تصنيع بطاريات الليثيوم – عملية الواجهة الأمامية

المقدمة: المعرفة الأساسية ببطارية الليثيوم

1.&نبسب;الهيكل الأساسي لبطارية الليثيوم

المواد الرئيسية: القطب الموجب، القطب السالب، المنحل بالكهرباء، الحجاب الحاجز

الهيكل: دائري، مربع؛ مغلفة، متعرجا

الشكل: بوليمر (تغليف مرن)، أيون الليثيوم السائل (غلاف فولاذي)

2.&نبسب;كيف تعمل بطاريات الليثيوم

المادة الإيجابية: LiMn2O4، المادة السلبية: الجرافيت

أثناء الشحن، يتقارب لي+ الموجود في القطب الموجب وLi+ الموجود في الإلكتروليت مع القطب السالب للحصول على الإلكترونات، والتي يتم اختزالها إلى لي مدمجة في مادة الكربون للقطب السالب. أثناء التفريغ، يفقد لي الموجود في مادة الكربون السالبة الإلكترونات ويدخل إلى الإلكتروليت، ويتحرك لي+ الموجود في الإلكتروليت إلى القطب الموجب.

3.&نبسب;مبدأ تكوين بطارية الليثيوم

هيكل القطب الإيجابي:

LiMn2O4 (منجنات الليثيوم) + عامل موصل (أسود الأسيتيلين) + مادة لاصقة (PVDF) + مجمع السوائل (رقائق الألومنيوم) القطب الموجب

هيكل القطب السلبي:

جرافيت + عامل موصل (أسود الأسيتيلين) + مادة لاصقة (PVDF) + مجمع السوائل (رقائق النحاس) القطب السالب

4.&نبسب;عملية الشحن

يقوم مصدر الطاقة بشحن البطارية، وفي هذا الوقت يمر الإلكترون الموجود على القطب الموجب إلى القطب السالب عبر الدائرة الخارجية، وأيون الليثيوم الموجب لي+"يقفز"في المنحل بالكهرباء من القطب الموجب،"يتسلق"من خلال الثقب الصغير المنحني على الحجاب الحاجز، و"يسبح"إلى القطب السالب، ويتم دمج الإلكترونات التي طال أمدها.

التفاعل على القطب الموجب هو LiMn2O4 ==Li1-xMn2O4+الحادي عشر++XE(إلكترون).

التفاعل على القطب السالب هو 6C+الحادي والأربعون+XE==ليكسC6

5.&نبسب;عملية التفريغ

يتم تفريغ البطارية، وفي هذا الوقت يمر الإلكترون الموجود على القطب السالب إلى القطب الموجب عبر الدائرة الخارجية، وأيون الليثيوم الموجب لي+"يقفز"إلى المنحل بالكهرباء من القطب السالب،"يتسلق"من خلال الثقب الصغير المنحني على الحجاب الحاجز،"يسبح"إلى القطب الموجب، ويتحد مع الإلكترونات التي مرت فترة طويلة.

التفاعل على القطب الموجب هو Li1-xMn2O4+الحادي عشر++xe(إلكترون) ==LiMn2O4

التفاعل الذي يحدث على القطب السالب هو ليكسC6 == 6C+xLi+xe

6.&نبسب;تدفق عملية بطارية ليثيوم أيون:

القسم الأمامي: الخلط، الطلاء، الدرفلة، القطع بالقالب

القسم الأوسط: لف، تجميع، حقن

بعد المقطع: التشكيل، التقسيم، الوحدة النمطية

القسم الأمامي

الهدف الإنتاجي من العمليات السابقة واللاحقة هو استكمال تصنيع قطع الأعمدة (الموجبة والسالبة). العملية الرئيسية للخطوة الأولى هي: الخلط، الطلاء، الدرفلة، القطع، الإنتاج، قطع القوالب، المعدات المعنية تشمل بشكل رئيسي: الخلاط، آلة الطلاء، مكبس اللف، آلة القطع، آلة الإنتاج، آلة قطع القوالب، إلخ.

1.متاسعا

خلط الملاط (المعدات المستخدمة:خلاط فراغ) هو خلط مواد بطارية الحالة الصلبة الموجبة والسالبة بالتساوي وإضافة المذيب لتحريكه إلى الملاط. خلط الملاط هو نقطة البداية للعملية السابقة، وهو الأساس لاستكمال عمليات الطلاء والدرفلة اللاحقة.

1.1 الخلط الإيجابي

يتكون القطب الموجب من مادة فعالة وعامل موصل وموثق.

1.2عنصر القطب السلبي (التحريك)

يتكون القطب السالب من مادة نشطة، وعامل موصل، ولاصق، ومشتت.

2.طلاء

طلاء (المعدات المستخدمة:آلة طلاء) هي عملية طلاء الملاط المقلب بالتساوي على رقائق معدنية وتجفيفه لإنتاج أقطاب كهربائية موجبة وسالبة. وباعتبارها الرابط الأساسي للعملية السابقة، فإن جودة تنفيذ عملية الطلاء تؤثر بشكل عميق على اتساق البطارية النهائية وسلامتها وعمرها. ولذلك، فإن آلة الطلاء هي المعدات الأكثر قيمة في العملية السابقة.

مبدأ آلة طلاء الضغط

كيفية التحكم في توحيد طلاء بطارية الليثيوم؟

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على توحيد الطلاء، بما في ذلك الإنسان والآلة والمواد والطريقة والبيئة. ومع ذلك، فإن العوامل الأساسية هي عدة شروط مرتبطة مباشرة بعملية الطلاء: طبقة الطلاء الأساسية، المادة اللاصقة، طلاء الفولاذ/البكرة المطاطية، والآلة المركبة.

1) طلاء الركيزة: بما في ذلك المواد وخصائص السطح والسمك والتوحيد.

2) المادة اللاصقة: تشير بشكل أساسي إلى لزوجة العمل والألفة والالتصاق بسطح الركيزة.

3) أسطوانة فولاذ الطلاء: إنها ليست فقط الناقل المباشر للمادة اللاصقة، ولكنها أيضًا معيار الدعم لركيزة الطلاء والأسطوانة المطاطية، لذلك فهي جوهر آلية الطلاء بأكملها. يتأثر تجانس الطلاء بشكله وتفاوت موضعه، وصلابته، وجودة التوازن الديناميكي والثابت، وجودة السطح، وتوحيد درجة الحرارة، وظروف التشوه الحراري.

4) أسطوانة الطلاء: تشير الأسطوانة المطاطية إلى متغير مهم لجودة الطلاء ومادته (مثل عمر الطبقة اللاصقة)، والصلابة، والتسامح الموضعي، والصلابة، وجودة التوازن الديناميكي والثابت، وجودة السطح، والتشوه الحراري تؤثر الحالة أيضًا على توحيد الطلاء.

5) الآلة المركبة: إنها المنصة الأساسية للطلاء، والتي لا تتضمن فقط دقة وحساسية أسطوانة الطلاء الفولاذية وآلية ضغط الأسطوانة المطاطية، ولكن أيضًا تصميم أعلى سرعة تشغيل واستقرار عام للآلة.

3.&نبسب;المتداول الحز(إنتاج)

الضغط الأسطوانة (المعدات المستخدمة:الصحافة الأسطوانة) هو زيادة ضغط القطب المطلي، وبالتالي زيادة كثافة طاقة البطارية. يؤثر تسطيح القطب المدلفن بشكل مباشر على تأثير المعالجة لعملية الحز اللاحقة، ويؤثر توحيد المادة النشطة للقطب أيضًا بشكل غير مباشر على أداء خلية البطارية.

التقسيم (المعدات المستخدمة:آلة الحز) هي عملية القطع المستمر لملف أوسع من القطع القطبية إلى عدة قطع ضيقة بالعرض المطلوب. يرجع فشل كسر المستقطب أثناء القطع إلى عمل القص، ونعومة الحافة بعد القطع (بدون نتوءات أو التواء) هي المفتاح لتقييم أداء آلة الحز.

3.1&نبسب;إنتاج القطب الإيجابي

بعد تجفيف طلاء القطب الموجب، يجب محاذاة الأسطوانات خلال وقت العملية. يتم استخدام الأسطوانة لضغط اللوحة القطبية، ويوجد حاليًا عمليتان: الضغط الساخن والضغط البارد. يتمتع ضغط الضغط الساخن بمعدل ارتداد أعلى مقارنة بالضغط البارد؛ لكن عملية الضغط على البارد بسيطة نسبيًا وسهلة التشغيل والتحكم. يتم ضبط المعدات الرئيسية للأسطوانة على قيم العملية التالية: كثافة الضغط، معدل الارتداد، والاستطالة. وفي الوقت نفسه، من المهم ملاحظة أن سطح المستقطب يجب أن يكون خاليًا من الرقائق والكتل الصلبة وفقدان المواد والحواف المتموجة، ولا ينبغي كسر الفجوات.

3.2&نبسب;إنتاج القطب السلبي

يتم تشغيل إنتاج القطب السالب بشكل مشابه للقطب الموجب، لكن تصميم العملية مختلف.