Lityum Pil Üretiminde On Büyük Sorun ve Analizi

Lityum Pil Üretiminde On Büyük Sorun ve Analizi

1、 Negatif elektrot kaplamasındaki iğne deliklerinin nedeni nedir? Bunun nedeni malzemenin iyi dağılmaması mı? Sebebin malzemenin zayıf parçacık boyutu dağılımı olması mümkün mü?

İğne deliklerinin ortaya çıkmasının nedeni aşağıdaki faktörler olmalıdır: 1. Folyo temiz değildir; 2. İletken madde dağılmamıştır; 3. Negatif elektrotun ana malzemesi dağılmamıştır; 4. Formüldeki bazı bileşenler yabancı maddeler içerir; 5. İletken madde parçacıkları düzensizdir ve dağılması zordur; 6. Negatif elektrot parçacıkları düzensizdir ve dağılması zordur; 7. Formül malzemelerinin kendisinde kalite sorunları vardır; 8. Karıştırma kabı iyice temizlenmedi, bu da kabın içinde kuru toz kalmasına neden oldu. Sadece süreç izlemeye gidin ve belirli nedenleri kendiniz analiz edin.

Ayrıca diyaframdaki siyah noktalara da yıllar önce rastlamıştım. Önce kısaca bunlara cevap vereyim. Lütfen hataları düzeltin. Yapılan analize göre siyah noktaların, pilin polarizasyon deşarjından kaynaklanan ayırıcının yerel yüksek sıcaklığından kaynaklandığı ve negatif elektrot tozunun ayırıcıya yapıştığı belirlendi. Polarizasyon deşarjı, malzeme ve proses sebeplerinden dolayı batarya bobininde toza bağlı aktif maddelerin bulunmasından kaynaklanır ve batarya oluşup şarj edildikten sonra polarizasyon deşarjına neden olur. Yukarıdaki sorunlardan kaçınmak için öncelikle aktif maddeler ile metal toplulukları arasındaki bağı çözmek ve akü plakası imalatı ve akü montajı sırasında yapay tozun çıkarılmasından kaçınmak için uygun karıştırma işlemlerinin kullanılması gerekir.

Kaplama işlemi sırasında pil performansını etkilemeyen bazı katkı maddelerinin eklenmesi, elektrotun performansını gerçekten de artırabilir. Elbette bu bileşenlerin elektrolite eklenmesi konsolidasyon etkisi yaratabilir. Diyaframın yerel yüksek sıcaklığı, elektrot plakalarının düzgün olmamasından kaynaklanır. Kesin olarak söylemek gerekirse, yerel yüksek sıcaklığa neden olabilecek ve negatif elektrotun toz kaybetmesine neden olabilecek bir mikro kısa devreye aittir.

2、 Aşırı pil iç direncinin nedenleri nelerdir?

Teknoloji açısından:

1). Pozitif elektrot bileşeni çok az iletken maddeye sahiptir (malzemeler arasındaki iletkenlik iyi değildir çünkü lityum kobaltın iletkenliği çok zayıftır)

2). Pozitif elektrot bileşeni için çok fazla yapıştırıcı var. (Yapıştırıcılar genellikle güçlü yalıtım özelliklerine sahip polimer malzemelerdir)

3). Negatif elektrot bileşenleri için aşırı yapıştırıcı. (Yapıştırıcılar genellikle güçlü yalıtım özelliklerine sahip polimer malzemelerdir)

4). Malzemelerin eşit olmayan dağılımı.

5). İçerik hazırlama sırasında eksik bağlayıcı solvent. (NMP'de, suda tamamen çözünmez)

6). Kaplama bulamacı yüzeyinin yoğunluk tasarımı çok yüksek. (Uzun iyon geçiş mesafesi)

7). Sıkıştırma yoğunluğu çok yüksek ve haddeleme çok sıkıştırılmış. (Aşırı yuvarlamak aktif maddelerin yapısına zarar verebilir)

8). Pozitif elektrot kulağı sıkı bir şekilde kaynaklanmadığından sanal kaynak yapılmasına neden olur.

9). Negatif elektrot kulağı sıkıca kaynaklanmaz veya perçinlenmez, bu da yanlış lehimleme veya ayrılmaya neden olur.

10). Sargı sıkı değil ve çekirdek gevşek. (Pozitif ve negatif elektrot plakaları arasındaki mesafeyi artırın)

11). Pozitif elektrot kulağı mahfazaya sıkı bir şekilde kaynaklanmamıştır.

12). Negatif elektrot kulağı ve kutbu sıkı bir şekilde kaynaklanmamıştır.

13). Pilin pişirme sıcaklığı çok yüksekse diyafram küçülür. (Azaltılmış diyafram açıklığı)

14). Yetersiz sıvı enjeksiyon miktarı (iletkenlik azalır, sirkülasyondan sonra iç direnç hızla artar!)

15). Sıvı enjeksiyonundan sonraki saklama süresi çok kısa ve elektrolit tamamen ıslanmadı

16). Formasyon sırasında tam olarak etkinleştirilmedi.

17). Oluşum sürecinde aşırı elektrolit sızıntısı.

18). Üretim sürecinde yetersiz su kontrolü, pilin genişlemesine neden olur.

19). Akü şarj voltajı çok yükseğe ayarlanmıştır, bu da aşırı şarja neden olur.

20). Mantıksız pil depolama ortamı.

Malzemeler açısından:

21). Pozitif elektrot malzemesi yüksek dirence sahiptir. (Lityum demir fosfat gibi zayıf iletkenlik)

22). Diyafram malzemesinin etkisi (diyafram kalınlığı, küçük gözeneklilik, küçük gözenek boyutu)

23). Elektrolit malzemelerin etkileri. (Düşük iletkenlik ve yüksek viskozite)

24). Pozitif elektrot PVDF malzeme etkisi. (yüksek ağırlık veya moleküler ağırlık)

25). Pozitif elektrot iletken malzemenin etkisi. (Kötü iletkenlik, yüksek direnç)

26). Pozitif ve negatif elektrot kulak malzemelerinin etkileri (ince kalınlık, zayıf iletkenlik, eşit olmayan kalınlık ve zayıf malzeme saflığı)

27). Bakır folyo ve alüminyum folyo malzemeleri zayıf iletkenliğe veya yüzey oksitlerine sahiptir.

28). Kapak plakası direğinin perçinleme kontağı iç direnci çok yüksek.

29). Negatif elektrot malzemesi yüksek dirence sahiptir. diğer yönler

30). Dahili direnç test cihazlarının sapması.

31). İnsan operasyonu.

3、 Elektrot plakalarının eşit olmayan şekilde kaplanması durumunda hangi konulara dikkat edilmelidir?

Bu sorun oldukça yaygındır ve başlangıçta çözülmesi nispeten kolaydır, ancak birçok kaplama çalışanı özetleme konusunda iyi değildir, bu da mevcut bazı sorun noktalarının varsayılan olarak normal ve kaçınılmaz olgulara indirgenmesine neden olur. Sorunun hedefe yönelik bir şekilde çözülebilmesi için öncelikle yüzey yoğunluğunu etkileyen faktörlerin ve yüzey yoğunluğunun kararlı değerine etki eden faktörlerin net bir şekilde anlaşılması gerekmektedir.

Kaplama yüzeyinin yoğunluğunu etkileyen faktörler şunlardır:

1). Malzemenin kendisi faktörleri

2). Formül

3). Malzemelerin karıştırılması

4). Kaplama ortamı

5). Bıçak kenarı

6). Bulamaç viskozitesi

7). Kutup hızı

8). Yüzey düzgünlüğü

9). Kaplama makinesi doğruluğu

10). Fırın Rüzgar Gücü

11). Kaplama gerginliği vb.

Elektrotun tekdüzeliğini etkileyen faktörler:

1). Bulamaç kalitesi

2). Bulamaç viskozitesi

3). Seyahat hızı

4). Folyo gerginliği

5). Gerilim dengesi yöntemi

6). Kaplama çekiş uzunluğu

7). Gürültü

8). Yüzey düzlüğü

9). Bıçak düzlüğü

10). Folyo malzemesinin düzlüğü vb.

Yukarıdakiler yalnızca bazı faktörlerin bir listesidir ve anormal yüzey yoğunluğuna neden olan faktörleri özel olarak ortadan kaldırmak için nedenleri kendiniz analiz etmeniz gerekir.

4、 Mevcut pozitif ve negatif elektrotların toplanmasında alüminyum folyo ve bakır folyo kullanılmasının özel bir nedeni var mı? Tersten kullanmanın bir sakıncası var mı? Doğrudan paslanmaz çelik hasır kullanan birçok literatür gördünüz mü? Bir fark var mı?

1). Her ikisi de iyi iletkenliğe, yumuşak dokuya (bağlanma için de faydalı olabilir) sahip oldukları ve nispeten yaygın ve ucuz oldukları için sıvı toplayıcı olarak kullanılırlar. Aynı zamanda her iki yüzey de bir oksit koruyucu film tabakası oluşturabilir.

2). Bakırın yüzeyindeki oksit tabakası elektron iletimine sahip yarı iletkenlere aittir. Oksit tabakası çok kalın ve empedansı yüksek; Alüminyum yüzeyindeki oksit tabakası yalıtkandır ve oksit tabakası elektriği iletemez. Ancak ince kalınlığı nedeniyle elektronik iletkenlik tünelleme etkisi ile sağlanır. Oksit tabakası kalınsa, alüminyum folyonun iletkenlik düzeyi zayıftır ve hatta yalıtım da zayıftır. Kullanmadan önce, yağ lekelerini ve kalın oksit katmanlarını çıkarmak için sıvı toplayıcının yüzeyini temizlemek en iyisidir.

3). Pozitif elektrot potansiyeli yüksektir ve alüminyum ince oksit tabakası çok yoğundur, bu da toplayıcının oksidasyonunu önleyebilir. Bakır folyonun oksit tabakası nispeten gevşektir ve oksidasyonunu önlemek için daha düşük bir potansiyele sahip olmak daha iyidir. Aynı zamanda Li'nin düşük potansiyelde Cu ile lityum interkalasyon alaşımı oluşturması zordur. Ancak bakır yüzeyi aşırı derecede oksitlenmişse Li, bakır oksitle biraz daha yüksek bir potansiyelde reaksiyona girecektir. Düşük potansiyellerde LiAl alaşımı oluşabileceğinden AL folyo negatif elektrot olarak kullanılamaz.

4). Sıvı toplama saf bileşim gerektirir. AL'nin saf olmayan bileşimi, kompakt olmayan yüzey yüz maskesine ve çukurlaşma korozyonuna yol açacak ve daha da fazlası, yüzey yüz maskesinin tahrip olması LiAl alaşımının oluşumuna yol açacaktır. Bakır ağ hidrojen sülfat ile temizlenip deiyonize su ile fırınlanırken, alüminyum ağ amonyak tuzu ile temizlenip deiyonize su ile pişirilmektedir. Sprey ağının iletken etkisi iyidir.

5、 Bobin çekirdeğinin kısa devresini ölçerken akü kısa devre test cihazı kullanılır. Voltaj yüksek olduğunda kısa devre hücresini doğru bir şekilde test edebilir. Ayrıca kısa devre test cihazının yüksek gerilim arıza prensibi nedir?

Pil hücresindeki kısa devreyi ölçmek için voltajın ne kadar yüksek kullanıldığı aşağıdaki faktörlerle ilişkilidir:

1). Firmanızın teknolojik seviyesi;

2). Pilin kendisinin yapısal tasarımı

3). Pilin diyafram malzemesi

4). Pilin amacı

Farklı şirketler farklı voltajlar kullanıyor ancak birçok şirket, model boyutuna veya kapasitesine bakılmaksızın aynı voltajı kullanıyor. Yukarıdaki faktörler azalan sırada düzenlenebilir: 1>4>3>2; bu, şirketinizin süreç düzeyinin kısa devre voltajının boyutunu belirlediği anlamına gelir.

Basitçe söylemek gerekirse arıza prensibi, elektrot ile diyafram arasında zayıf bağlantılar olarak adlandırılabilecek toz, parçacık, daha büyük diyafram delikleri, çapak vb. gibi potansiyel kısa devre faktörlerinin varlığından kaynaklanmaktadır. Sabit ve yüksek bir voltajda bu zayıf bağlantılar, pozitif ve negatif elektrot plakaları arasındaki temas direncini başka yerlere göre daha küçük hale getirerek havanın iyonize edilmesini ve ark oluşturulmasını kolaylaştırır; Alternatif olarak, pozitif ve negatif kutuplar zaten kısa devre olmuştur ve temas noktaları küçüktür. Yüksek voltaj koşullarında, bu küçük temas noktalarından anında büyük akımlar geçer ve bu akımlar elektrik enerjisini ısı enerjisine dönüştürür, bu da zarın anında erimesine veya bozulmasına neden olur.

6、 Malzeme parçacık boyutunun deşarj akımı üzerindeki etkisi nedir?

Basitçe söylemek gerekirse parçacık boyutu ne kadar küçük olursa iletkenlik o kadar iyi olur. Parçacık boyutu ne kadar büyük olursa iletkenlik o kadar kötü olur. Doğal olarak yüksek oranlı malzemeler genellikle yapı olarak yüksek, parçacıklar küçük ve iletkenliği yüksektir.

Sadece teorik bir analizle pratikte bunun nasıl sağlanacağını ancak materyal yapan arkadaşlar anlatabilir. Küçük parçacıklı malzemelerin iletkenliğini geliştirmek, özellikle nano ölçekli malzemeler için çok zor bir iştir ve küçük parçacıklı malzemeler nispeten küçük sıkıştırmaya, yani küçük hacim kapasitesine sahip olacaktır.

7、 Pozitif ve negatif elektrot plakaları, yuvarlandıktan sonra 12 saat pişirildikten sonra 10um kadar geri sıçradı, neden bu kadar büyük bir toparlanma var?

Etkileyen iki temel faktör vardır: Malzemeler ve süreçler.

1). Malzemelerin performansı, farklı malzemeler arasında değişen geri tepme katsayısını belirler; Aynı malzeme, farklı formüller ve farklı geri tepme katsayıları; Aynı malzeme, aynı formül, tabletin kalınlığı farklıdır ve geri tepme katsayısı farklıdır;

2). Süreç kontrolü iyi değilse geri tepmeye de neden olabilir. Depolama süresi, sıcaklık, basınç, nem, istifleme yöntemi, iç gerilim, ekipman vb.

8、 Silindirik pillerin sızıntı sorunu nasıl çözülür?

Silindir, sıvı enjeksiyonundan sonra kapatılır ve mühürlenir, bu nedenle sızdırmazlık, doğal olarak silindir sızdırmazlığının zorluğu haline gelir. Şu anda silindirik pilleri kapatmanın muhtemelen birkaç yolu vardır:

1). Lazer kaynak sızdırmazlık

2). Sızdırmazlık halkası sızdırmazlık

3). Tutkal sızdırmazlık

4). Ultrasonik titreşim yalıtımı

5). Yukarıda belirtilen iki veya daha fazla sızdırmazlık tipinin kombinasyonu

6). Diğer sızdırmazlık yöntemleri

Sızıntının çeşitli nedenleri:

1). Zayıf sızdırmazlık, sıvı sızıntısına neden olabilir, bu da genellikle sızdırmazlık alanının deformasyonuna ve kirlenmesine neden olur, bu da zayıf sızdırmazlığın göstergesidir.

2). Sızdırmazlığın stabilitesi de bir faktördür, yani sızdırmazlık sırasında muayeneden geçer ancak sızdırmazlık alanı kolayca zarar görür ve sıvı sızıntısına neden olur.

3). Oluşturma veya test sırasında, contanın dayanabileceği maksimum gerilime ulaşacak şekilde gaz üretilir, bu da contayı etkileyebilir ve sıvı sızıntısına neden olabilir. 2. noktadan farkı, 2. nokta arızalı ürün sızıntısına, 3. nokta ise yıkıcı sızıntıya aittir, yani sızdırmazlığın nitelikli olduğu ancak aşırı iç basıncın sızdırmazlığa zarar verebileceği anlamına gelir.

4). Diğer sızıntı yöntemleri.

Spesifik çözüm sızıntının nedenine bağlıdır. Sebep belirlendiği sürece çözülmesi kolaydır ancak silindirin sızdırmazlık etkisinin incelenmesi nispeten zor olduğundan ve çoğunlukla yerinde kontroller için kullanılan hasar türüne ait olduğundan zorluk, sebebi bulmanın zorluğunda yatmaktadır. .

9、 Deneyler yapılırken her zaman fazla miktarda elektrolit bulunur. Fazla elektrolitin dökülmeden akü performansı üzerinde etkisi var mı?

Taşma yok mu? Birkaç durum vardır:

1). Elektrolit tam olarak doğru

2). Biraz aşırı elektrolit

3). Aşırı miktarda elektrolit var ancak sınıra ulaşmıyor

4). Büyük miktarda elektrolit aşırı olup sınıra yaklaşıyor

5). Sınırına ulaştı ve mühürlenebilir

İlk senaryo ideal bir senaryodur ve hiçbir sorunu yoktur.

İkinci durum ise hafif bir fazlalığın bazen hassasiyet meselesi, bazen tasarım meselesi, genellikle de biraz fazla tasarım meselesi olmasıdır.

Üçüncü senaryo ise sorun değil, sadece maliyet israfıdır.

Dördüncü durum ise biraz tehlikeli. Çünkü pillerin kullanımı veya test işlemleri sırasında çeşitli sebepler elektrolitin ayrışarak bazı gazlar üretmesine neden olabilir; Pil ısınarak termal genleşmeye neden olur; Yukarıdaki iki durum kolaylıkla pilin şişmesine (deformasyon olarak da bilinir) veya sızıntısına neden olabilir ve pilin güvenlik tehlikelerini artırabilir.

Beşinci senaryo aslında dördüncü senaryonun geliştirilmiş versiyonudur ve daha da büyük tehlike arz etmektedir.

Abartmak gerekirse sıvı aynı zamanda pil haline de gelebilir. Yani, hem pozitif hem de negatif elektrotları, büyük miktarda elektrolit içeren bir kaba (500 ML'lik bir beher gibi) aynı anda yerleştirmektir. Şu anda, pozitif ve negatif elektrotlar da şarj edilebilir ve deşarj edilebilir, bu da bir pildir. Bu nedenle buradaki fazla elektrolit az değildir. Elektrolit sadece iletken bir ortamdır. Ancak pilin hacmi sınırlıdır ve bu sınırlı hacim içerisinde yer kullanımı ve deformasyon sorunlarının da dikkate alınması doğaldır.

10、 Enjekte edilen sıvı miktarı çok az mı olacak ve pil bölündükten sonra şişkinliğe neden olacak mı?

Sadece gerekli olmayabileceği söylenebilir, ne kadar az sıvı enjekte edildiğine bağlıdır.

1). Pil hücresi tamamen elektrolite batırılmışsa ancak hiçbir kalıntı yoksa, kapasite bölünmesinden sonra pil şişmez;

2). Akü hücresi tamamen elektrolite batırılmışsa ve az miktarda kalıntı varsa, ancak enjekte edilen sıvı miktarı şirketinizin ihtiyacından azsa (tabii ki bu gereklilik hafif bir sapma ile mutlaka optimum değer değildir), bölünmüş kapasiteli pil şu anda şişmeyecektir;

3). Akü hücresi tamamen elektrolite batırılmışsa ve büyük miktarda artık elektrolit varsa, ancak şirketinizin enjeksiyon miktarı gereksinimleri gerçekte olduğundan daha yüksekse, yetersiz enjeksiyon miktarı olarak adlandırılan durum yalnızca bir şirket konseptidir ve tam olarak yansıtamaz. pilin gerçek enjeksiyon miktarının uygunluğu ve bölünmüş kapasiteli pilin şişmemesi;

4). Önemli ölçüde yetersiz sıvı enjeksiyon hacmi. Bu aynı zamanda dereceye de bağlıdır. Elektrolit pil hücresini zar zor ıslatabiliyorsa, kısmi kapasitanstan sonra şişebilir veya şişmeyebilir, ancak pilin şişmesi olasılığı daha yüksektir;

Pil hücresinde ciddi miktarda sıvı enjeksiyonu sıkıntısı varsa pilin oluşumu sırasındaki elektrik enerjisi kimyasal enerjiye dönüştürülemez. Şu anda kapasitans hücresinin şişmesi olasılığı neredeyse %100'dür.

Yani şu şekilde özetlenebilir: Akünün gerçek optimal sıvı enjeksiyon miktarının Mg olduğunu varsayarsak, sıvı enjeksiyon miktarının nispeten küçük olduğu birkaç durum vardır:

1). Sıvı enjeksiyon hacmi=M: Pil normal

2). Sıvı enjeksiyon miktarı M'den biraz daha azdır: pilin şişme kapasitesi yoktur ve kapasite normal veya tasarım değerinden biraz düşük olabilir. Bisikletin şişkinlik olasılığı artar ve bisiklet performansı kötüleşir;

3). Sıvı enjeksiyon miktarı M'den çok daha azdır: pilin nispeten yüksek kapasitesi ve şişme oranı vardır, bu da düşük kapasiteye ve zayıf döngü stabilitesine neden olur. Genellikle birkaç hafta sonra kapasite %80'in altına düşer

4). M=0, pil şişmiyor ve kapasitesi yok.