Cum se fabrică celule de baterii cu pachete moi?

O celulă este cea mai mică unitate a unuiSistem de baterii. Mai multe celule formează un modul, iar mai multe module formează un pachet de baterii, constituind structura de bază a bateriilor de alimentare auto.

Procesul de producție celulară include:

(1) Pregătirea activă a suspensiei materialelor - proces de amestecare

Amestecarea implică amestecarea materialelor active (fosfat de fier de litiu pentru catod, grafit pentru anod) într -o suspensie folosind un mixer de vid. Acesta este primul pas în producția de baterii. Controlul calității acestui proces afectează în mod direct calitatea bateriei și randamentul produsului finit. Aceasta implică un flux de lucru complex, cu cerințe stricte pentru raporturile de materii prime, trepte de amestecare, durată de agitare și multe altele.

(2) Acoperirea suspensiei agitate pe folia de cupru - Proces de acoperire

Acest proces implică acoperirea uniformă a suspensiei pre-amestecate pe ambele părți ale foliei de cupru.

Obiectivul critic al acoperirii este realizarea unei grosimi și greutate constante.

Acoperirea este esențială pentru a asigura o grosime și greutate uniformă a electrodului, deoarece abaterile compromit consistența bateriei. De asemenea, trebuie să prevină contaminarea cu particule, resturi sau praf în electrozi. O astfel de contaminare poate provoca descărcarea accelerată a bateriei și chiar prezintă pericole de siguranță.

(3) Presiunea la rece și pre-tăiere: consolidarea materialului anod pe folia de cupru

În atelierul de rulare, Rolls comprimă foile de electrod acoperite cu anod și materiale catodice. Acest proces densifică acoperirea pentru a îmbunătăți densitatea energetică și pentru a asigura uniformitatea grosimii, controlând în continuare praful și umiditatea.

Presiunea la rece compactă materialele de electrod pozitive și negative de pe folia de aluminiu, ceea ce este crucial pentru îmbunătățirea densității energetice.

Fișele de electrod presate la rece sunt apoi tăiate la dimensiunile bateriei necesare, cu un control strict asupra formării burrului (vizibile doar la microscop). Acest lucru împiedică burr -urile să străpungă separatorul, ceea ce ar putea crea pericole grave de siguranță.

(4) Crearea filelor pozitive și negative ale bateriei-reducerea și tăierea morții

Procesul de tăiere a matriței din fila folosește o mașină de tăiere a matriței pentru a forma filele conductive pentru celulă. Deoarece bateriile au poli pozitivi și negativi, aceste file servesc ca conductoare metalice care conectează electrozii celulei. Mai simplu spus, ele sunt „urechile” terminalelor bateriei, acționând ca puncte de contact în timpul încărcării și descărcării.

Procesul ulterior de tăiere folosește lame de tăiere pentru a împărți foile de electrod a bateriei.

(5) Completarea prototipului celular - procesul de laminare

Fișele de electrod cu fante sunt stivuite în secvență: electrod negativ, separator, electrod pozitiv, separator, electrod negativ, separator, electrod pozitiv ... electrod pozitiv, separator, electrod negativ. Acest proces se numește stivuire, iar foile de electrod asamblate sunt denumite celulă.

(6) Sudarea filelor

Acesta este al doilea proces în fabricarea celulelor. Folosind echipamente specializate de sudură, filele sunt sudate la celula stivuită.

(7) Încapsulare

Acesta este al treilea pas în pregătirea celulelor. Celula este învelită în film din plastic din aluminiu.

(8) Eliminarea umidității și injecția de electroliți - coacere și umplutură electrolitică

Umiditatea este arcul de inamici al sistemelor de baterii. Procesul de coacere asigură că nivelurile de umiditate interne respectă standardele, garantând performanțe optime pe parcursul ciclului de viață al bateriei.

Umplerea electrolitică este a patra etapă în prepararea celulelor. Electrolitul este injectat în celula încapsulată printr-un port de umplere rezervat, formând o celulă semi-finisată. Electrolitul acționează ca sângele care curge prin corpul celulei, unde schimbul de energie are loc prin transferul ionilor încărcați. Acești ioni transportă de la electrolit la electrodul opus, completând procesul de încărcare și descărcare. Volumul de electrolit injectat este esențial. Umplerea excesivă poate provoca supraîncălzirea bateriei sau o defecțiune imediată, în timp ce umplerea insuficientă compromite durata de viață a bateriei.

(9) Procesul de activare a celulelor - Formarea

Formarea este procesul de activare a celulelor după umplerea electrolitului. Prin încărcare și descărcare repetată, reacțiile chimice apar intern pentru a forma filmul SEI (Film SEI: un strat de pasivare format în timpul primului ciclu al unei baterii de litiu atunci când electrolitul reacționează cu materialul anodului la interfața solid-lichid, asemănător aplicării unui strat de protecție la celulă). Acest lucru asigură siguranța, fiabilitatea și durata de viață a ciclului lung în timpul ciclurilor ulterioare de încărcare și descărcare. Activarea performanței celulelor implică, de asemenea, o serie de „verificări de sănătate”, inclusiv inspecția cu raze X, monitorizarea izolației, inspecția de sudură și testarea capacității.

Procesul de formare include în continuare:

- A doua umplutură electrolitică după activarea celulelor

- cântărire

- Sudarea porturilor de umplere

- Testarea scurgerii

- Testare cu auto-descărcare

- Îmbătrânire la temperaturi ridicate

- Îmbătrânirea statică

Acești pași asigură performanța produsului.

(10) Sortarea capacității

Datorită variațiilor de fabricație, celulele bateriei nu pot atinge capacități identice. Sortarea capacității implică gruparea celulelor după capacitate prin testarea specifică a descărcării de încărcare.

(11) Inspecție și ambalare pentru stocare