Lityum pil üretim süreci için eksiksiz kılavuz

Lityum pil üretim süreci için eksiksiz kılavuz

İyon pilleri, pozitif elektrot, negatif elektrot, ayırıcı, elektrolit, akım toplayıcı ve bağlayıcı, iletken madde vb. içeren karmaşık bir sistemdir. İlgili reaksiyonlar, pozitif ve negatif elektrotların elektrokimyasal reaksiyonlarını, lityum iyon ve elektron iletimini ve ısı difüzyonunu içerir. Lityum pillerin üretim süreci nispeten uzundur ve 50'den fazla süreci kapsar.

Lityum piller, üretim süreçlerinde bazı farklılıklarla birlikte formlarına göre silindirik piller, kare piller ve yumuşak paket pillere ayrılabilir. Ancak genel olarak lityum pil üretim süreci ön süreç (elektrot üretimi), orta süreç (hücre sentezi) ve arka süreç (oluşturma ve paketleme) olarak ayrılabilir. Lityum-iyon pillerin yüksek güvenlik performansı gereklilikleri nedeniyle, pil üretim sürecinde lityum-iyon ekipmanının doğruluğu, kararlılığı ve otomasyon seviyesi için son derece yüksek gereksinimler vardır.

Lityum pil ekipmanı, pozitif ve negatif elektrot malzemeleri, ayırıcı malzemeler ve elektrolit gibi hammaddeleri üretmek için sıralı süreçleri kullanan bir proses ekipmanıdır. Lityum pil ekipmanı, lityum pillerin performansı ve maliyeti üzerinde önemli bir etkiye sahiptir ve belirleyici faktörlerden biridir. Farklı süreç akışlarına göre, lityum pil ekipmanı ön uç ekipmanına, orta aşama ekipmanına ve arka uç ekipmanına ayrılabilir. Lityum pil üretim hattında ön uç, orta aşama ve arka uç ekipmanların değeri yaklaşık 4:3:3'tür.

Önceki prosesin üretim hedefi (pozitif ve negatif) elektrot plakalarının imalatını tamamlamaktır. Önceki aşamanın ana işlemi karıştırma, kaplama, haddeleme, dilme, dilimleme ve kalıpta kesmeyi içerir. İlgili ekipman esas olarak şunları içerir: karıştırıcı, kaplama makinesi, silindirli pres, dilme makinesi, dilimleme makinesi, kalıp kesme makinesi vb.

Bulamaç karıştırma (kullanılan ekipman: vakum karıştırıcı), pozitif ve negatif Katı hal pil malzemelerini eşit şekilde karıştırmak ve ardından bunları bulamaç haline getirmek için solvent eklemektir. Bulamaç karıştırma, önceki işlemin başlangıç ​​noktasıdır ve sonraki kaplama, haddeleme ve diğer işlemlerin tamamlanmasının temelidir.

Kaplama (kullanılan ekipman: kaplama makinesi), karıştırılan bulamacın metal folyo üzerine eşit şekilde kaplanması ve pozitif ve negatif plakalar oluşturmak için kurutulmasıdır. Önceki sürecin temel bağlantısı olan kaplama işleminin uygulama kalitesi, bitmiş pilin tutarlılığını, güvenliğini ve ömrünü derinden etkiler. Bu nedenle kaplama makinesi bir önceki prosesteki en değerli ekipmandır.

Rulo presleme (kullanılan ekipman: rulo pres), kaplanmış elektrotu daha da sıkıştırarak pilin enerji yoğunluğunu arttırır. Haddelenmiş elektrotun düzlüğü, sonraki kesme işleminin işleme etkisini doğrudan etkiler ve elektrottaki aktif maddelerin homojenliği de dolaylı olarak pil hücresinin performansını etkiler.

Bölme (kullanılan ekipman: dilme makinesi), geniş bir kutup parçası bobininin gerekli genişlikte birkaç dar parçaya sürekli olarak kesilmesi işlemidir. Kesme sırasında elektrot plakasının kırılması, kesme etkisinden kaynaklanır ve kesme işleminden sonra kenarın düzgünlüğü (çapak veya bükülme olmadan), dilme makinesinin performansını değerlendirmenin anahtarıdır.

Üretim (kullanılan ekipman: üretim makinesi), kesilmiş elektrot parçalarının elektrot kulaklarının kaynaklanmasını, koruyucu bant uygulanmasını, elektrot kulaklarının tutkalla sarılmasını veya sonraki sarma işlemleri için kullanılabilen elektrot kulaklarının oluşturulması için lazerle kesmenin kullanılmasını içerir. Kalıpla kesme (kullanılan ekipman: kalıpla kesme makinesi), sonraki işlemler için kaplanmış polar plakaların delinmesi ve şekillendirilmesi işlemidir.

Orta sürecin üretim hedefi pil hücrelerinin üretimini tamamlamaktır. Farklı lityum pil türlerinin orta prosesinin Teknoloji yol haritası ve üretim hattı ekipmanlarında farklılıklar vardır. Ara prosesin özü montaj prosesidir, özellikle önceki prosesten yapılan (pozitif ve negatif) elektrot plakalarının diyafram ve elektrolit ile düzenli montajıdır. Kare (rulo), silindirik (rulo) ve esnek (katmanlı) pillerin farklı enerji depolama yapıları nedeniyle, orta süreçte farklı lityum pil türlerinin Teknoloji yol haritası ve üretim hattı ekipmanlarında belirgin farklılıklar vardır. Spesifik olarak, kare ve silindirik pillerin orta aşamasının ana süreçleri sarma, sıvı enjeksiyonu ve paketlemeyi içerir. İlgili ekipman esas olarak şunları içerir: sarma makinesi, sıvı enjeksiyon makinesi, paketleme ekipmanı (kabuk yerleştirme makinesi, oluk açma makinesi, kapatma makinesi, kaynak makinesi), vb.; Yumuşak paket bataryanın orta aşamasının ana süreci laminasyon, sıvı enjeksiyonu ve paketlemeyi içerir ve ilgili ekipman esas olarak laminasyon makinesi, sıvı enjeksiyon makinesi, paketleme ekipmanı vb. içerir.

Sarma (kullanılan ekipman: sarma makinesi), üretim süreci veya sarma kalıp kesme makinesi tarafından üretilen elektrot plakalarının, esas olarak kare ve dairesel lityum-iyon pillerin üretiminde kullanılan lityum-iyon pil hücrelerine sarılma işlemidir. Sarma makinesi iki kategoriye ayrılabilir: sırasıyla kare ve silindirik lityum pillerin üretiminde kullanılan kare sarma makinesi ve silindirik sarma makinesi. Silindirik sarım ile karşılaştırıldığında, kare sarım işleminin gerginlik kontrolü için daha yüksek gereksinimleri vardır, dolayısıyla kare sarma makinesinin teknik zorluğu daha fazladır.

Laminasyon (kullanılan ekipman: laminasyon makinesi), kalıp kesme işlemi sırasında üretilen ayrı ayrı elektrot plakalarının, esas olarak yumuşak paket pillerin üretiminde kullanılan lityum iyon pil hücrelerine istiflenmesi işlemidir. Yumuşak paket hücrelerin kare ve silindirik hücrelerle karşılaştırıldığında enerji yoğunluğu, güvenlik ve deşarj performansı açısından önemli avantajları vardır. Bununla birlikte, tek bir istifleme görevinin bir laminasyon makinesi tarafından tamamlanması, paralel ve karmaşık mekanizma işbirliğinde birden fazla alt süreci içerir ve istifleme verimliliğinin artırılması, karmaşık dinamik kontrol sorunlarının ele alınmasını gerektirir; Sarma makinesinin hızı, sarma verimliliği ile doğrudan ilişkilidir ve verimliliği artırmanın yolları nispeten basittir. Şu anda lamine hücreler ile yara hücreleri arasında üretim verimliliği ve verim açısından bir boşluk bulunmaktadır.

Sıvı enjeksiyon makinesi (kullanılan ekipman: sıvı enjeksiyon makinesi), pilin elektrolitini hücreye kantitatif olarak enjekte etmek için kullanılır.

Hücre paketleme (kabuk yerleştirme makinesi, oluk açma makinesi, kapatma makinesi, kaynak makinesi gibi ekipmanların kullanılması), bobin çekirdeğinin hücre kabuğuna yerleştirilmesini içerir.

Prosesin sonraki aşamasının üretim hedefi ambalaja dönüşümü tamamlamaktır. Orta aşama itibariyle lityum pil hücresinin fonksiyonel yapısı oluşmuştur ve ikinci aşamanın önemi onu aktive etmek, test etmek, ayıklamak ve montajlamak, güvenli ve stabil bir lityum pil ürünü oluşturmaktır. Sürecin sonraki aşamasının ana süreçleri şunları içerir: oluşturma, ayırma, test etme, sınıflandırma vb. İlgili ekipman esas olarak şunları içerir: motorların şarj edilmesi ve boşaltılması, test ekipmanı vb.

Oluşturma (bir şarj ve deşarj motoru kullanılarak), lityum pilin "başlatılmasını" sağlamak için negatif elektrot yüzeyinde etkili bir pasifleştirme filminin (SEI filmi) oluşturulduğu ilk şarj yoluyla pil hücresini etkinleştirme işlemidir. "Analiz kapasitesi" olarak da bilinen bölme kapasitesi (kullanılan ekipman: şarj ve deşarj motoru), pil hücresinin kapasitansını ölçmek için dönüştürülen pil hücresinin tasarım standartlarına göre şarj edilmesi ve boşaltılması işlemini ifade eder. Pil hücresinin şarj ve deşarj süreci, oluşum ve kapasitans ayırma sürecinden geçer, dolayısıyla şarj ve deşarj motoru en yaygın kullanılan arka çekirdek ekipmanıdır. Şarj ve deşarj motorunun minimum çalışma birimi "kanal"dır. Bir "ünite" (BOX), birkaç "kanal"dan oluşur ve birden fazla "ünite", bir şarj ve deşarj motoru oluşturmak üzere birleştirilir.

Test (kullanılan ekipman: test ekipmanı) şarj etme, boşaltma ve dinlenme öncesinde ve sonrasında gerçekleştirilmelidir; Sıralama, tespit sonuçlarına göre belirli standartlara göre oluşturulup bölünen pillerin sınıflandırılması ve seçilmesi anlamına gelir. Tespit ve sınıflandırma işleminin önemi yalnızca niteliksiz ürünleri ortadan kaldırmak değil, aynı zamanda lityum iyon pillerin pratik uygulamalarında hücrelerin genellikle paralel veya seri olarak birleştirilmesinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, benzer performansa sahip hücrelerin seçilmesi, pilin optimum genel performansının elde edilmesine yardımcı olabilir.

Lityum pillerin üretimi, lityum pil üretim ekipmanından ayrılamaz. Pilin kendisinde kullanılan malzemelerin yanı sıra üretim süreci ve üretim ekipmanları da pilin performansını belirleyen önemli faktörlerdir. İlk günlerde Çin'in lityum pil ekipmanı çoğunlukla ithalata dayanıyordu. Birkaç yıl süren hızlı gelişmenin ardından, Çin lityum pil ekipmanı şirketleri teknoloji, verimlilik, istikrar ve diğer yönlerden Japon ve Kore ekipman şirketlerini yavaş yavaş geride bıraktı ve maliyet etkinliği, satış sonrası bakım ve diğer yönlerden avantajlara sahip oldu. Şu anda, yerli lityum pil ekipmanı işletmelerinden oluşan bir küme oluşturulmuş ve Çin'in uluslararası pazara giren üst düzey ekipmanları için bir kartvizit haline gelmiştir. Lityum pil liderlerinin dikey ittifakı ve yurt dışına genişlemesiyle, lityum pil ekipmanı, alt yöndeki genişlemeden yararlandı ve hızlı büyüme fırsatlarının olduğu yeni bir dönemi başlattı.