/β-zračni mjerač površinske gustoće
Koristi se u procesu premazivanja elektroda baterija i procesu keramičkog premazivanja separatora za provođenje online testiranja površinske gustoće mjerenog objekta.
- CDM mjerač debljine i površinske gustoće
Može se primijeniti na proces premazivanja: online detekcija detaljnih karakteristika elektroda, kao što su propušteni premaz, nedostatak materijala, ogrebotine, konture debljine područja prorjeđivanja, detekcija debljine AT9 itd.;
- Višeokvirni sinhroni mjerni sistem praćenja
Koristi se za proces premazivanja katode i anode litijumskih baterija. Koristi više skenirajućih okvira za izvođenje sinhronih mjerenja praćenja na elektrodama. Sinhroni sistem za mjerenje praćenja s pet okvira može pregledati mokri film, neto količinu premaza i elektrodu.
- Laserski mjerač debljine
Koristi se za detekciju elektrode u procesu premazivanja ili kalandriranja litijumskih baterija.
- Mjerač debljine i dimenzija van mreže
Koristi se za detekciju debljine i dimenzija elektroda u procesu premazivanja ili kalandriranja litijumskih baterija, što poboljšava efikasnost i konzistentnost.
Vrijeme objave: 31. avg. 2023.
