Täydellinen käsikirja litiumakun valmistusprosessiin

Täydellinen käsikirja litiumakun valmistusprosessiin

Ioniparistot ovat monimutkainen järjestelmä, joka sisältää positiivisen elektrodin, negatiivisen elektrodin, erottimen, elektrolyytin, virrankerääjän ja sideaineen, johtavan aineen jne. Reaktioihin kuuluvat positiivisten ja negatiivisten elektrodien sähkökemialliset reaktiot, litiumionien ja elektronien johtuminen sekä lämmön diffuusio. Litiumparistojen tuotantoprosessi on suhteellisen pitkä, ja siihen kuuluu yli 50 prosessia.

Litiumparistot voidaan jakaa muodon mukaan lieriömäisiin akkuihin, neliömäisiin akkuihin ja softpackuihin, joilla on tiettyjä eroja tuotantoprosesseissa. Kaiken kaikkiaan litiumakun valmistusprosessi voidaan kuitenkin jakaa etuprosessiin (elektrodien valmistus), keskiprosessiin (kennosynteesi) ja takaprosessiin (muodostus ja pakkaus). Litiumioniakkujen korkeiden turvallisuusvaatimusten vuoksi litiumioniakkujen tarkkuudelle, vakaudelle ja automaatiotasolle asetetaan erittäin korkeat vaatimukset akun valmistusprosessissa.

Litiumparistolaitteisto on prosessilaitteisto, joka käyttää tilattuja prosesseja raaka-aineiden, kuten positiivisten ja negatiivisten elektrodimateriaalien, erotinmateriaalien ja elektrolyytin valmistukseen. Litiumakkulaitteilla on merkittävä vaikutus litiumakkujen suorituskykyyn ja hintaan, ja se on yksi määräävistä tekijöistä. Eri prosessivirtojen mukaan litiumakkulaitteet voidaan jakaa etupäälaitteisiin, keskivaiheisiin laitteisiin ja taustalaitteisiin. Litiumparistojen tuotantolinjalla etupään, keskivaiheen ja takapään laitteiden arvo on noin 4:3:3.

Edellisen prosessin tuotantotavoite on saada valmiiksi (positiivisten ja negatiivisten) elektrodilevyjen valmistus. Edellisen vaiheen pääprosessi sisältää sekoituksen, päällystyksen, valssauksen, viipaloinnin, viipaloinnin ja stanssauksen. Mukana olevat laitteet sisältävät pääasiassa: sekoitin, päällystyskone, telapuristin, leikkuukone, viipalointikone, stanssauskone jne.

Lietteen sekoitus (käytetty laitteisto: tyhjiösekoitin) on sekoittaa positiiviset ja negatiiviset puolijohdeakkumateriaalit tasaisesti ja lisäämällä sitten liuotinta niiden sekoittamiseksi lietteeseen. Lietteen sekoitus on edellisen prosessin lähtökohta ja perusta myöhempien päällystys-, valssaus- ja muiden prosessien suorittamiselle.

Päällystys (käytetty laitteisto: päällystyskone) on levittää sekoitettu liete tasaisesti metallikalvolle ja kuivata se positiivisten ja negatiivisten levyjen valmistamiseksi. Edellisen prosessin ydinlinkkinä pinnoitusprosessin suorituslaatu vaikuttaa syvästi valmiin akun koostumukseen, turvallisuuteen ja käyttöikään. Siksi päällystyskone on arvokkain laite edellisessä prosessissa.

Telapuristus (käytetty laite: telapuristin) on tiivistää päällystettyä elektrodia edelleen, mikä lisää akun energiatiheyttä. Rullatun elektrodin tasaisuus vaikuttaa suoraan myöhemmän leikkausprosessin prosessointivaikutukseen, ja aktiivisten aineiden tasaisuus elektrodissa vaikuttaa myös epäsuorasti akkukennon suorituskykyyn.

Halkaisu (käytetty laitteisto: leikkauskone) on prosessi, jossa leveä pylväskela leikataan jatkuvasti useiksi kapeiksi, vaaditun leveiksi paloiksi. Elektrodilevyn murtuminen leikkauksen aikana johtuu leikkausliikkeestä, ja reunan sileys leikkauksen jälkeen (ilman purseita tai nurjahdusta) on avain leikkauskoneen suorituskyvyn arvioinnissa.

Tuotanto (käytettävä laitteisto: tuotantokone) sisältää leikattujen elektrodikappaleiden elektrodikorvien hitsauksen, suojateipin kiinnittämisen, elektrodikorvien käärimisen liimalla tai laserleikkauksen avulla elektrodin korvat, joita voidaan käyttää myöhemmissä käämitysprosesseissa. Meistileikkaus (käytetty laite: stanssauskone) on prosessi, jossa lävistetään ja muodostetaan pinnoitettuja polaarisia levyjä myöhempiä prosesseja varten.

Keskiprosessin tuotantotavoite on saattaa akkukennojen valmistus päätökseen. Erityyppisten litiumakkujen teknologian tiekartassa ja tuotantolinjan laitteistoissa on eroja. Väliprosessin ydin on kokoonpanoprosessi, erityisesti edellisestä prosessista valmistettujen (positiivisten ja negatiivisten) elektrodilevyjen säännöllinen kokoaminen kalvon ja elektrolyytin kanssa. Neliömäisten (rulla), sylinterimäisten (rulla) ja taipuisten (kerrosten) akkujen erilaisista energian varastointirakenteista johtuen keskiprosessin erityyppisten litiumakkujen Teknologian tiekartassa ja tuotantolinjalaitteissa on ilmeisiä eroja. Erityisesti neliömäisten ja sylinterimäisten akkujen keskivaiheen pääprosesseja ovat käämitys, nesteen ruiskutus ja pakkaus. Mukana olevat laitteet sisältävät pääasiassa: käämityskoneen, nesteruiskutuskoneen, pakkauslaitteet (kuoren lisäyskone, uravalssauskone, tiivistyskone, hitsauskone) jne.; Pehmeän akun keskivaiheen pääprosessi sisältää laminoinnin, nesteen ruiskutuksen ja pakkaamisen, ja mukana olevat laitteet sisältävät pääasiassa laminointikoneen, nesteruiskutuskoneen, pakkauslaitteet jne.

Käämitys (käytetty laitteisto: käämityskone) on prosessi, jossa tuotantoprosessissa tai käämityskoneessa tuotetut elektrodilevyt käämitään litiumioniakkukennoiksi, joita käytetään pääasiassa neliömäisten ja pyöreiden litiumioniakkujen valmistukseen. Käämityskone voidaan jakaa kahteen luokkaan: neliömäinen käämityskone ja sylinterimäinen käämityskone, joita käytetään vastaavasti neliömäisten ja sylinterimäisten litiumakkujen valmistukseen. Verrattuna lieriömäiseen käämitykseen, neliömäisellä prosessilla on korkeammat vaatimukset jännityksen ohjaukselle, joten neliön käämityskoneen tekninen vaikeus on suurempi.

Laminointi (käytetty laitteisto: laminointikone) on prosessi, jossa pinotaan yksittäisiä stanssausprosessin aikana valmistettuja elektrodilevyjä litiumioniakkukennoiksi, joita käytetään pääasiassa softpack-akkujen valmistukseen. Verrattuna neliömäisiin ja sylinterimäisiin kennoihin, pehmeäpakkauskennoilla on merkittäviä etuja energiatiheyden, turvallisuuden ja purkauskyvyn suhteen. Yhden pinoamistehtävän suorittaminen laminointikoneella edellyttää kuitenkin useita aliprosesseja rinnakkain ja monimutkaisen mekanismin yhteistoiminnassa, ja pinoamisen tehokkuuden parantaminen edellyttää monimutkaisten dynaamisten ohjausongelmien ratkaisemista; Rullauskoneen nopeus on suoraan verrannollinen rullaustehokkuuteen, ja tehokkuuden parantamiskeinot ovat suhteellisen yksinkertaisia. Tällä hetkellä laminoitujen solujen ja haavasolujen välillä on aukko tuotannon tehokkuudessa ja tuotossa.

Nesteen ruiskutuskonetta (käytetty laitteisto: nesteen ruiskutuskone) käytetään akun elektrolyytin kvantitatiiviseen ruiskuttamiseen kennoon.

Solun pakkaamiseen (käyttämällä laitteita, kuten kuoren asennuskonetta, uravalssauskonetta, tiivistyskonetta, hitsauskonetta) kuuluu kelan ytimen sijoittaminen kennokuoreen.

Prosessin myöhemmän vaiheen tuotantotavoite on saada pakkaus valmiiksi. Keskivaiheesta lähtien litiumakkukennon toiminnallinen rakenne on muodostunut, ja jälkimmäisen vaiheen merkitys on aktivoida se, käydä läpi testaus, lajittelu ja kokoonpano sekä muodostaa turvallinen ja vakaa litiumakkutuote. Prosessin myöhemmän vaiheen pääprosesseja ovat: muodostus, erottelu, testaus, lajittelu jne. Mukana olevat laitteet sisältävät pääasiassa: lataus- ja purkausmoottorit, testauslaitteet jne.

Muodostaminen (käyttäen lataus- ja purkausmoottoria) on prosessi, jossa akkukenno aktivoidaan ensimmäisellä latauksella, jonka aikana negatiivisen elektrodin pinnalle muodostetaan tehokas passivointikalvo (SEI-kalvo) litiumakun "alustamisen" saavuttamiseksi. Kapasiteetin jakaminen (käytetty laite: lataus- ja purkumoottori), joka tunnetaan myös nimellä "analysointikapasiteetti", viittaa muunnetun akkukennon lataus- ja purkuprosessiin suunnittelustandardien mukaisesti akkukennon kapasitanssin mittaamiseksi. Akkukennon lataus- ja purkuprosessi kulkee muodostus- ja kapasitanssierotusprosessin läpi, joten lataus- ja purkausmoottori on yleisimmin käytetty takaydinlaitteisto. Lataus- ja purkumoottorin minimityöyksikkö on "kanava". "Yksikkö" (BOX) koostuu useista "kanavista", ja useat "yksiköt" yhdistetään muodostamaan lataus- ja purkumoottori.

Testaus (käytettävät laitteet: testauslaitteet) on suoritettava ennen latausta, purkamista ja lepoa ja sen jälkeen; Lajittelulla tarkoitetaan niiden akkujen luokittelua ja valintaa, jotka on muodostettu ja jaettu tiettyjen standardien mukaan havaitsemistulosten perusteella. Havaitsemis- ja lajitteluprosessin merkitys ei ole pelkästään pätemättömien tuotteiden eliminoiminen, vaan myös siksi, että litiumioniakkujen käytännön sovelluksissa kennoja yhdistetään usein rinnakkain tai sarjaan. Siksi saman suorituskyvyn omaavien kennojen valitseminen voi auttaa saavuttamaan akun optimaalisen yleisen suorituskyvyn.

Litiumparistojen tuotantoa ei voida erottaa litiumakkujen tuotantolaitteista. Itse akussa käytettyjen materiaalien lisäksi valmistusprosessi ja tuotantolaitteet ovat tärkeitä tekijöitä, jotka määräävät akun suorituskykyä. Alkuaikoina Kiinan litiumakkulaitteet riippuivat pääasiassa tuonnista. Useiden vuosien nopean kehityksen jälkeen kiinalaiset litiumakkulaitteita valmistavat yritykset ovat vähitellen ohittaneet japanilaiset ja korealaiset laiteyritykset tekniikan, tehokkuuden, vakauden ja muiden näkökohtien osalta, ja niillä on etuja kustannustehokkuudessa, myynnin jälkeisessä kunnossapidossa ja muissa näkökohdissa. Tällä hetkellä on muodostettu kotimaisten litiumparistolaitteiden klusteri, josta on tullut käyntikortti Kiinan huippuluokan laitteille, jotka tulevat kansainvälisille markkinoille. Litium-akkujen johtajien vertikaalisen liittoutuman ja ulkomaille laajentumisen myötä litiumparistolaitteet ovat hyötyneet loppupään laajenemisesta ja avannut uuden nopean kasvun kauden.