Pin được sản xuất như thế nào?

Pin được sản xuất như thế nào?

Là nhà cung cấp năng lượng cốt lõi trong kỷ nguyên năng lượng mới, quá trình sản xuất pin lithium tích hợp những thành tựu hàng đầu của khoa học vật liệu, sản xuất chính xác và công nghệ thông minh. Từ góc độ của toàn bộ chuỗi ngành, bài viết này phân tích sâu sắc quá trình sản xuất pin lithium từ "bột" đến "pin pin", bao gồm các liên kết chính như chuẩn bị vật liệu, phủ điện cực, lắp ráp pin và thử nghiệm hình thành và kết hợp các thông số quy trình và lựa chọn thiết bị để giúp bạn làm chủ logic của liti.

70% hiệu suất của pin lithium được xác định bằng nguyên liệu thô. Tỷ lệ và tiền xử lý của các vật liệu hoạt động tích cực và tiêu cực, các tác nhân dẫn điện và chất kết dính là điểm khởi đầu của quá trình sản xuất.

1.1 Chuẩn bị các vật liệu điện cực dương

• Trộn nguyên liệu thô: Lithium Cobalt Oxide (LCO), Lithium Iron Phosphate (LFP) hoặc vật liệu ternary (NCM) được sử dụng làm ma trận và trộn với các tác nhân dẫn điện (như siêu lượng carbon đen) và chất kết dính (PVDF) theo tỷ lệ.
• Chuẩn bị dung dịch keo: Khi sử dụng quy trình ướt, PVDF cần được hòa tan trong N-methylpyrrolidone (NMP) để tạo thành dung dịch keo với độ nhớt ổn định (phạm vi độ nhớt 2000-4000 MPa · s).
• Sự phân tán bùn: Phân tán tốc độ cao được thực hiện bởi máy trộn hành tinh dưới chân không (nhỏ hơn hoặc bằng -0. 085MPa) để đảm bảo phân bố các chất hoạt động đồng đều (kích thước hạt nhỏ hơn hoặc bằng 15μm).

1.2 Chuẩn bị vật liệu điện cực âm

• Tiền xử lý than chì: Than chì tự nhiên\/nhân tạo được trộn với tác nhân dẫn điện (ống nano carbon) và chất kết dính (SBR, CMC) sau khi phay và sàng lọc bóng, và dung môi nước (độ dẫn nước khử ion nhỏ hơn hoặc bằng 1μ s\/cm) được sử dụng.
• Kiểm soát ổn định bùn: Tránh phân tử chuỗi dài được tránh bằng cách trộn theo giai đoạn (trộn khô → trộn ướt → bổ sung SBR) và độ nhớt được kiểm soát tại 2000-4000 mpa · s.

Thiết bị chính: Máy trộn chân không, Nhà máy cát Nano, Máy phân tán siêu âm.

Lớp phủ là quá trình cốt lõi của việc chuyển đổi bùn thành các tấm điện cực, ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ năng lượng và tuổi thọ của pin.

2.1 Phân loại các quy trình lớp phủ

• Lớp phủ lưỡi:Thích hợp cho bùn rắn cao (nội dung rắn điện cực dương 60-70%), độ chính xác độ dày của lớp phủ ± 1μm.
• Lớp phủ đùn khe:Được sử dụng cho lớp phủ siêu mỏng (mật độ bề mặt điện cực âm 8-12 mg\/cm²), tính đồng nhất cạnh của ± 0. 2 mm.

2.2 Kiểm soát tham số sấy

• Nướng điện cực dương:Thiết kế vùng nhiệt độ nhiều giai đoạn (95-120 độ), dư lượng dung môi nhỏ hơn hoặc bằng 2000ppm, để ngăn chặn vết nứt và "hiệu ứng vỏ cam".
• Nướng điện cực âm:Sấy khô nhiệt độ thấp (80-105 độ), tránh quá trình oxy hóa than chì, kiểm soát độ ẩm nhỏ hơn hoặc bằng 3000ppm.

Khó khăn kỹ thuật: Làm mỏng cạnh của tấm điện cực (điện cực dương mỏng 20-30 μM, điện cực âm 10-15 μM), để ngăn chặn nồng độ ứng suất ở vùng tai và gây ra kết tủa lithium.

Điện cực được phủ cần phải được nén, rạch và hàn tab pin để tạo thành một cụm điện cực được tiêu chuẩn hóa.

3.1 Quá trình lăn

• Căng lạnh và nhấn nóng:Nhấn nóng (80-120 độ) có thể tăng mật độ nén (LFP đạt 2. 4-2. 6g\/cm³) và giảm tốc độ phục hồi (điện cực dương nhỏ hơn hoặc bằng 3μm).
• Kiểm soát kéo dài:Điện cực dương nhỏ hơn hoặc bằng {{0}}. 2%, điện cực âm nhỏ hơn hoặc bằng 0,12%, để tránh bị vỡ trong khi cuộn dây.

3.2 Rây và hàn tab

• Phát hiện burr rạch:Dụng cụ đo nguyên tố thứ cấp laser được sử dụng, chiều cao Burr nhỏ hơn hoặc bằng độ dày 1\/2 (chẳng hạn như cơ hoành 20μm, Burr nhỏ hơn hoặc bằng 10μm).
• Hàn siêu âm:Cường độ hàn tai cực bằng nhôm dương lớn hơn hoặc bằng 8n\/mm², tai cực niken âm sử dụng đầu hàn tuyến tính để ngăn ngừa thiệt hại quá dòng.

Thiết bị chính:Máy ép con lăn chính xác cao,Máy rạch điện cực, Máy hàn tại Spot Tab Spot.

Thiết kế dán chính xác của các tấm điện cực và cơ hoành là sự đảm bảo cốt lõi của an toàn pin và mật độ năng lượng của pin.

4.1 Quá trình cuộn dây

• Kiểm soát căng thẳng:Căng thẳng điện cực dương {{0}}.
• Độ chính xác căn chỉnh:Chiều rộng điện cực âm> Điện cực dương 1,5mm (chẳng hạn như điện cực dương 58mm và điện cực âm 59,5mm), độ lệch tâm phân cơ nhỏ hơn hoặc bằng ± 0. 3 mm.

4.2 Via và tiêm chất lỏng

• Làm khô chân không:Nướng 80 độ trong 4 giờ, độ ẩm nhỏ hơn hoặc bằng 500ppm, để tránh phân hủy điện phân.
• Tiêm điện giải:Bảo vệ nitơ trong hộp găng tay (hàm lượng oxy nhỏ hơn hoặc bằng 1 0 ppm), lỗi lượng tiêm nhỏ hơn hoặc bằng ± 0,1g, thời gian ngâm lớn hơn hoặc bằng 8 giờ.

Đột phá kỹ thuật:Quá trình xếp chồng thay thế cuộn dây (như pin lưỡi), tốc độ sử dụng không gian tăng hơn 15%.

Tế bào pin cần trải qua quá trình xử lý phức tạp như hình thành, phân chia công suất và lão hóa trước khi nó có thể được chuyển thành một sản phẩm hoàn chỉnh đủ điều kiện.

5.1 Quá trình hình thành

• Sạc và xả đầu tiên:0.
• Điều trị bằng ống xả:Áp suất nhiệt độ cao (6 0 độ \/0,5MPa) để xả khí dư và giảm tốc độ mở rộng.

5.2 Phân loại và sàng lọc năng lực

• Phân loại năng lực:0. Chu kỳ điện tích 5c, độ lệch công suất nhỏ hơn hoặc bằng ± 3%, chênh lệch điện trở bên trong nhỏ hơn hoặc bằng 5%.
• K Kiểm tra giá trị:Điện áp giảm ít hơn hoặc bằng 5MV sau khi đứng trong 72 giờ, sàng lọc các tế bào pin bất thường tự xả.

Nâng cấp thông minh:Hệ thống kiểm tra trực quan AI đạt được tỷ lệ phát hiện các khuyết tật mảnh cực (điểm đen, vết trầy xước) lớn hơn hoặc bằng 99,9%.

"Phân loại năng lực: Trong quá trình sản xuất pin, vì lý do xử lý, công suất thực tế của pin không thể hoàn toàn nhất quán. Quá trình phân loại pin theo công suất thông qua các bài kiểm tra điện tích và xả thải nhất định bằng cách sử dụngThiết bị kiểm tra xả pinđược gọi là phân loại năng lực. "

Điện cực dương vật vật liệu đồng nhất hóa ➯ Lớp phủ điện cực ➯ điện cực cuộn ➯ điện cực rạch điện cực sấy điện cực ➯ điện cực cuộn ➯ thạch chèn vào có thể ➯ hàn điện cực âm

"Hình thành pin:Sau khi pin lắp ráp được cung cấp một dòng điện nhất định, các vật liệu hoạt động của các điện cực dương và âm của pin được kích thích và cuối cùng là quá trình điện hóa làm cho pin có khả năng xả được gọi là sự hình thành. Pin chỉ có thể được sử dụng làm nguồn năng lượng sau khi hình thành. "

Sản xuất pin lithium cần tính đến hiệu quả và tính bền vững, và quản lý vòng kín được yêu cầu từ thu hồi bụi sang xử lý nước thải.

6.1 Hệ thống phục hồi bụi

• Bụi điện cực dương:Loại bỏ bụi + hấp phụ carbon hoạt hóa, tốc độ phục hồi lớn hơn hoặc bằng 98%.
• Phục hồi NMP:Tinh chế tháp chưng cất, tốc độ tái sử dụng dung môi lớn hơn hoặc bằng 95%.

6.2 Xử lý nước thải

• Nước thải chứa fluoride:Kết tủa hóa học + Điều trị thẩm thấu ngược, nồng độ ion fluoride nhỏ hơn hoặc bằng 10mg\/L.
• Bùn than chì:Tính nhiệt độ cao để chuẩn bị than chì tái chế, tốc độ sử dụng tài nguyên lớn hơn hoặc bằng 80%.

Quá trình pin trạng thái rắn:Công nghệ điện cực khô giúp loại bỏ việc sử dụng dung môi và giảm 40%mức tiêu thụ năng lượng.
Sản xuất cực đoan:4680 Tế bào pin hình trụ lớn với thiết kế tai đầy đủ, chu kỳ sản xuất được tăng lên 300ppm.
Sinh đôi kỹ thuật số:Mô phỏng ảo toàn bộ quá trình từ phân tán bùn đến hình thành, giảm 70%chi phí thử nghiệm và lỗi.
Từ sự phân tán vật liệu quy mô nano đến kiểm soát chất lượng thông minh, sản xuất pin lithium là một bản giao hưởng chính xác kéo dài các cấp độ vi mô và vĩ mô.