Litiumionbatterier har et bredt spekter av bruksområder. I henhold til klassifiseringen av bruksområder kan de deles inn i batteri for energilagring, strømbatteri og batteri for forbrukerelektronikk.
- Batteri for energilagring dekker energilagring for kommunikasjon, energilagring for kraft, distribuerte energisystemer, osv.;
- Strømbatterier brukes hovedsakelig innen kraftfeltet, og betjener markedet inkludert nye energikjøretøyer, elektriske gaffeltrucker, etc.;
- Batterier for forbrukerelektronikk dekker forbruker- og industrifeltet, inkludert smart måling, intelligent sikkerhet, intelligent transport, tingenes internett, etc.
Litiumionbatterier er et komplekst system, hovedsakelig bestående av anode, katode, elektrolytt, separator, strømkollektor, bindemiddel, ledende middel og så videre, som involverer reaksjoner som elektrokjemisk reaksjon mellom anode og katode, litiumionledning og elektronisk ledning, samt varmediffusjon.
Produksjonsprosessen for litiumbatterier er relativt lang, og mer enn 50 prosesser er involvert i prosessen.
Litiumbatterier kan deles inn i sylindriske batterier, firkantede aluminiumsbatterier, posebatterier og bladbatterier i henhold til formen. Det er noen forskjeller i produksjonsprosessen, men generelt kan produksjonsprosessen for litiumbatterier deles inn i en frontprosess (elektrodeproduksjon), en mellomprosess (cellesyntese) og en back-end-prosess (dannelse og pakking).
Den innledende prosessen med produksjon av litiumbatterier vil bli introdusert i denne artikkelen.
Produksjonsmålet med front-end-prosessen er å fullføre produksjonen av elektroden (anode og katode). Hovedprosessen inkluderer: oppslemming/blanding, belegging, kalandrering, snitting og stansing.
Oppslemming/blanding
Oppslemming/blanding er å blande de faste batterimaterialene i anode og katode jevnt, og deretter tilsette løsemiddel for å lage en oppslemming. Oppslemmingsblanding er utgangspunktet for den første enden av linjen, og er opptakten til fullføringen av påfølgende belegging, kalandrering og andre prosesser.
Litiumbatteri-suspensjon er delt inn i positiv elektrodesuspensjon og negativ elektrodesuspensjon. Bland aktive stoffer, ledende karbon, fortykningsmiddel, bindemiddel, tilsetningsstoff, løsemiddel osv. i blanderen i proporsjon. Ved å blande oppnås en jevn fordeling av fast-flytende suspensjonssuspensjon for belegg.
Høykvalitets blanding er grunnlaget for høykvalitets gjennomføring av den påfølgende prosessen, noe som direkte eller indirekte vil påvirke batteriets sikkerhetsytelse og elektrokjemiske ytelse.
Belegg
Belegg er prosessen med å belegge det positive aktive materialet og det negative aktive materialet på henholdsvis aluminiums- og kobberfolier, og kombinere dem med ledende stoffer og bindemiddel for å danne en elektrodeplate. Løsemidlene fjernes deretter ved tørking i ovnen, slik at det faste stoffet bindes til underlaget for å danne en positiv og negativ elektrodeplate.
Katode- og anodebelegg
Katodematerialer: Det finnes tre typer materialer: laminert struktur, spinellstruktur og olivinstruktur, som tilsvarer henholdsvis ternære materialer (og litiumkoboltat), litiummanganat (LiMn2O4) og litiumjernfosfat (LiFePO4).
Anodematerialer: For tiden inneholder anodematerialene som brukes i kommersielle litiumionbatterier hovedsakelig karbonmaterialer og ikke-karbonmaterialer. Blant disse er grafittanoder, som er de mest brukte for tiden, og uordnet karbonanoder, hardt karbon, mykt karbon, etc.; ikke-karbonmaterialer inkluderer silisiumbasert anode, litiumtitanat (LTO) og så videre.
Som kjerneleddet i den fremre prosessen påvirker utførelseskvaliteten av beleggprosessen i stor grad konsistensen, sikkerheten og livssyklusen til det ferdige batteriet.
Kalendrering
Den belagte elektroden komprimeres ytterligere med en vals, slik at det aktive stoffet og kollektoren er i tett kontakt med hverandre. Dette reduserer elektronenes bevegelsesavstand, senker elektrodetykkelsen og øker lastekapasiteten. Samtidig kan det senke batteriets indre motstand, øke konduktiviteten og forbedre batteriets volumutnyttelsesgrad for å øke batterikapasiteten.
Elektrodens flathet etter kalandreringsprosessen vil direkte påvirke effekten av den påfølgende slisseprosessen. Ensartetheten av elektrodens aktive stoff vil også indirekte påvirke cellens ytelse.
Skjæring
Slitting er kontinuerlig langsgående skjæring av en bred elektrodespiral i smale skiver med ønsket bredde. Ved slitting møter elektroden skjærkraft og brytes ned. Kantflatheten etter slitting (ingen grat og bøying) er nøkkelen til å undersøke ytelsen.
Prosessen med å lage en elektrode inkluderer sveising av elektrodefliken, påføring av beskyttende klebepapir, innpakking av elektrodefliken og bruk av laser til å skjære elektrodefliken for den påfølgende viklingsprosessen. Stanskjæring er å stemple og forme den belagte elektroden for den påfølgende prosessen.
På grunn av de høye kravene til sikkerhetsytelse for litiumionbatterier, er nøyaktighet, stabilitet og automatisering av utstyr svært etterspurt i produksjonsprosessen for litiumbatterier.
Som en leder innen måleutstyr for litiumelektroder har Dacheng Precision lansert en serie produkter for elektrodemåling i den innledende prosessen med produksjon av litiumbatterier, som for eksempel røntgen-β-stråle-arealtetthetsmåler, CDM-tykkelse og arealtetthetsmåler, lasertykkelsesmåler og så videre.
- Super X-Ray arealtetthetsmåler
Den kan tilpasses måling av beleggbredder på over 1600 mm, støtter ultrahøyhastighetsskanning og oppdager detaljerte funksjoner som tynne områder, riper og keramiske kanter. Den kan hjelpe med lukket sløyfebelegg.
- Røntgen-β-stråle-arealtetthetsmåler
Den brukes i batterielektrodebeleggingsprosessen og separatorens keramiske beleggingsprosess for å utføre online-testing av arealtettheten til det målte objektet.
- CDM-tykkelse og arealtetthetsmåler
Det kan brukes i belegningsprosessen: online deteksjon av detaljerte egenskaper ved elektroder, som manglende belegg, materialmangel, riper, tykkelseskonturer av tynne områder, AT9 tykkelsesdeteksjon, osv.;
- Synkront sporingsmålesystem for flere bilder
Den brukes til beleggingsprosessen for katode og anode i litiumbatterier. Den bruker flere skannebilder for å utføre synkrone sporingsmålinger på elektrodene. Fembilders synkrone sporingsmålesystem kan inspisere våtfilm, netto beleggmengde og elektrode.
- Lasertykkelsesmåler
Den brukes til å detektere elektroden i belegningsprosessen eller kalandreringsprosessen til litiumbatterier.
- Offline tykkelse og dimensjonsmåler
Den brukes til å oppdage tykkelsen og dimensjonen til elektroder i belegningsprosessen eller kalandreringsprosessen til litiumbatterier, noe som forbedrer effektiviteten og konsistensen.
Publisert: 31. august 2023
