Sürətli inkişafı iləlitium batareyaSənayedə litium batareyalarının tətbiq ssenariləri genişlənməyə davam edir və insanların həyatında və işində əvəzolunmaz enerji cihazına çevrilir. Xüsusi hazırlanmış litium batareya istehsalçılarının istehsal prosesinə gəldikdə, litium batareyası istehsal prosesi əsasən tərkib hissələri, örtük, təbəqə, hazırlama, sarma, qabıqlama, yayma, bişirmə, maye yeridilməsi, qaynaq və s. daxildir. Aşağıda litium batareyası istehsal prosesinin əsas məqamları təqdim olunur. Müsbət elektrod tərkib hissələri Litium batareyalarının müsbət elektrodu aktiv materiallardan, keçirici maddələrdən, yapışdırıcılardan və s. ibarətdir. Əvvəlcə xammal təsdiqlənir və bişirilir. Ümumiyyətlə, keçirici maddə ≈120℃-də 8 saat, yapışdırıcı PVDF isə ≈80℃-də 8 saat bişirilməlidir. Aktiv materialların (LFP, NCM və s.) bişirilməsi və qurudulması tələb olunub-olunmaması xammalın vəziyyətindən asılıdır. Hazırda ümumi litium batareya emalatxanası temperatur ≤40℃ və rütubət ≤25%RH tələb edir. Qurutma başa çatdıqdan sonra PVDF yapışqanı (PVDF həlledicisi, NMP məhlulu) əvvəlcədən hazırlanmalıdır. PVDF yapışqanının keyfiyyəti batareyanın daxili müqaviməti və elektrik performansı üçün çox vacibdir. Yapışqanın tətbiqinə təsir edən amillərə temperatur və qarışdırma sürəti daxildir. Temperatur nə qədər yüksəkdirsə, yapışqanın saralması yapışmaya təsir edəcək. Qarışdırma sürəti çox yüksəkdirsə, yapışqan asanlıqla zədələnə bilər. Xüsusi fırlanma sürəti dispersiya diskinin ölçüsündən asılıdır. Ümumiyyətlə, dispersiya diskinin xətti sürəti 10-15 m/s-dir (avadanlıqdan asılı olaraq). Bu zaman sirkulyasiya edən suyu işə salmaq üçün qarışdırma çəni tələb olunur və temperatur ≤30°C olmalıdır.

Katod məhlulu hissə-hissə əlavə edin. Bu zaman materialların əlavə edilmə ardıcıllığına diqqət yetirməlisiniz. Əvvəlcə aktiv maddə və keçirici maddə əlavə edin, yavaşca qarışdırın, sonra yapışqan əlavə edin. Qidalanma müddəti və qidalanma nisbəti də litium batareya istehsal prosesinə uyğun olaraq ciddi şəkildə tətbiq olunmalıdır. İkincisi, avadanlığın fırlanma sürəti və fırlanma sürəti ciddi şəkildə idarə olunmalıdır. Ümumiyyətlə, dispersiya xətti sürəti 17 m/s-dən yuxarı olmalıdır. Bu, cihazın işindən asılıdır. Müxtəlif istehsalçılar çox fərqlidir. Həmçinin qarışdırmanın vakuumunu və temperaturunu da idarə edin. Bu mərhələdə məhlulun hissəcik ölçüsü və özlülüyü müntəzəm olaraq aşkar edilməlidir. Məhlulun ölçüsü və özlülüyü bərk maddənin tərkibi, material xüsusiyyətləri, qidalanma ardıcıllığı və litium batareya istehsal prosesi ilə sıx bağlıdır. Bu zaman ənənəvi proses temperatur ≤30℃, rütubət ≤25%RH və vakuum dərəcəsi ≤-0.085mpa tələb edir. Məhlulu ötürmə çəninə və ya boya sexinə köçürün. Məhlul köçürüldükdən sonra onu emal etmək lazımdır. Məqsəd böyük hissəcikləri süzmək, çökdürmək və ferromaqnit və digər maddələri təmizləməkdir. Böyük hissəciklər örtüyə təsir edəcək və batareyanın həddindən artıq öz-özünə boşalmasına və ya qısaqapanma riskinə səbəb ola bilər; şlamda həddindən artıq ferromaqnit material batareyanın həddindən artıq öz-özünə boşalmasına və digər qüsurlara səbəb ola bilər. Bu litium batareya istehsal prosesinin proses tələbləri bunlardır: temperatur ≤ 40°C, rütubət ≤ 25% nisbi rütubət, ekran torunun ölçüsü ≤ 100 tor və hissəcik ölçüsü ≤ 15um.

Mənfi elektrodTərkibi Litium batareyasının mənfi elektrodu aktiv material, keçirici maddə, bağlayıcı və dispersantdan ibarətdir. Əvvəlcə xammalı təsdiqləyin. Ənənəvi anod sistemi su əsaslı qarışdırma prosesidir (həlledici deionlaşdırılmış sudur), buna görə də xammal üçün xüsusi qurutma tələbləri yoxdur. Litium batareya istehsal prosesi deionlaşdırılmış suyun keçiriciliyinin ≤1us/cm2 olmasını tələb edir. Seminar tələbləri: temperatur ≤40℃, rütubət ≤25%RH. Yapışqan hazırlayın. Xammal müəyyən edildikdən sonra əvvəlcə yapışqan (CMC və sudan ibarət) hazırlanmalıdır. Bu mərhələdə quru qarışdırma üçün qrafit C və keçirici maddəni qarışdırıcıya tökün. Quru qarışdırma zamanı hissəciklər ekstruziya olunur, sürtülür və qızdırılır, çünki tozsoranla təmizləmək və ya dövran edən suyu açmaq tövsiyə edilmir. Fırlanma sürəti aşağı sürət 15~20rpm, qaşıma və üyütmə dövrü 2-3 dəfə, interval müddəti isə ≈15min-dir. Yapışqanı qarışdırıcıya tökün və tozsoranla təmizləməyə başlayın (≤-0.09mpa). Rezinləri 15-20 dövr/dəq aşağı sürətlə 2 dəfə sıxın, sonra sürəti tənzimləyin (aşağı sürət 35 dövr/dəq, yüksək sürət 1200-1500 dövr/dəq) və hər istehsalçının yaş prosesinə uyğun olaraq təxminən 15 dəq-60 dəq işlədin. Sonda SBR-ni blenderə tökün. SBR uzun zəncirli polimer olduğundan aşağı sürətlə qarışdırmaq tövsiyə olunur. Fırlanma sürəti uzun müddət çox yüksək olarsa, molekulyar zəncir asanlıqla qırılacaq və aktivliyini itirəcək. 35-40 dövr/dəq aşağı sürətlə və 1200-1800 dövr/dəq yüksək sürətlə 10-20 dəqiqə qarışdırmaq tövsiyə olunur. Özlülüyü (2000-4000 mPa.s), hissəcik ölçüsünü (35um≤), bərk tərkibini (40-70%), vakuum dərəcəsini və ekran torunu (≤100 tor) sınaqdan keçirin. Xüsusi proses dəyərləri materialın fiziki xüsusiyyətlərindən və qarışdırma prosesindən asılı olaraq dəyişəcək. Seminar temperatur ≤30℃ və rütubət ≤25% RH tələb edir. Katod örtüyünün örtülməsi Litium batareya istehsal prosesi, alüminium cərəyan kollektorunun AB səthinə katod məhlulunun ekstrüde edilməsini və ya püskürdülməsini nəzərdə tutur, tək səth sıxlığı ≈20~40 mq/sm2 (üçlü litium batareya növü) təşkil edir. Soba temperaturu ümumiyyətlə 4-8 düyündən yuxarıdır və hər hissənin bişirmə temperaturu, bişirmə zamanı eninə çatların və həlledicinin damcılamasının qarşısını almaq üçün faktiki ehtiyaclara uyğun olaraq 95°C ilə 120°C arasında tənzimlənir. Transfer örtüyü diyircəyinin sürət nisbəti 1,1-1,2-dir və batareya dövriyyəsi zamanı litium çöküntüsünə səbəb ola biləcək quyruq səbəbindən etiket mövqeyinin həddindən artıq sıxlaşmasının qarşısını almaq üçün boşluq mövqeyi 20-30um incəldilir. Örtük nəmliyi ≤2000-3000ppm (materialdan və prosesdən asılı olaraq). Emalatxanada müsbət elektrod temperaturu ≤30℃, rütubət isə ≤25% -dir. Sxematik diaqram aşağıdakı kimidir: Örtük lentinin sxematik diaqramı

Thelitium batareya istehsalıprosesimənfi elektrod örtüyümis cərəyan kollektorunun AB səthinə mənfi elektrod məhlulunun ekstrüde edilməsinə və ya püskürdülməsinə aiddir. Tək səth sıxlığı ≈ 10~15 mq/sm2. Örtük sobasının temperaturu ümumiyyətlə 4-8 hissədən (və ya daha çox) ibarətdir və hər hissənin bişirmə temperaturu 80℃~105℃-dir. Çörək çatlarının və eninə çatların qarşısını almaq üçün faktiki ehtiyaclara uyğun olaraq tənzimlənə bilər. Transfer rulonunun sürət nisbəti 1,2-1,3, boşluq 10-15um incəldilir, boya konsentrasiyası ≤3000ppm, emalatxanada mənfi elektrod temperaturu ≤30℃ və rütubət ≤25% -dir. Müsbət lövhənin müsbət örtüyü quruduqdan sonra barabanın proses müddəti ərzində hizalanması lazımdır. Rulon elektrod vərəqini sıxlaşdırmaq üçün istifadə olunur (vahid həcmə düşən sarğı kütləsi). Hal-hazırda, litium batareyası istehsal prosesində iki müsbət elektrod presləmə üsulu mövcuddur: isti presləmə və soyuq presləmə. Soyuq presləmə ilə müqayisədə isti presləmə daha yüksək sıxılma və daha aşağı geri dönüş sürətinə malikdir. Lakin, soyuq presləmə prosesi nisbətən sadə və istifadəsi və idarə olunması asandır. Rolikin əsas avadanlığı aşağıdakı proses dəyərlərinə, sıxılma sıxlığına, geri qayıtma sürətinə və uzanmaya nail olmaqdır. Eyni zamanda, qeyd etmək lazımdır ki, çubuq parçasının səthində kövrək qırıntılara, sərt parçalara, düşmüş materiallara, dalğalı kənarlara və s. icazə verilmir və boşluqlarda qırılmalara icazə verilmir. Bu zaman emalatxana mühitinin temperaturu: ≤23℃, rütubət: ≤25%. Mövcud ənənəvi materialların həqiqi sıxlığı:

Tez-tez istifadə olunan sıxılma:

Geri qayıtma sürəti: ümumi geri qayıtma 2-3 μm

Uzatma: Müsbət elektrod təbəqəsi ümumiyyətlə ≈1.002-dir

Müsbət elektrod rulonu tamamlandıqdan sonra növbəti addım bütün elektrod hissəsini eyni enində (batareyanın hündürlüyünə uyğun) kiçik zolaqlara bölməkdir. Kəsmə zamanı dirək hissəsinin əyriliklərinə diqqət yetirin. İki ölçülü avadanlıqların köməyi ilə dirək hissələrini X və Y istiqamətlərində əyriliklər üçün hərtərəfli yoxlamaq lazımdır. Uzunluq əyriliyi prosesi Y≤1/2 H diafraqma qalınlığı. Emalatxananın ətraf mühit temperaturu ≤23℃, şeh nöqtəsi isə ≤-30℃ olmalıdır. Litium batareyalı mənfi elektrod təbəqələri üçün mənfi elektrod təbəqələrinin istehsal prosesi müsbət elektrodlarla eynidir, lakin proses dizaynı fərqlidir. Emalatxananın ətraf mühit temperaturu ≤23℃, rütubət isə ≤25% olmalıdır. Ümumi mənfi elektrod materiallarının həqiqi sıxlığı:

Tez-tez istifadə olunan mənfi elektrod sıxlaşması: Geriləmə sürəti: Ümumi geriləmə 4-8um Uzatma: Müsbət lövhə ümumiyyətlə ≈ 1.002 Litium batareyalı müsbət elektrod soyma prosesinin istehsal prosesi müsbət elektrod soyma prosesinə bənzəyir və hər ikisi X və Y istiqamətlərindəki burrsları idarə etməlidir. Emalatxananın ətraf mühit temperaturu ≤23℃, şeh nöqtəsi isə ≤-30℃ olmalıdır. Müsbət lövhə soyulmağa hazır olduqdan sonra müsbət lövhə qurudulmalı (120°C), sonra alüminium təbəqə qaynaqlanmalı və qablaşdırılmalıdır. Bu proses zamanı tab uzunluğu və qəlibləmə enini nəzərə almaq lazımdır. **650 dizaynını (məsələn, 18650 batareyası) nümunə götürərək, açıq tablarla dizayn əsasən qapaq və rulon yivinin qaynağı zamanı katod tablarının ağlabatan əməkdaşlığını nəzərə almaqdır. Qütb tabları çox uzun müddət açıq olarsa, yayma prosesi zamanı dirək tabları ilə polad qabıq arasında asanlıqla qısa qapanma baş verə bilər. Qulaq çox qısa olarsa, qapağı lehimləmək mümkün deyil. Hazırda iki növ ultrasəs qaynaq başlığı mövcuddur: xətti və nöqtəvari. Məişət proseslərində həddindən artıq cərəyan və qaynaq möhkəmliyi nəzərə alınmaqla əsasən xətti qaynaq başlıqlarından istifadə olunur. Bundan əlavə, lehimləmə uclarını örtmək üçün yüksək temperaturlu yapışqan istifadə olunur, əsasən metal buruqlar və metal zibillərinin yaratdığı qısaqapanma riskini aradan qaldırmaq üçün. Emalatxananın ətraf mühit temperaturu ≤23℃, şeh nöqtəsi ≤-30℃ və katodun nəmlik miqdarı ≤500-1000ppm olmalıdır.

Mənfi Plitə HazırlığıMənfi lövhə qurudulmalı (105-110°C), sonra nikel təbəqələri qaynaq edilməli və qablaşdırılmalıdır. Lehimləmə lövhəsinin uzunluğu və formalaşdırma eni də nəzərə alınmalıdır. Emalatxananın ətraf mühit temperaturu ≤23℃, şeh nöqtəsi ≤-30℃ və mənfi elektrodun nəmlik miqdarı ≤500-1000ppm olmalıdır. Sarğı, ayırıcını, müsbət elektrod təbəqəsini və mənfi elektrod təbəqəsini sarğı maşını vasitəsilə dəmir nüvəyə sarmaqdır. Prinsip müsbət elektrodu mənfi elektrodla sarmaq və sonra müsbət və mənfi elektrodları ayırıcı vasitəsilə ayırmaqdır. Ənənəvi sistemin mənfi elektrodu batareya dizaynının idarəetmə elektrodu olduğundan, tutum dizaynı müsbət elektrodunkundan daha yüksəkdir, beləliklə, formalaşma doldurulması zamanı müsbət elektrodun Li+-i mənfi elektrodun "boşluğunda" saxlanıla bilər. Sarğı zamanı sarğı gərginliyinə və dirək parçasının düzülüşünə xüsusi diqqət yetirilməlidir. Sarğı gərginliyinin çox kiçik olması daxili müqavimətə və korpusun daxiletmə sürətinə təsir edəcək. Həddindən artıq gərginlik qısaqapanma və ya qırılma riskinə səbəb ola bilər. Uyğunlaşdırma mənfi elektrodun, müsbət elektrodun və ayırıcının nisbi mövqeyinə aiddir. Mənfi elektrodun eni 59,5 mm, müsbət elektrodun eni 58 mm və ayırıcının eni 61 mm-dir. Qısa qapanma riskini aradan qaldırmaq üçün üçü oxutma zamanı uyğunlaşdırılır. Sarğı gərginliyi ümumiyyətlə müsbət qütb üçün 0,08-0,15Mpa, mənfi qütb üçün 0,08-0,15Mpa, yuxarı diafraqma üçün 0,08-0,15Mpa və aşağı diafraqma üçün 0,08-0,15Mpa arasındadır. Xüsusi tənzimləmələr avadanlıqdan və prosesdən asılıdır. Bu emalatxananın ətraf mühit temperaturu ≤23℃, şeh nöqtəsi ≤-30℃ və nəmlik miqdarı ≤500-1000ppm-dir.

Korpuslu batareya nüvəsi korpusa quraşdırılmazdan əvvəl, 200~500V Hi-Pot testi tələb olunur (yüksək gərginlikli batareyanın qısaqapanma olub olmadığını yoxlamaq üçün) və korpusa quraşdırılmazdan əvvəl tozu daha da idarə etmək üçün tozsoranla təmizləmək də tələb olunur. Litium batareyaların üç əsas nəzarət nöqtəsi nəmlik, burrs və tozdur. Əvvəlki proses başa çatdıqdan sonra, alt contanı batareya nüvəsinin alt hissəsinə yerləşdirin, müsbət elektrod təbəqəsini səthi batareya nüvəsinin sarğı dəliyinə baxacaq şəkildə əyin və nəhayət, onu şaquli olaraq polad qabığa və ya alüminium qabığa yerləşdirin. Nümunə olaraq 18650 növünü götürək, xarici diametri ≈ 18mm + hündürlüyü ≈ 71.5mm. Sarılmış nüvənin en kəsiyi sahəsi polad korpusun daxili en kəsiyi sahəsindən kiçik olduqda, polad korpusun daxiletmə sürəti təxminən 97%-98.5% arasındadır. Çünki dirək hissəsinin geri qayıtma dəyəri və sonrakı inyeksiya zamanı mayenin nüfuzetmə dərəcəsi nəzərə alınmalıdır. Səth alt örtüyü ilə eyni proses üst alt örtüyün yığılmasını da əhatə edir. Emalatxananın ətraf mühitin temperaturu ≤23℃, şeh nöqtəsi isə ≤-40℃ olmalıdır.

Yaymalehim nüvəsinin ortasına lehim sancağı (adətən mis və ya ərintidən hazırlanır) daxil edir. Tez-tez istifadə olunan qaynaq sancaqları Φ2.5*1.6 mm-dir və mənfi elektrodun qaynaq gücü uyğunluq üçün ≥12N olmalıdır. Çox aşağı olarsa, asanlıqla virtual lehimləmə və həddindən artıq daxili müqavimətə səbəb olacaq. Çox yüksək olarsa, polad qabığın səthindəki nikel təbəqəsini qaynaq etmək asandır və bu da lehim birləşmələrinə səbəb olur və pas və sızma kimi gizli təhlükələrə səbəb olur. Yuvarlanan yivin sadə anlayışı sarılmış batareya nüvəsini sarsılmadan korpusa bərkitməkdir. Bu litium batareyasının istehsal prosesində, korpusun çox yüksək eninə sürətlə kəsilməsinin qarşısını almaq üçün eninə ekstruziya sürətinin və uzununa presləmə sürətinin uyğunlaşdırılmasına xüsusi diqqət yetirilməlidir və uzununa sürət çox sürətli olarsa və ya deşiyin hündürlüyünə təsir edərsə və möhürlənməyə təsir edərsə, oyuqun nikel təbəqəsi düşəcək. Oyuq dərinliyi, uzantısı və yivin hündürlüyü üçün proses dəyərlərinin standartlara (praktik və nəzəri hesablamalarla) uyğun olub olmadığını yoxlamaq lazımdır. Ümumi plitənin ölçüləri 1.0, 1.2 və 1.5 mm-dir. Yayma yivi tamamlandıqdan sonra, metal zibilinin qarşısını almaq üçün bütün maşın yenidən tozsoranla təmizlənməlidir. Tozsoran dərəcəsi ≤-0.065Mpa, tozsoranla təmizləmə müddəti isə 1~2s olmalıdır. Bu emalatxananın ətraf mühit temperaturu tələbləri ≤23℃, şeh nöqtəsi isə ≤-40℃-dir. Batareya nüvəsinin bişirilməsi Silindrik batareya təbəqələri yuvarlandıqdan və yivləndikdən sonra növbəti litium batareya istehsal prosesi çox vacibdir: bişirmə. Batareya elementlərinin istehsalı zamanı müəyyən miqdarda nəm daxil olur. Rütubət standart diapazonda vaxtında idarə olunmazsa, batareyanın performansına və təhlükəsizliyinə ciddi təsir göstərəcək. Ümumiyyətlə, bişirmə üçün avtomatik vakuum sobası istifadə olunur. Elementləri səliqəli şəkildə bişirin, quruducu maddəni sobaya qoyun, parametrləri təyin edin və temperaturu 85°C-yə qaldırın (nümunə olaraq litium dəmir fosfat batareyalarını götürün). Batareya elementlərinin bir neçə fərqli spesifikasiyası üçün bişirmə standartları aşağıdakılardır:

Maye EnjeksiyonuLitium batareya istehsal prosesi bişmiş batareya elementlərinin rütubət testini əhatə edir. Yalnız əvvəlki bişirmə standartlarına çatdıqdan sonra növbəti mərhələyə keçə bilərsiniz: elektrolitin yeridilməsi. Bişmiş batareyaları tez bir zamanda vakuum əlcək qutusuna qoyun, çəkini çəkin və qeyd edin, inyeksiya stəkanını taxın və elektrolitin dizayn çəkisini stəkana əlavə edin (adətən maye ilə batırılmış batareya testi aparılır: batareyanı stəkanın ortasına qoyun). Batareya nüvəsini elektrolitə qoyun, bir müddət isladın, batareyanın maksimum maye udma qabiliyyətini yoxlayın (adətən mayeni təcrübə həcminə uyğun olaraq doldurun), vakuum üçün vakuum qutusuna qoyun (vakuum dərəcəsi ≤ -0.09Mpa) və elektrolitin elektroda nüfuz etməsini sürətləndirin. Bir neçə dövrdən sonra batareya hissələrini çıxarın və çəkin. Enjeksiyon həcminin dizayn dəyərinə uyğun olub olmadığını hesablayın. Əgər azdırsa, onu doldurmaq lazımdır. Çoxdursa, dizayn tələblərinə cavab verənə qədər artıq miqdarı tökün. Əlcək qutusu mühiti ≤23℃ temperatur və ≤-45℃ şeh nöqtəsi tələb edir.

QaynaqBu litium batareya istehsal prosesi zamanı batareya qapağı əvvəlcədən əlcək qutusuna yerləşdirilməli və batareya qapağı bir əllə super qaynaq maşınının aşağı qəlibinə bərkidilməli, batareya nüvəsi isə digər əllə tutulmalıdır. Batareya elementinin müsbət qapağını qapağın terminal qapağı ilə uyğunlaşdırın. Müsbət terminal qapağının qapaq terminalı qapağı ilə uyğunlaşdırıldığını təsdiqlədikdən sonra ultrasəs qaynaq maşınını işə salın. Sonra qaynaq maşınının ayaq açarını işə salın. Daha sonra, lehim nişanlarının qaynaq təsirini yoxlamaq üçün batareya bloku tam yoxlanılmalıdır.

Lehimləmə uclarının hizalandığına diqqət yetirin.

Boş olub olmadığını görmək üçün lehim çubuğunu yavaşca çəkin.

Batareya qapağı möhkəm qaynaqlanmamış batareyaların yenidən qaynaqlanması lazımdır.