Lithium-ion-batterier har en bred vifte af anvendelser. I henhold til klassificeringen af anvendelsesområder kan de opdeles i batteri til energilagring, strømbatteri og batteri til forbrugerelektronik.
- Batteri til energilagring dækker over energilagring inden for kommunikation, energilagring, distribuerede energisystemer osv.;
- Powerbatterier bruges hovedsageligt inden for kraftforsyning og betjener markedet, herunder nye energikøretøjer, elektriske gaffeltrucks osv.;
- Batterier til forbrugerelektronik dækker forbruger- og industriområdet, herunder smart metering, intelligent sikkerhed, intelligent transport, Internet of Things osv.
Et lithium-ion-batteri er et komplekst system, der hovedsageligt består af anode, katode, elektrolyt, separator, strømopsamler, bindemiddel, ledende middel osv., og som involverer reaktioner, herunder elektrokemisk reaktion mellem anode og katode, lithium-ionledning og elektronisk ledning samt varmediffusion.
Produktionsprocessen for lithiumbatterier er relativt lang, og mere end 50 processer er involveret i processen.
Litiumbatterier kan opdeles i cylindriske batterier, firkantede aluminiumskalbatterier, posebatterier og bladbatterier alt efter formen. Der er nogle forskelle i deres produktionsproces, men overordnet kan fremstillingsprocessen for litiumbatterier opdeles i front-end-processen (elektrodefremstilling), mellemtrinsproces (cellesyntese) og back-end-processen (dannelse og pakning).
I denne artikel vil den indledende proces med fremstilling af lithiumbatterier blive introduceret.
Produktionsmålet for front-end-processen er at færdiggøre fremstillingen af elektroden (anode og katode). Hovedprocesserne omfatter: opslæmning/blanding, belægning, kalandrering, opskæring og stansning.
Opslæmning/blanding
Opslæmning/blanding er at blande de faste batterimaterialer fra anode og katode jævnt og derefter tilsætte opløsningsmiddel for at danne en opslæmning. Opslæmningsblanding er udgangspunktet for den første del af processen og er optakten til færdiggørelsen af efterfølgende belægning, kalandrering og andre processer.
Lithiumbatteriopslæmning er opdelt i positiv elektrodeopslæmning og negativ elektrodeopslæmning. Bland aktive stoffer, ledende kulstof, fortykningsmiddel, bindemiddel, tilsætningsstof, opløsningsmiddel osv. i blanderen i et passende forhold. Ved at blande opnås en ensartet fordeling af fast-flydende suspensionsopslæmning til belægning.
Blanding af høj kvalitet er grundlaget for en efterfølgende proces af høj kvalitet, hvilket direkte eller indirekte vil påvirke batteriets sikkerhedsydelse og elektrokemiske ydeevne.
Belægning
Belægning er processen med at belægge det positive aktive materiale og negative aktive materiale på henholdsvis aluminiums- og kobberfolier og kombinere dem med ledende stoffer og bindemiddel for at danne en elektrodeplade. Opløsningsmidlerne fjernes derefter ved tørring i ovnen, så det faste stof bindes til substratet for at danne en positiv og negativ elektrodepladespiral.
Katode- og anodebelægning
Katodematerialer: Der findes tre typer materialer: lamineret struktur, spinelstruktur og olivinstruktur, svarende til henholdsvis ternære materialer (og lithiumcobaltat), lithiummanganat (LiMn2O4) og lithiumjernfosfat (LiFePO4).
Anodematerialer: I øjeblikket omfatter de anodematerialer, der anvendes i kommercielle lithium-ion-batterier, hovedsageligt kulstofmaterialer og ikke-kulstofmaterialer. Blandt kulstofmaterialerne er grafitanoder, som er de mest anvendte i øjeblikket, og uordnet kulstofanoder, hårdt kulstof, blødt kulstof osv.; ikke-kulstofmaterialer omfatter siliciumbaserede anoder, lithiumtitanat (LTO) og så videre.
Som det centrale led i front-end-processen påvirker udførelseskvaliteten af belægningsprocessen i høj grad det færdige batteris konsistens, sikkerhed og livscyklus.
Kalenderering
Den belagte elektrode komprimeres yderligere med en valse, så det aktive stof og kollektoren er i tæt kontakt med hinanden, hvilket reducerer elektronernes bevægelsesafstand, sænker elektrodens tykkelse og øger belastningskapaciteten. Samtidig kan det sænke batteriets indre modstand, øge ledningsevnen og forbedre batteriets volumenudnyttelsesgrad for at øge batterikapaciteten.
Elektrodens fladhed efter kalandreringsprocessen vil direkte påvirke effekten af den efterfølgende opskæringsproces. Ensartetheden af det aktive stof i elektroden vil også indirekte påvirke cellens ydeevne.
Opskæring
Opskæring er den kontinuerlige langsgående skæring af en bred elektrodespole i smalle skiver af den ønskede bredde. Ved opskæring udsættes elektroden for forskydningspåvirkning og brydes ned. Kantens planhed efter opskæring (ingen grat og bøjning) er nøglen til at undersøge ydeevnen.
Processen med at fremstille en elektrode omfatter svejsning af elektrodefligen, påføring af beskyttende klæbepapir, indpakning af elektrodefligen og brug af laser til at skære elektrodefligen til den efterfølgende viklingsproces. Udstansning er at stemple og forme den belagte elektrode til den efterfølgende proces.
På grund af de høje krav til lithium-ion-batteriers sikkerhedsydelse er nøjagtighed, stabilitet og automatisering af udstyr meget efterspurgt i fremstillingsprocessen for lithium-ion-batterier.
Som en førende leverandør af udstyr til måling af litiumelektroder har Dacheng Precision lanceret en serie af produkter til elektrodemåling i den indledende proces inden for fremstilling af litiumbatterier, såsom røntgen-β-arealtæthedsmålere, CDM-tykkelses- og arealtæthedsmålere, lasertykkelsesmålere og så videre.
- Super X-Ray arealtæthedsmåler
Den kan tilpasses måling af belægningsbredder på over 1600 mm, understøtter ultrahurtig scanning og registrerer detaljerede funktioner såsom udtyndingsområder, ridser og keramiske kanter. Den kan hjælpe med closed-loop belægning.
- Røntgen-β-arealtæthedsmåler
Det bruges i batterielektrodebelægningsprocessen og separatorens keramiske belægningsproces til at udføre online test af arealdensiteten af det målte objekt.
- CDM-tykkelse og arealdensitetsmåler
Det kan anvendes i belægningsprocessen: online detektion af detaljerede egenskaber ved elektroder, såsom manglende belægning, materialemangel, ridser, tykkelseskonturer af udtyndingsområder, AT9 tykkelsesdetektion osv.;
- Synkront sporingsmålesystem til flere billeder
Det bruges til belægningsprocessen for katode og anode i lithiumbatterier. Det bruger flere scanningsrammer til at udføre synkrone sporingsmålinger på elektroderne. Det synkrone sporingsmålesystem med fem rammer er i stand til at inspicere vådfilm, nettobelægningsmængde og elektrode.
- Lasertykkelsesmåler
Det bruges til at detektere elektroden i belægningsprocessen eller kalandreringsprocessen af lithiumbatterier.
- Offline tykkelses- og dimensionsmåler
Det bruges til at detektere tykkelsen og dimensionen af elektroder i belægningsprocessen eller kalandreringsprocessen af lithiumbatterier, hvilket forbedrer effektiviteten og konsistensen.
Opslagstidspunkt: 31. august 2023
