As baterías de ións de itio teñen unha ampla gama de aplicacións. Segundo a clasificación das áreas de aplicación, pódense dividir en baterías para almacenamento de enerxía, baterías de alimentación e baterías para electrónica de consumo.
- A batería para o almacenamento de enerxía abrangue o almacenamento de enerxía de comunicación, o almacenamento de enerxía eléctrica, os sistemas de enerxía distribuída, etc.;
- As baterías de enerxía úsanse principalmente no campo da enerxía, servindo ao mercado, incluídos os vehículos de novas enerxías, as carretillas elevadoras eléctricas, etc.;
- As baterías para electrónica de consumo abarcan o ámbito do consumo e a industria, incluíndo a medición intelixente, a seguridade intelixente, o transporte intelixente, a Internet das Cousas, etc.
Unha batería de ións de litio é un sistema complexo, composto principalmente por un ánodo, un cátodo, un electrolito, un separador, un colector de corrente, un aglutinante, un axente condutor, etc., que implica reaccións como a reacción electroquímica do ánodo e o cátodo, a condución de ións de litio e a condución electrónica, así como a difusión da calor.
O proceso de produción de baterías de litio é relativamente longo e inclúe máis de 50 procesos.
As baterías de litio pódense dividir en baterías cilíndricas, baterías de carcasa cadrada de aluminio, baterías de bolsa e baterías de lámina segundo a forma. Existen algunhas diferenzas no seu proceso de produción, pero en xeral o proceso de fabricación de baterías de litio pódese dividir no proceso inicial (fabricación de eléctrodos), o proceso de etapa intermedia (síntese celular) e o proceso final (formación e empaquetado).
Neste artigo presentarase o proceso inicial de fabricación de baterías de litio.
O obxectivo de produción do proceso frontal é completar a fabricación do eléctrodo (ánodo e cátodo). O seu proceso principal inclúe: mestura/lama, revestimento, calandrado, corte longitudinal e corte con matriz.
mestura/lama
A mestura/la mestura consiste en mesturar uniformemente os materiais sólidos da batería, o ánodo e o cátodo, e despois engadir o solvente para formar a lama. A mestura da lama é o punto de partida da liña de produción e o preludio para a finalización do posterior revestimento, calandrado e outros procesos.
A suspensión de baterías de litio divídese en suspensión de eléctrodo positivo e suspensión de eléctrodo negativo. Engade as substancias activas, o carbono condutor, o espesante, o aglutinante, o aditivo, o solvente, etc. na mesturadora en proporción. Ao mesturar, obtén unha dispersión uniforme da suspensión de sólido-líquido para o revestimento.
Unha mestura de alta calidade é a base para a realización de alta calidade do proceso posterior, o que afectará directa ou indirectamente o rendemento de seguridade e o rendemento electroquímico da batería.
Revestimento
O revestimento é o proceso de recubrir o material activo positivo e o material activo negativo en láminas de aluminio e cobre respectivamente, e combinalos con axentes condutores e aglutinante para formar unha lámina de eléctrodos. Os solventes elimínanse despois secándose no forno para que a substancia sólida se una ao substrato para formar unha bobina de lámina de eléctrodos positivo e negativo.
Revestimento de cátodos e ánodos
Materiais catódicos: Existen tres tipos de materiais: estrutura laminada, estrutura de espinela e estrutura de olivina, que corresponden a materiais ternarios (e cobaltato de litio), manganato de litio (LiMn2O4) e fosfato de ferro e litio (LiFePO4) respectivamente.
Materiais ánodos: Na actualidade, os materiais ánodos empregados nas baterías comerciais de ións de litio inclúen principalmente materiais de carbono e materiais non carbónicos. Entre eles, os materiais de carbono inclúen o ánodo de grafito, que é o máis empregado na actualidade, e o ánodo de carbono desordenado, o carbono duro, o carbono brando, etc.; entre os materiais non carbónicos inclúense o ánodo a base de silicio e o titanato de litio (LTO), etc.
Como elo central do proceso frontal, a calidade da execución do proceso de revestimento afecta profundamente a consistencia, a seguridade e o ciclo de vida da batería acabada.
Calandrado
O eléctrodo revestido é compactado adicionalmente por un rolo, de xeito que a substancia activa e o colector estean en estreito contacto entre si, reducindo a distancia de movemento dos electróns, diminuíndo o grosor do eléctrodo e aumentando a capacidade de carga. Ao mesmo tempo, pode reducir a resistencia interna da batería, aumentar a condutividade e mellorar a taxa de utilización do volume da batería para aumentar a capacidade da batería.
A planitude do eléctrodo despois do proceso de calandrado afectará directamente o efecto do proceso de corte posterior. A uniformidade da substancia activa do eléctrodo tamén afectará indirectamente o rendemento da célula.
Corte
O corte longitudinal é o corte lonxitudinal continuo dunha bobina de eléctrodo ancha en rebandas estreitas da anchura requirida. No corte longitudinal, o eléctrodo sofre unha acción de cizallamento e rompe. A planitude do bordo despois do corte longitudinal (sen rebabas nin flexión) é a clave para examinar o rendemento.
O proceso de fabricación de electrodos inclúe soldar a lingüeta do electrodo, aplicar papel adhesivo protector, envolver a lingüeta do electrodo e usar láser para cortala para o proceso de enrolamento posterior. O troquelado consiste en estampar e dar forma ao electrodo revestido para o proceso posterior.
Debido aos altos requisitos de rendemento en materia de seguridade das baterías de ións de litio, a precisión, a estabilidade e a automatización dos equipos son moi demandadas no proceso de fabricación de baterías de litio.
Como líder en equipos de medición de eléctrodos de litio, Dacheng Precision lanzou unha serie de produtos para a medición de eléctrodos no proceso inicial da fabricación de baterías de litio, como medidores de densidade areal de raios X/β, medidores de espesor e de densidade areal CDM, medidores de espesor láser, etc.
- Medidor de densidade areal de superrraios X
Adáptase á medición de máis de 1600 mm de ancho de revestimento, admite a dixitalización de ultra alta velocidade e detecta características detalladas como zonas de adelgazamento, rabuñaduras e bordos cerámicos. Pode axudar co revestimento de bucle pechado.
- Densímetro de área de raios X/β
Úsase no proceso de revestimento de eléctrodos de baterías e no proceso de revestimento cerámico do separador para realizar probas en liña da densidade de área do obxecto medido.
- Medidor de espesor e densidade de área CDM
Pódese aplicar ao proceso de revestimento: detección en liña de características detalladas dos eléctrodos, como revestimento faltante, escaseza de material, rabuñaduras, contornos de grosor de áreas de adelgazamento, detección de grosor AT9, etc.;
- Sistema de medición de seguimento síncrono multifotograma
Úsase para o proceso de revestimento do cátodo e o ánodo das baterías de litio. Emprega varios fotogramas de dixitalización para realizar medicións de seguimento síncrono nos eléctrodos. O sistema de medición de seguimento síncrono de cinco fotogramas é capaz de inspeccionar a película húmida, a cantidade neta de revestimento e o eléctrodo.
- Medidor de espesor láser
Úsase para detectar o eléctrodo no proceso de revestimento ou calandrado de baterías de litio.
- Medidor de espesores e dimensións fóra de liña
Úsase para detectar o grosor e a dimensión dos eléctrodos no proceso de revestimento ou calandrado de baterías de litio, o que mellora a eficiencia e a consistencia.
Data de publicación: 31 de agosto de 2023
