Производство на литиева батерия – преден процес
Въведение: Основни познания за литиевата батерия
1. Основна структура на литиева батерия
Основни материали: положителен електрод, отрицателен електрод, електролит, диафрагма
Структура: кръгла, квадратна; Ламиниран, навиващ се
Форма: полимер (гъвкава опаковка), течен литиево-йонен (стоманена обвивка)
2. Как работят литиевите батерии
Положителен материал: LiMn2O4, отрицателен материал: графит
По време на зареждането Ли+ в положителния електрод и Ли+ в електролита се събират към отрицателния електрод, за да получат електрони, които се редуцират до Ли, вграден във въглеродния материал на отрицателния електрод. По време на разреждане Ли, вграден в отрицателния въглероден материал, губи електрони и навлиза в електролита, а Ли+ в електролита се премества към положителния електрод.
3. Принцип на състава на литиевата батерия
Структура на положителен електрод:
LiMn2O4 (литиев манганат) + проводящ агент (ацетиленово черно) + лепило (PVDF) + флуиден колектор (алуминиево фолио) положителен електрод
Структура на отрицателния електрод:
Графит + проводящ агент (ацетиленово черно) + лепило (PVDF) + флуиден колектор (медно фолио) отрицателен електрод
4. Процес на зареждане
Захранването зарежда батерията, в този момент електронът e на положителния електрод се движи към отрицателния електрод през външната верига, а положителният литиево-йонен Ли+"скокове"в електролита от положителния електрод,"изкачвания"през извития малък отвор на диафрагмата и"плува"към отрицателния електрод и електроните, които отдавна са преминали, се комбинират.
Реакцията на положителния електрод е LiMn2O4 ==Li1-xMn2O4+Xli++Xe(електрон).
Реакцията на отрицателния електрод е 6C+XLi+Xe==LixC6
5. Процес на освобождаване от отговорност
Батерията се разрежда, по това време електронът e на отрицателния електрод се движи към положителния електрод през външната верига, а положителният литиево-йонен Ли+"скокове"в електролита от отрицателния електрод,"изкачвания"през извития малък отвор на диафрагмата,"плува"към положителния електрод и се комбинира с електроните, които отдавна са преминали.
Реакцията на положителния електрод е Li1-xMn2O4+xli++xe(електрон) ==LiMn2O4
Реакцията, протичаща на отрицателния електрод, е LixC6 == 6C+xLi+xe
6. Процесен поток на литиево-йонна батерия:
Предна секция: смесване, нанасяне на покритие, валцуване, щанцоване
Средна секция: навиване, монтаж, инжекция
След сегмент: формация, преграда, модул
Предна част
Производствената цел на предходните и следващите процеси е да се завърши производството на (положителни и отрицателни) полюсни накрайници. Основният процес на първата стъпка е: смесване, покритие, валцуване, изрязване, производство, щанцоване, включеното оборудване включва главно: миксер, машина за нанасяне на покритие, ролкова преса, машина за изрязване, производствена машина, машина за щанцоване и др.
Смесване на суспензия (използвано оборудване:вакуумен миксер) е да се смесят равномерно положителни и отрицателни материали за твърдотелни батерии и да се добави разтворител, който да се разбърка в кашата. Смесването на суспензията е началната точка на предишния процес и е основата за завършване на следващите процеси на нанасяне на покритие и валцуване.
1.1 Положително дозиране
Положителният електрод се състои от активно вещество, проводящ агент и свързващо вещество.
1.2Съставка на отрицателния електрод (разбъркване)
Отрицателният електрод се състои от активен материал, проводящ агент, лепило и диспергатор.
2.Покритие
Покритие (използвано оборудване:машина за нанасяне на покритие) е процесът на равномерно нанасяне на разбърканата суспензия върху метално фолио и изсушаването му за получаване на положителни и отрицателни електроди. Като основна връзка на предходния процес, качеството на изпълнение на процеса на нанасяне на покритие влияе дълбоко върху консистенцията, безопасността и продължителността на живота на готовата батерия. Следователно машината за нанасяне на покритие е най-ценното оборудване в предходния процес.
Принцип на машината за нанасяне на покритие
Как да контролираме равномерността на покритието на литиевата батерия?
Има много фактори, които влияят върху еднородността на покритието, включително човек, машина, материал, метод и околна среда. Основните фактори обаче са няколко условия, пряко свързани с процеса на нанасяне на покритие: субстрат за нанасяне на покритие, лепило, стоманена/гумена ролка за нанасяне на покритие и композитна машина.
1) Субстрат за покритие: основно включващ материал, повърхностни характеристики, дебелина и еднородност.
2) Лепило: главно се отнася до неговия работен вискозитет, афинитет и адхезия към повърхността на субстрата.
3) Стоманена ролка за нанасяне на покритие: Тя е не само директен носител на лепило, но и опорен еталон за покриваща основа и гумена ролка, така че е сърцевината на целия механизъм за нанасяне на покритие. Еднородността на покритието се влияе от неговата форма и позиционни толеранси, твърдост, качество на динамичен и статичен баланс, качество на повърхността, еднородност на температурата и условия на термична деформация.
4) Ролка за покритие: Гумената ролка се отнася до важна променлива на качеството на покритието и неговия материал (като продължителността на живота на адхезивния слой), твърдост, позиционен толеранс, твърдост, качество на динамичен и статичен баланс, качество на повърхността и термична деформация състоянието също влияе върху равномерността на покритието.
5) Композитна машина: Това е основната платформа за нанасяне на покритие, която включва не само прецизността и чувствителността на покриващия стоманен валяк и механизма за притискане на гумен валяк, но и дизайна на най-високата работна скорост и цялостната стабилност на машината.
3. Валцово рязане(производство)
Валцово пресоване (използвано оборудване:ролкова преса) е да уплътни допълнително покрития електрод, като по този начин увеличи енергийната плътност на батерията. Плоскостта на валцувания електрод пряко влияе върху ефекта от обработката на последващия процес на нарязване, а еднородността на активния материал на електрода също косвено влияе върху производителността на акумулаторната клетка.
Разделяне (използвано оборудване:машина за рязане) е процес на непрекъснато нарязване на по-широка намотка от полярни парчета на няколко тесни парчета с желаната ширина. Разрушаването на поляризатора по време на рязане се дължи на действие на срязване, а гладкостта на ръба след рязане (без неравности или изкривяване) е ключът към оценката на работата на машината за рязане.
3.1 Производство на положителен електрод
След като покритието на положителния електрод изсъхне, ролките трябва да бъдат подравнени в рамките на времето на процеса. Валякът се използва за уплътняване на полярната плоча и в момента има два процеса: горещо пресоване и студено пресоване. Уплътняването при горещо пресоване има по-висока скорост на отскок в сравнение със студеното пресоване; Но процесът на студено пресоване е относително прост и лесен за работа и контрол. Основното оборудване на ролката се настройва към следните стойности на процеса: плътност на уплътняване, скорост на отскок и удължение. В същото време е важно да се отбележи, че повърхността на поляризатора не трябва да има чипове, твърди блокове, загуба на материал, вълнообразни ръбове и празнини не трябва да се счупват.
3.2 Производство на отрицателни електроди
Производството на отрицателен електрод се управлява подобно на положителния електрод, но дизайнът на процеса е различен.
