Việc sản xuất và chế tạo pin lithium-ion là một quá trình được liên kết chặt chẽ bởi một bước quy trình. Nhìn chung, quá trình sản xuất pin lithium bao gồm quy trình sản xuất điện cực, quy trình lắp ráp pin và quá trình phun chất lỏng cuối cùng, sạc trước, hình thành và lão hóa. Trong ba giai đoạn của quy trình này, mỗi quy trình có thể được chia thành nhiều quy trình chính, mỗi bước sẽ có tác động lớn đến hiệu suất cuối cùng của pin.
Trong giai đoạn quy trình sản xuất tấm điện cực, nó có thể được chia thành năm quy trình: chuẩn bị bùn, phủ bùn, cán tấm điện cực, cắt tấm điện cực và sấy tấm điện cực. Trong quy trình lắp ráp pin, theo các thông số kỹ thuật và kiểu pin khác nhau, nó được chia thành các quy trình cuộn dây, vỏ, hàn và các quy trình khác. Giai đoạn phun cuối cùng bao gồm phun, xả, làm kín, nạp trước, hình thành, lão hóa và các quá trình khác. Mỗi công đoạn trong quy trình sản xuất pin sẽ gây ra một lượng lãng phí nhất định, nguyên nhân gây lãng phí là do lỗi nhân viên, lỗi thiết bị, lý do môi trường, v.v., để đảm bảo giá thành sản phẩm đủ tốt, hãy cố gắng đảm bảo rằng mỗi bước của sản phẩm đều đủ tiêu chuẩn.
Việc chuẩn bị điện cực là phần quan trọng nhất trong toàn bộ quá trình và chất lượng của điện cực ảnh hưởng trực tiếp đến việc có thể thực hiện bước tiếp theo hay không. Chuẩn bị bùn là chất lỏng có độ nhớt cao phi Newton được hình thành bằng cách trộn đều vật chất sống, chất kết dính, dung môi, chất làm đặc và các loại bột khác. Chất lỏng cần phải có độ nhớt nhất định, tính lưu động tốt và kích thước hạt đủ nhỏ. Việc chuẩn bị điện cực cần những loại thiết bị nào để đáp ứng yêu cầu?
Đầu tiên, công suất đủ lớn
Việc sản xuất pin đòi hỏi nhiều miếng điện cực hơn và cần có tính nhất quán của tế bào. Điều này đòi hỏi hỗn hợp bùn cần có độ đặc nhất định, trong quá trình trộn thực tế sẽ là do thao tác trộn, thời gian, thứ tự cấp liệu và các nguyên nhân khác khiến mỗi nồi bùn không hoàn toàn giống nhau, ngay cả trong cùng một điều kiện quy trình, độ nhớt của mỗi loại bùn không nhất thiết phải giống nhau. Vì vậy, máy trộn cần phải có công suất nhất định, máy trộn lớn hiện nay có thể làm được 2000L, công suất đủ lớn phải xét đến khả năng trộn và hiệu quả trộn của nguyên liệu.
Thứ hai, với hệ thống hút chân không tốt
Máy trộn cần một hệ thống niêm phong chân không tốt, có ba lý do chính:
1. Trong toàn bộ quá trình trộn, do va chạm, ma sát thường xuyên giữa các nguyên liệu cũng như ma sát giữa máy xay và nguyên liệu sẽ sinh ra nhiều nhiệt hơn, dẫn đến nhiệt độ tăng lên. Nhiệt độ tăng cao sẽ khiến một số dung môi phát ra mùi rất khó chịu như NMP, PVDF,..., các loại khí hữu cơ có tác hại rất lớn đối với cơ thể con người.
2. Bột ở giai đoạn trộn bột khô, nếu hệ thống khép kín không đủ tốt sẽ tạo ra bụi bốn Dương, phá hủy môi trường làm việc, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và gây hại cho người lao động.
3. Có những khoảng trống lớn trong bột, và sau khi trộn với dung môi, chắc chắn sẽ có nhiều bong bóng bên trong hỗn hợp. Cần phải gỡ bỏ lớp dán trước khi phủ tấm điện cực, nếu không sẽ xảy ra hiện tượng vỡ bong bóng trong quá trình phủ, mật độ bề mặt khác nhau và thậm chí có hiện tượng lá mỏng lộ ra, điều này cực kỳ bất lợi cho hiệu suất của pin.
Thứ ba, vật liệu máy xay có khả năng chống ăn mòn mạnh, chống mài mòn, tính chất vật lý và hóa học ổn định
Rõ ràng, bất kể độ kiềm mạnh của vật liệu điện cực dương, sự ăn mòn mạnh của NMP, v.v., máy trộn cần phải có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Trong quá trình trộn, việc trộn liên tục của máy trộn trên bột đòi hỏi nó phải có khả năng chống mài mòn và tuổi thọ đủ dài.
Thứ tư, cấu trúc của lưỡi khuấy hợp lý và thiết kế tốc độ trộn đáp ứng yêu cầu
Ngoài công suất khuấy và phạm vi khuấy vừa đủ, hình dạng của lưỡi khuấy, thiết kế cơ khí, v.v. có tác động lớn đến quá trình chuẩn bị bùn. Trước hết, cần đảm bảo phạm vi khuấy của máy khuấy đủ lớn để không có góc chết trong thùng trộn. Hiện nay, trong các máy trộn lớn hơn, máy trộn hành tinh hai trục hoặc thậm chí ba trục được sử dụng để đảm bảo rằng không có bột hoặc vật chất sống đóng bánh nào được trộn đều vào hỗn hợp bùn. Thứ hai, thiết kế hình dạng của máy khuấy có tác động tuyệt đối đến sự phân tán, trộn, phân bố kích thước hạt và tính lưu động của vật liệu. Hiện nay, các hình dạng phổ biến trên thị trường bao gồm loại mái chèo, loại bướm, loại neo, loại xoắn, loại vuốt, loại khung, v.v. và tốt nhất nên trang bị thiết bị phân tán tốc độ cao, vì một số vật liệu cần tốc độ cao. - Lực cắt tốc độ để phân tán nó nên cần thiết. Thứ ba là yêu cầu thiết bị phải đáp ứng yêu cầu về tốc độ trộn để đáp ứng yêu cầu về trọng lượng phân tử cao, độ phân tán bột siêu mịn.
Ngoài trục trộn chính, lưỡi trộn và các thiết kế khác, một số thiết bị còn có thiết kế cạp, vòng quay thùng chứa và các thiết kế khác để nâng cao hiệu quả trộn và mức độ trộn của vật liệu.
5. An toàn máy trộn
Thiết kế an toàn của máy trộn phải hợp lý, bao gồm thiết kế chống cháy nổ của thiết bị, thiết kế dừng khẩn cấp an toàn của thiết bị và độ ổn định của thiết bị để không gây thương tích cho người vận hành.
Trên đây là những yêu cầu cơ bản đối với thiết bị chuẩn bị bùn pin lithium và cần thực hiện những thay đổi tương ứng với các đặc tính vật liệu khác nhau.
