Avec le développement rapide dubatterie au lithiumDans l'industrie, les scénarios d'application des batteries au lithium continuent de se développer et deviennent un dispositif énergétique indispensable dans la vie et le travail des gens.En ce qui concerne le processus de production des fabricants de batteries au lithium personnalisées, le processus de production de batteries au lithium comprend principalement les ingrédients, le revêtement, le revêtement, la préparation, l'enroulement, le décorticage, le laminage, la cuisson, l'injection de liquide, le soudage, etc. Ce qui suit présente les points clés de le processus de production des batteries au lithium.Ingrédients de l'électrode positive L'électrode positive des batteries au lithium est composée de matériaux actifs, d'agents conducteurs, d'adhésifs, etc. Tout d'abord, les matières premières sont confirmées et cuites.D'une manière générale, l'agent conducteur doit être cuit à ≈120℃ pendant 8 heures et l'adhésif PVDF doit être cuit à ≈80℃ pendant 8 heures.La nécessité d'une cuisson et d'un séchage des matières actives (LFP, NCM, etc.) dépend de l'état des matières premières.À l'heure actuelle, l'atelier général de batteries au lithium nécessite une température ≤ 40 ℃ et une humidité ≤ 25 % RH.Une fois le séchage terminé, la colle PVDF (solvant PVDF, solution NMP) doit être préparée à l'avance.La qualité de la colle PVDF est essentielle à la résistance interne et aux performances électriques de la batterie.Les facteurs qui affectent l'application de la colle comprennent la température et la vitesse d'agitation.Plus la température est élevée, le jaunissement de la colle affectera l’adhérence.Si la vitesse de mélange est trop rapide, la colle peut être facilement endommagée.La vitesse de rotation spécifique dépend de la taille du disque de dispersion.D'une manière générale, la vitesse linéaire du disque de dispersion est de 10 à 15 m/s (selon l'équipement).À ce moment-là, le réservoir de mélange doit ouvrir l’eau en circulation et la température doit être ≤30°C.

Ajouter la suspension cathodique par lots.À ce stade, vous devez faire attention à l’ordre d’ajout des matériaux.Ajoutez d'abord le matériau actif et l'agent conducteur, remuez lentement, puis ajoutez la colle.Le temps d'alimentation et le rapport d'alimentation doivent également être strictement mis en œuvre en fonction du processus de production des batteries au lithium.Deuxièmement, la vitesse de rotation et la vitesse de rotation de l'équipement doivent être strictement contrôlées.D'une manière générale, la vitesse linéaire de dispersion doit être supérieure à 17 m/s.Cela dépend des performances de l'appareil.Les différents fabricants varient considérablement.Contrôlez également le vide et la température du mélange.A ce stade, la granulométrie et la viscosité du lisier doivent être régulièrement détectées.La taille des particules et la viscosité sont étroitement liées à la teneur en solides, aux propriétés du matériau, à la séquence d'alimentation et au processus de fabrication des batteries au lithium.À l'heure actuelle, le processus conventionnel nécessite une température ≤ 30 ℃, une humidité ≤ 25 % HR et un degré de vide ≤ -0,085 MPa.Transférez la boue dans un réservoir de transfert ou un atelier de peinture.Une fois le lisier transféré, il doit être tamisé.Le but est de filtrer les grosses particules, de précipiter et d'éliminer les substances ferromagnétiques et autres.Les grosses particules affecteront le revêtement et peuvent provoquer une autodécharge excessive de la batterie ou un risque de court-circuit ;trop de matériau ferromagnétique dans la boue peut provoquer une auto-décharge excessive de la batterie et d'autres défauts.Les exigences de processus de ce processus de production de batteries au lithium sont : température ≤ 40 °C, humidité ≤ 25 % RH, taille des mailles du tamis ≤ 100 mailles et taille des particules ≤ 15 um.

Électrode négativeingrédients L'électrode négative de la batterie au lithium est composée d'un matériau actif, d'un agent conducteur, d'un liant et d'un dispersant.Tout d’abord, confirmez les matières premières.Le système d'anode traditionnel est un processus de mélange à base d'eau (le solvant est de l'eau déionisée), il n'y a donc aucune exigence particulière de séchage pour les matières premières.Le processus de production de batteries au lithium nécessite que la conductivité de l'eau déminéralisée soit ≤ 1us/cm.Exigences de l'atelier : température ≤40℃, humidité ≤25%RH.Préparez la colle.Une fois les matières premières déterminées, il faut d’abord préparer la colle (composée de CMC et d’eau).À ce stade, versez le graphite C et l’agent conducteur dans un mélangeur pour mélanger à sec.Il est recommandé de ne pas aspirer ni faire circuler l'eau, car les particules sont extrudées, frottées et chauffées lors du mélange à sec.La vitesse de rotation est faible, de 15 à 20 tr/min, le cycle de grattage et de meulage est de 2 à 3 fois et l'intervalle de temps est d'environ 15 minutes.Versez la colle dans le mélangeur et commencez à aspirer (≤-0,09mpa).Pressez le caoutchouc à basse vitesse de 15 à 20 tr/min 2 fois, puis ajustez la vitesse (basse vitesse 35 tr/min, haute vitesse 1 200 à 1 500 tr/min) et faites fonctionner pendant environ 15 min à 60 min selon le processus humide de chaque fabricant.Enfin, versez le SBR dans le mixeur.Une agitation à basse vitesse est recommandée car le SBR est un polymère à longue chaîne.Si la vitesse de rotation est trop rapide pendant une longue période, la chaîne moléculaire se brisera facilement et perdra son activité.Il est recommandé d'agiter à une vitesse faible de 35 à 40 tr/min et à une vitesse élevée de 1 200 à 1 800 tr/min pendant 10 à 20 minutes.Testez la viscosité (2 000 ~ 4 000 mPa.s), la taille des particules (35 um≤), la teneur en solides (40-70 %), le degré de vide et la maille du tamis (≤ 100 mesh).Les valeurs de processus spécifiques varient en fonction des propriétés physiques du matériau et du processus de mélange.L'atelier nécessite une température ≤30℃ et une humidité ≤25%RH.Revêtement revêtement cathodique Le processus de fabrication de la batterie au lithium fait référence à l'extrusion ou à la pulvérisation de la pâte cathodique sur la surface AB du collecteur de courant en aluminium, avec une densité de surface unique de ≈20 ~ 40 mg/cm2 (type de batterie au lithium ternaire).La température du four est généralement supérieure à 4 à 8 nœuds, et la température de cuisson de chaque section est ajustée entre 95°C et 120°C selon les besoins réels pour éviter les fissures transversales et les gouttes de solvant lors du craquage à la cuisson.Le rapport de vitesse du rouleau de revêtement de transfert est de 1,1 à 1,2 et la position de l'espace est amincie de 20 à 30 um pour éviter un compactage excessif de la position de l'étiquette en raison de la traînée pendant le cycle de la batterie, ce qui peut conduire à une précipitation du lithium.Humidité du revêtement ≤2000-3000ppm (selon le matériau et le processus).La température de l'électrode positive dans l'atelier est ≤30℃ et l'humidité est ≤25 %.Le diagramme schématique est le suivant : Schéma schématique du ruban de revêtement

Lefabrication de batteries au lithiumle processus derevêtement d'électrode négativefait référence à l'extrusion ou à la pulvérisation d'une suspension d'électrode négative sur la surface AB du collecteur de courant en cuivre.Densité de surface unique ≈ 10~15 mg/cm2.La température du four de revêtement comporte généralement 4 à 8 sections (ou plus) et la température de cuisson de chaque section est de 80 ℃ ~ 105 ℃.Il peut être ajusté en fonction des besoins réels pour éviter les fissures de cuisson et les fissures transversales.Le rapport de vitesse du rouleau de transfert est de 1,2 à 1,3, l'écart est aminci de 10 à 15 um, la concentration de peinture est ≤ 3 000 ppm, la température de l'électrode négative dans l'atelier est ≤ 30 ℃ et l'humidité est ≤ 25 %.Une fois le revêtement positif de la plaque positive séché, le tambour doit être aligné pendant le temps de processus.Le rouleau est utilisé pour compacter la feuille d'électrode (la masse du pansement par unité de volume).Actuellement, il existe deux méthodes de pressage des électrodes positives dans le processus de fabrication des batteries au lithium : le pressage à chaud et le pressage à froid.Comparé au pressage à froid, le pressage à chaud présente un compactage plus élevé et un taux de rebond plus faible.Cependant, le processus de pressage à froid est relativement simple et facile à utiliser et à contrôler.L'équipement principal du rouleau est d'atteindre les valeurs de processus suivantes, la densité de compactage, le taux de rebond et l'allongement.Dans le même temps, il convient de noter que les copeaux cassants, les grumeaux durs, les matériaux tombés, les bords ondulés, etc. ne sont pas autorisés sur la surface de la tige et que les cassures dans les espaces ne sont pas autorisées.À ce moment, la température de l'environnement de l'atelier : ≤23℃, humidité : ≤25 %.La véritable densité des matériaux conventionnels actuels :

Compactage couramment utilisé :

Taux de rebond : rebond général 2-3 μm

Allongement : la feuille d'électrode positive est généralement ≈1,002

Une fois le rouleau d'électrode positive terminé, l'étape suivante consiste à diviser l'ensemble de l'électrode en petites bandes de même largeur (correspondant à la hauteur de la batterie).Lors de la refente, faites attention aux bavures de la pièce polaire.Il est nécessaire d'inspecter minutieusement les pièces polaires à la recherche de bavures dans les directions X et Y à l'aide d'un équipement bidimensionnel.Processus de longueur de bavure longitudinale Y≤1/2 H épaisseur du diaphragme.La température ambiante de l'atelier doit être ≤23℃ et le point de rosée doit être ≤-30℃.Le processus de fabrication des feuilles d'électrodes négatives pour les feuilles d'électrodes négatives de batterie au lithium est le même que celui des électrodes positives, mais la conception du processus est différente.La température ambiante de l'atelier doit être ≤23℃ et l'humidité doit être ≤25 %.Densité réelle des matériaux d'électrodes négatives courants :

Compactage d'électrode négative couramment utilisé : Taux de rebond : Rebond général 4-8um Allongement : Plaque positive généralement ≈ 1,002 Le processus de production de dénudage d'électrode positive de batterie au lithium est similaire au processus de dénudage d'électrode positive, et les deux doivent contrôler les bavures dans le X et Directions Y.La température ambiante de l'atelier doit être ≤23℃ et le point de rosée doit être ≤-30℃.Une fois que la plaque positive est prête à être dénudée, la plaque positive doit être séchée (120°C), puis la tôle d'aluminium est soudée et emballée.Au cours de ce processus, la longueur de la languette et la largeur du moulage doivent être prises en compte.En prenant la conception **650 (comme la batterie 18650) comme exemple, la conception avec des languettes exposées vise principalement à prendre en compte la coopération raisonnable des languettes cathodiques pendant le soudage des capuchons et des rainures des rouleaux.Si les languettes des pôles sont exposées trop longtemps, un court-circuit peut facilement se produire entre les languettes des pôles et la coque en acier pendant le processus de laminage.Si la cosse est trop courte, le capuchon ne peut pas être soudé.À l'heure actuelle, il existe deux types de têtes de soudage par ultrasons : linéaires et ponctuelles.Les procédés domestiques utilisent principalement des têtes de soudage linéaires en raison de considérations de surintensité et de résistance au soudage.De plus, de la colle haute température est utilisée pour recouvrir les languettes de soudure, principalement pour éviter les risques de courts-circuits causés par des bavures métalliques et des débris métalliques.La température ambiante de l'atelier doit être ≤23℃, le point de rosée doit être ≤-30℃ et la teneur en humidité de la cathode doit être ≤500-1000ppm.

Préparation des plaques négativesLa plaque négative doit être séchée (105-110°C), puis les feuilles de nickel sont soudées et emballées.La longueur des languettes de soudure et la largeur de formage doivent également être prises en compte.La température ambiante de l'atelier doit être ≤23℃, le point de rosée doit être ≤-30℃ et la teneur en humidité de l'électrode négative doit être ≤500-1000ppm.L'enroulement consiste à enrouler le séparateur, la feuille d'électrode positive et la feuille d'électrode négative en un noyau de fer à travers une bobineuse.Le principe est d'envelopper l'électrode positive avec l'électrode négative, puis de séparer les électrodes positives et négatives à travers un séparateur.Puisque l'électrode négative du système traditionnel est l'électrode de commande de la conception de la batterie, la capacité de conception est supérieure à celle de l'électrode positive, de sorte que pendant la charge de formation, le Li+ de l'électrode positive peut être stocké dans le « vide » de l'électrode négative.Une attention particulière doit être portée à la tension du bobinage et à la disposition des pièces polaires lors du bobinage.Une tension d'enroulement trop faible affectera la résistance interne et le taux d'insertion du boîtier.Une tension excessive peut entraîner un risque de court-circuit ou d'écaillage.L'alignement fait référence à la position relative de l'électrode négative, de l'électrode positive et du séparateur.La largeur de l'électrode négative est de 59,5 mm, celle de l'électrode positive de 58 mm et celle du séparateur de 61 mm.Les trois sont alignés lors de la lecture pour éviter les risques de courts-circuits.La tension d'enroulement est généralement comprise entre 0,08 et 0,15 Mpa pour le pôle positif, 0,08 et 0,15 Mpa pour le pôle négatif, 0,08 et 0,15 Mpa pour le diaphragme supérieur et 0,08 et 0,15 Mpa pour le diaphragme inférieur.Les ajustements spécifiques dépendent de l’équipement et du processus.La température ambiante de cet atelier est ≤23℃, le point de rosée est ≤-30℃ et la teneur en humidité est ≤500-1000ppm.

Avant d'installer le noyau de la batterie dans le boîtier, un test Hi-Pot de 200 ~ 500 V est requis (pour tester si la batterie haute tension est en court-circuit), et un aspirateur est également nécessaire pour contrôler davantage la poussière avant d'être installé dans l'affaire.Les trois principaux points de contrôle des batteries au lithium sont l’humidité, les bavures et la poussière.Une fois le processus précédent terminé, insérez le joint inférieur dans le fond du noyau de la batterie, pliez la feuille d'électrode positive de sorte que la surface soit face au trou d'épingle de l'enroulement du noyau de la batterie, et enfin insérez-la verticalement dans la coque en acier ou en aluminium.En prenant le type 18650 comme exemple, le diamètre extérieur ≈ 18 mm + hauteur ≈ 71,5 mm.Lorsque la section transversale du noyau enroulé est inférieure à la section transversale intérieure du boîtier en acier, le taux d'insertion du boîtier en acier est d'environ 97 % à 98,5 %.Parce que la valeur de rebond de la pièce polaire et le degré de pénétration du liquide lors d'une injection ultérieure doivent être pris en compte.Le même processus que pour la sous-couche de surface inclut l’assemblage de la sous-couche supérieure.La température ambiante de l'atelier doit être ≤23℃ et le point de rosée doit être ≤-40℃.

Roulantinsère une broche à souder (généralement en cuivre ou en alliage) au milieu du noyau de soudure.Les broches de soudage couramment utilisées mesurent Φ2,5*1,6 mm et la résistance de soudage de l'électrode négative doit être ≥12N pour être qualifiée.S'il est trop faible, cela provoquera facilement une soudure virtuelle et une résistance interne excessive.S'il est trop élevé, il est facile de souder la couche de nickel sur la surface de la coque en acier, ce qui entraîne des joints de soudure, entraînant des dangers cachés tels que la rouille et les fuites.La compréhension simple de la rainure de roulement consiste à fixer le noyau de batterie enroulé sur le boîtier sans trembler.Dans le processus de fabrication de cette batterie au lithium, une attention particulière doit être portée à l'adéquation de la vitesse d'extrusion transversale et de la vitesse de pressage longitudinal pour éviter de couper le boîtier à une vitesse transversale trop élevée, et la couche de nickel de l'encoche tombera si la vitesse longitudinale est trop rapide ou la hauteur de l'entaille sera affectée et l'étanchéité sera affectée.Il est nécessaire de vérifier si les valeurs de processus pour la profondeur, l'extension et la hauteur de rainure sont conformes aux normes (par des calculs pratiques et théoriques).Les tailles de plaques de cuisson courantes sont 1,0, 1,2 et 1,5 mm.Une fois la rainure de roulement terminée, toute la machine doit être à nouveau aspirée pour éviter les débris métalliques.Le degré de vide doit être ≤-0,065 MPa et le temps de mise sous vide doit être de 1 à 2 secondes.Les exigences de température ambiante de cet atelier sont ≤23℃ et le point de rosée est ≤-40℃.Cuisson du noyau de batterie Une fois les feuilles cylindriques de batterie roulées et rainurées, le prochain processus de production de batteries au lithium est très important : la cuisson.Lors de la production des cellules de batterie, une certaine quantité d’humidité est introduite.Si l'humidité ne peut pas être contrôlée à temps dans la plage standard, les performances et la sécurité de la batterie seront sérieusement affectées.Généralement, un four à vide automatique est utilisé pour la cuisson.Disposez soigneusement les cellules à cuire, mettez le dessicant dans le four, réglez les paramètres et augmentez la température à 85°C (en prenant comme exemple les batteries au lithium fer phosphate).Voici les normes de cuisson pour plusieurs spécifications différentes des cellules de batterie :

Injection de liquideLe processus de fabrication des batteries au lithium implique des tests d’humidité sur les cellules cuites.Ce n’est qu’après avoir atteint les normes de cuisson précédentes que vous pourrez passer à l’étape suivante : l’injection de l’électrolyte.Placez rapidement les batteries cuites dans la boîte à gants sous vide, pesez et enregistrez le poids, placez la coupelle d'injection et ajoutez le poids d'électrolyte prévu dans la coupelle (généralement, un test de batterie immergé dans un liquide est effectué : placez la batterie dans la coupelle. milieu).Mettez le noyau de la batterie dans l'électrolyte, faites-le tremper pendant un certain temps, testez la capacité maximale d'absorption de liquide de la batterie (remplissez généralement le liquide en fonction du volume expérimental), placez-le dans une boîte sous vide pour passer l'aspirateur (degré de vide ≤ - 0,09 MPa), et accélère la pénétration de l'électrolyte dans l'électrode.Après plusieurs cycles, retirez les morceaux de batterie et pesez-les.Calculez si le volume d’injection correspond à la valeur de conception.Si c'est moins, il faut le reconstituer.S'il y en a trop, versez simplement l'excédent jusqu'à ce que vous répondiez aux exigences de conception.L'environnement de la boîte à gants nécessite une température ≤23℃ et un point de rosée ≤-45℃.

SoudageAu cours de ce processus de fabrication de batterie au lithium, le couvercle de la batterie doit être placé à l'avance dans la boîte à gants, et le couvercle de la batterie doit être fixé d'une main sur le moule inférieur de la super machine à souder, et le noyau de la batterie doit être tenu de l'autre. main.Alignez la cosse positive de la cellule de la batterie avec la cosse du couvercle.Après avoir confirmé que la cosse de la borne positive est alignée avec la cosse du capuchon, montez sur la machine de soudage par ultrasons.Appuyez ensuite sur la pédale de commande du poste à souder.Ensuite, la batterie doit être entièrement inspectée pour vérifier l’effet de soudure des languettes de soudure.

Observez si les languettes de soudure sont alignées.

Tirez doucement sur la languette de soudure pour voir si elle est desserrée.

Les batteries dont le couvercle n'est pas solidement soudé doivent être ressoudées.