Análise abrangente da tecnologia de controle de processo de fabricação para células de bateria Power: revestimento, empilhamento, fatiamento, formação e separação de volume

O processo de fabricação de baterias recarregáveis ​​novas inclui principalmente quatro etapas: fabricação de eletrodos, fabricação de células, embalagem e teste. No processo de fabricação de folhas de eletrodos, os fabricantes selecionam os materiais da bateria de acordo com os requisitos do produto e colocam as matérias-primas em um tanque de mistura de acordo com a fórmula.

Após mistura, agitação, moagem e outros processos, eles são transformados em sólidos em pó, que são então enviados para uma máquina de revestimento para revestimento. Após a conclusão do revestimento, eles são comprimidos e fatiados por uma prensa de comprimidos.

Finalmente, o material da folha cortada é enviado para um equipamento de enrolamento para ser enrolado em um formato cilíndrico e, em seguida, embalado e testado pelo equipamento para completar a embalagem da bateria.

No processo de fabricação de células de bateria, os materiais da bateria são selecionados de acordo com as necessidades do cliente e colocados em equipamentos de produção para a fabricação de células de bateria. No geral, o processo de fabricação das células de energia Lifepo4 inclui vários processos importantes, como revestimento, fabricação de polarizadores, laminação, corte, conversão química e separação de capacidade. O nível de controle do processo em cada link afeta diretamente o desempenho, a segurança e a consistência da bateria.

O processo de revestimento consiste em revestir a pasta em materiais condutores, como folha de cobre, para formar uma pasta condutora com uma certa espessura e uniformidade e, em seguida, passar por secagem, ativação, decomposição térmica, sinterização e outros processos para formar eletrodos de células de bateria de energia. Este processo envolve equipamento de revestimento de rolos, sistema de controle de máquina de revestimento, sistema de medição online e outros equipamentos auxiliares.

O equipamento de revestimento por rolo consiste em um rolo superior, um rolo inferior, rolos laterais e uma placa de pressão inferior, etc. Ele consegue um revestimento uniforme da pasta por meio da rotação e é adequado para produção de polarizadores de alta-precisão; O sistema de controle da máquina de revestimento garante o revestimento uniforme da lama ajustando a força de fixação e a força de tração entre os rolos superiores e inferiores; O sistema de medição on-line é usado para detecção-em tempo real da qualidade do eletrodo e análise de dados; Os equipamentos auxiliares incluem dispositivos de proteção, equipamentos de secagem e equipamentos de remoção de poeira, que são usados ​​para melhorar a qualidade do polarizador, reduzir o consumo de energia e evitar a entrada de poeira.

A fabricação de placas de eletrodo é uma etapa fundamental na bateria para sistema de armazenamento de energia de íons de lítio, com materiais de carbono (como grafite, grafite natural, grafite artificial, etc.) como materiais principais, bem como materiais de eletrodos positivos, como óxido de manganês de lítio e óxido de cobalto de lítio. Durante o processo de revestimento e formação, as matérias-primas precisam ser revestidas, secas e enroladas para formar placas de eletrodos. Entre eles, o controle de parâmetros como pressão, temperatura e velocidade na perfilagem é crucial.

Para diferentes materiais, como grafite natural, carbono duro, óxido de lítio-manganês, etc., métodos de revestimento e parâmetros de processo correspondentes precisam ser adotados para garantir o nivelamento e a uniformidade da espessura das baterias de íons de lítio para produtos solares. No processo de revestimento, também é necessário controlar a quantidade e a velocidade do revestimento para evitar defeitos como bolhas, rugas ou rebarbas. Ao mesmo tempo, a pressão do rolo, a rugosidade da superfície do rolo de aço e a proporção da composição da pasta devem ser otimizadas para garantir que a pasta seja totalmente misturada e uniforme durante o processo de prensagem do rolo.

O principal objetivo do processo de laminação é empilhar várias células pequenas de bateria para formar baterias superpack de lítio de alta-capacidade, a fim de atender aos requisitos de veículos elétricos ou sistemas de armazenamento de energia. Atualmente, as baterias de alumínio são amplamente utilizadas e sua estrutura laminada possui maior energia específica e densidade de energia. O núcleo do processo de laminação reside na qualidade da ligação entre o eletrodo e o diafragma, que precisa garantir uma ligação firme, evitar soldagem virtual, dessoldagem e outros fenômenos, e evitar que o material do eletrodo dobre, deforme ou danifique as bordas. Além disso, a resistência interna da bateria deve ser minimizada tanto quanto possível para reduzir a resistência de contato entre os eletrodos. No controle prático, é necessário testar os dois materiais da peça polar e do diafragma para garantir que a qualidade do material e a tolerância de espessura atendam aos requisitos.

O processo de corte consiste em separar os pólos positivos e negativos do pacote de baterias de lítio dos sistemas de armazenamento de energia solar, incluindo principalmente o corte do diafragma e das peças polares. Atualmente, existem três tipos principais de equipamentos de corte: equipamento de corte de rolos, que adota tecnologia de enrolamento de alta-velocidade e tem as vantagens de alta eficiência, alta precisão e baixo custo, mas exige altos requisitos técnicos para os operadores; O equipamento de corte a laser tem as vantagens de alta precisão de corte, velocidade rápida e alta eficiência, incluindo tipos de eixo único e multieixos; O equipamento de corte ultrassônico usa um gerador ultrassônico para gerar sinais de oscilação de alta-frequência, separando materiais de eletrodo de plásticos e realizando funções como carregamento, descarregamento, dimensionamento, corte e coleta automáticos.

A formação química é o processo no qual ocorrem reações químicas entre os materiais dos eletrodos positivos e negativos e o eletrólito durante o ciclo de descarga de carga da bateria de lítio, formando novos produtos de reação do eletrodo e liberando calor. A conversão química pode aumentar a resistência interna da bateria, reduzir a capacidade e, em última análise, melhorar o desempenho do ciclo das baterias de lítio. O processo de formação inclui principalmente: preparação antes da formação (secagem de materiais como folhas de eletrodo, separadores e coletores de corrente), formação (formação de folhas de lítio em um forno de formação), pós-tratamento (teste da bateria formada para sobrecarga, curto-circuito, descarga excessiva, etc.) e divisão de capacidade da folha de eletrodo (remontagem de células com grandes desvios de capacidade para melhorar a vida útil do ciclo).

A tecnologia de compartilhamento de capacidade refere-se ao processo de remoção de baterias individuais de um kit de bateria agrupado, conduzindo testes de capacidade para determinar a qualidade das células da bateria e, em seguida, remontando-as. O processo de divisão de capacidade inclui principalmente máquinas divisoras de capacidade, tiras de aço divisoras de capacidade e equipamentos de divisão de capacidade. Atualmente, existem dois métodos principais: retirar diretamente as baterias agrupadas ou descarregar as baterias agrupadas. O processo de classificação de capacidade inclui corte de células, corte de eletrodos, classificação, corte de tiras de aço de classificação de capacidade e instalação e comissionamento de equipamentos de classificação de capacidade.

Os equipamentos de classificação de capacidade podem ser divididos em equipamentos de classificação automática de capacidade (como correias transportadoras contínuas, mecanismos alternativos servo lineares duplos) e equipamentos de classificação semi{0}}automáticos (como correias transportadoras unidimensionais, mecanismos alternativos servo lineares). Durante o processo de separação, é necessário limpar o material particulado residual na superfície do eletrodo para garantir a limpeza e arrumação da superfície do eletrodo das baterias de lítio da bateria Flash.

O texto acima é uma análise sistemática das principais tecnologias de controle de processos de fabricação paraCélula de bateria de energiarevestimento, laminação, corte, formação e separação de volume. Se você encontrar dificuldades técnicas ou precisar otimizar ainda mais seu plano de processo na prática de produção, não hesite em nos contatar através da plataforma. Forneceremos suporte técnico profissional e serviços de consultoria.