Pin ion Ithium có phạm vi ứng dụng rộng rãi. Theo phân loại lĩnh vực ứng dụng, có thể chia thành pin lưu trữ năng lượng, pin điện và pin cho thiết bị điện tử tiêu dùng.
- Pin lưu trữ năng lượng bao gồm lưu trữ năng lượng truyền thông, lưu trữ năng lượng điện, hệ thống năng lượng phân tán, v.v.;
- Ắc quy điện chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực điện, phục vụ thị trường bao gồm xe năng lượng mới, xe nâng điện, v.v.;
- Pin cho thiết bị điện tử tiêu dùng bao gồm lĩnh vực tiêu dùng và công nghiệp, bao gồm đo lường thông minh, an ninh thông minh, giao thông thông minh, Internet vạn vật, v.v.
Pin lithium-ion là một hệ thống phức tạp, chủ yếu bao gồm cực dương, cực âm, chất điện phân, bộ tách, bộ thu dòng điện, chất kết dính, chất dẫn điện, v.v., liên quan đến các phản ứng bao gồm phản ứng điện hóa giữa cực dương và cực âm, dẫn ion lithium và dẫn điện tử, cũng như khuếch tán nhiệt.
Quá trình sản xuất pin lithium tương đối dài và có hơn 50 quy trình liên quan.
Pin lithium có thể được chia thành pin hình trụ, pin vỏ nhôm vuông, pin túi và pin lưỡi dao theo hình dạng. Quy trình sản xuất có một số khác biệt, nhưng nhìn chung, quy trình sản xuất pin lithium có thể được chia thành quy trình đầu vào (sản xuất điện cực), quy trình giữa (tổng hợp cell) và quy trình cuối (hình thành và đóng gói).
Bài viết này sẽ giới thiệu về quy trình sản xuất pin lithium ở giai đoạn đầu.
Mục tiêu sản xuất của quy trình front-end là hoàn thiện việc chế tạo điện cực (anot và catot). Quy trình chính bao gồm: hồ hóa/trộn, phủ, cán, cắt và cắt khuôn.
Trộn/Đổ bùn
Trộn/tưới bùn là quá trình trộn đều vật liệu pin rắn của anode và catode, sau đó thêm dung môi để tạo thành bùn. Trộn bùn là điểm khởi đầu của dây chuyền sản xuất, là bước mở đầu cho các công đoạn phủ, cán và các công đoạn khác.
Dung dịch pin lithium được chia thành dung dịch điện cực dương và dung dịch điện cực âm. Cho các hoạt chất, than dẫn điện, chất làm đặc, chất kết dính, phụ gia, dung môi, v.v. vào máy trộn theo tỷ lệ thích hợp. Sau khi trộn, dung dịch huyền phù rắn-lỏng được phân tán đồng đều để phủ lên bề mặt.
Trộn chất lượng cao là cơ sở để hoàn thành quy trình tiếp theo một cách chất lượng cao, điều này sẽ ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến hiệu suất an toàn và hiệu suất điện hóa của pin.
Lớp phủ
Phủ là quá trình phủ vật liệu hoạt tính dương và vật liệu hoạt tính âm lên lá nhôm và lá đồng, sau đó kết hợp chúng với chất dẫn điện và chất kết dính để tạo thành tấm điện cực. Dung môi sau đó được loại bỏ bằng cách sấy khô trong lò để chất rắn liên kết với đế, tạo thành cuộn dây tấm điện cực dương và âm.
Lớp phủ catốt và anot
Vật liệu catốt: Có ba loại vật liệu: cấu trúc nhiều lớp, cấu trúc spinel và cấu trúc olivin, tương ứng với vật liệu ba thành phần (và liti cobanat), liti manganat (LiMn2O4) và liti sắt phosphat (LiFePO4).
Vật liệu anode: Hiện nay, vật liệu anode được sử dụng trong pin lithium-ion thương mại chủ yếu bao gồm vật liệu carbon và vật liệu phi carbon. Trong số đó, vật liệu carbon bao gồm anode graphite, loại được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, và anode carbon hỗn tạp, carbon cứng, carbon mềm, v.v.; vật liệu phi carbon bao gồm anode gốc silicon, lithium titanate (LTO), v.v.
Là mắt xích cốt lõi của quy trình đầu cuối, chất lượng thực hiện của quy trình phủ ảnh hưởng sâu sắc đến tính nhất quán, độ an toàn và vòng đời của pin thành phẩm.
Lịch
Điện cực phủ được nén chặt hơn nữa bằng con lăn, giúp hoạt chất và bộ thu tiếp xúc chặt chẽ với nhau, giảm khoảng cách di chuyển của electron, giảm độ dày điện cực, tăng khả năng chịu tải. Đồng thời, nó có thể giảm điện trở trong của pin, tăng độ dẫn điện và cải thiện tỷ lệ sử dụng thể tích của pin, từ đó tăng dung lượng pin.
Độ phẳng của điện cực sau quá trình cán sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của quá trình cắt gọt tiếp theo. Độ đồng đều của hoạt chất trong điện cực cũng sẽ ảnh hưởng gián tiếp đến hiệu suất của pin.
Cắt xẻ
Cắt là quá trình cắt liên tục theo chiều dọc một cuộn điện cực rộng thành các lát mỏng có chiều rộng cần thiết. Trong quá trình cắt, điện cực chịu tác động của lực cắt và bị phá vỡ. Độ phẳng của cạnh sau khi cắt (không có gờ và cong vênh) là yếu tố then chốt để đánh giá hiệu suất.
Quy trình chế tạo điện cực bao gồm hàn thanh điện cực, dán giấy bảo vệ, quấn thanh điện cực và sử dụng laser để cắt thanh điện cực cho quá trình quấn tiếp theo. Cắt khuôn là quá trình dập và định hình điện cực đã phủ lớp phủ cho quá trình tiếp theo.
Do yêu cầu cao về hiệu suất an toàn của pin lithium-ion nên độ chính xác, tính ổn định và tự động hóa của thiết bị rất được yêu cầu trong quá trình sản xuất pin lithium.
Là công ty hàng đầu về thiết bị đo điện cực lithium, Dacheng Precision đã tung ra một loạt sản phẩm đo điện cực trong quy trình đầu cuối của quá trình sản xuất pin lithium, chẳng hạn như máy đo mật độ diện tích tia X/β, máy đo độ dày và mật độ diện tích CDM, máy đo độ dày laser, v.v.
- Máy đo mật độ diện tích Super X-Ray
Thiết bị này có thể đo được chiều rộng lớp phủ trên 1600 mm, hỗ trợ quét tốc độ cực cao và phát hiện các đặc điểm chi tiết như vùng mỏng, vết xước và cạnh gốm. Thiết bị có thể hỗ trợ quy trình phủ kín.
- Máy đo mật độ diện tích tia X/β
Nó được sử dụng trong quá trình phủ điện cực pin và quá trình phủ gốm tách để tiến hành thử nghiệm trực tuyến mật độ diện tích của vật thể được đo.
- Máy đo độ dày và mật độ diện tích CDM
Có thể áp dụng cho quy trình phủ: phát hiện trực tuyến các đặc điểm chi tiết của điện cực, chẳng hạn như lớp phủ bị thiếu, thiếu vật liệu, vết xước, đường viền độ dày của vùng mỏng, phát hiện độ dày AT9, v.v.;
- Hệ thống đo lường theo dõi đồng bộ đa khung
Thiết bị này được sử dụng cho quá trình phủ catốt và anode của pin lithium. Thiết bị sử dụng nhiều khung quét để thực hiện các phép đo theo dõi đồng bộ trên các điện cực. Hệ thống đo theo dõi đồng bộ năm khung có thể kiểm tra màng ướt, lượng lớp phủ thực tế và điện cực.
- Máy đo độ dày laser
Nó được sử dụng để phát hiện điện cực trong quá trình phủ hoặc cán của pin lithium.
- Máy đo độ dày và kích thước ngoại tuyến
Nó được sử dụng để phát hiện độ dày và kích thước của điện cực trong quá trình phủ hoặc cán pin lithium, giúp cải thiện hiệu quả và tính nhất quán.
Thời gian đăng: 31-08-2023
