Sản xuất pin lithium - Quy trình đầu cuối

Giới thiệu: Kiến thức cơ bản về pin lithium

1. Cấu trúc cơ bản của pin lithium

Vật liệu chính: điện cực dương, điện cực âm, chất điện phân, màng ngăn

Cấu trúc: tròn, vuông; Nhiều lớp, cuộn dây

Hình thức: polymer (bao bì linh hoạt), ion lithium lỏng (vỏ thép)

2. Pin lithium hoạt động như thế nào

Vật liệu dương: LiMn2O4, vật liệu âm: than chì

Trong quá trình sạc, Li+ ở điện cực dương và Li+ trong chất điện phân hội tụ về điện cực âm để thu được các electron, chúng bị khử thành Li nhúng trong vật liệu carbon của điện cực âm. Trong quá trình phóng điện, Li nhúng trong vật liệu carbon âm sẽ mất electron và đi vào chất điện phân, còn Li+ trong chất điện phân sẽ di chuyển đến điện cực dương.

3. Nguyên lý thành phần pin lithium

Cấu trúc điện cực dương:

LiMn2O4(lithium manganate)+ chất dẫn điện (đen axetylen)+ chất kết dính (PVDF)+ điện cực dương thu chất lỏng (lá nhôm)

Cấu trúc điện cực âm:

Than chì + chất dẫn điện (đen axetylen) + chất kết dính (PVDF) + điện cực âm của bộ thu chất lỏng (lá đồng)

4. Quá trình sạc

Bộ nguồn sạc pin, lúc này electron e trên cực dương chạy đến cực âm qua mạch ngoài và ion lithium dương Li+"nhảy"vào chất điện phân từ điện cực dương,"leo lên"qua lỗ nhỏ cong trên màng ngăn, và"bơi lội"đến điện cực âm và các electron chạy qua lâu ngày được kết hợp lại.

Phản ứng trên điện cực dương là LiMn2O4 ==Li1-xMn2O4+Xli++Xe(electron).

Phản ứng trên điện cực âm là 6C+XLi+Xe==LixC6

5. Quá trình xả thải

Pin phóng điện, lúc này electron e trên điện cực âm chạy đến điện cực dương thông qua mạch ngoài và ion lithium dương Li+"nhảy"vào chất điện phân từ điện cực âm,"leo lên"qua lỗ nhỏ cong trên màng ngăn,"bơi lội"tới điện cực dương và kết hợp với các electron đã chạy qua từ lâu.

Phản ứng trên điện cực dương là Li1-xMn2O4+xli++xe(electron) ==LiMn2O4

Phản ứng xảy ra trên điện cực âm là LixC6 == 6C+xLi+xe

6. Quy trình xử lý pin lithium ion:

Phần trước: trộn, phủ, cán, cắt khuôn

Phần giữa: cuộn dây, lắp ráp, phun

Sau phân đoạn: hình thành, phân vùng, mô-đun

Phần trước

Mục tiêu sản xuất của các quy trình trước và sau là hoàn thành việc sản xuất các mảnh cực (cực dương và cực âm). Quy trình chính của bước đầu tiên là: trộn, phủ, cán, đánh bọt, sản xuất, cắt khuôn, các thiết bị liên quan chủ yếu bao gồm: máy trộn, máy phủ, máy ép cuộn, máy đánh đắm, máy sản xuất, máy cắt bế, v.v.

1.Mixing

Trộn bùn (thiết bị sử dụng:máy trộn chân không) là trộn đều các vật liệu pin ở trạng thái rắn dương và âm và thêm dung môi để khuấy thành hỗn hợp sệt. Trộn bùn là điểm khởi đầu của quy trình trước và là cơ sở để hoàn thành các quy trình phủ và cán tiếp theo.

1.1 Phân mẻ tích cực

Điện cực dương bao gồm hoạt chất, chất dẫn điện và chất kết dính.

1.2Thành phần điện cực âm (khuấy)

Điện cực âm bao gồm vật liệu hoạt tính, chất dẫn điện, chất kết dính và chất phân tán..

2.lớp áo

Lớp phủ (thiết bị được sử dụng:Máy phủ) là quá trình phủ đều hỗn hợp đã khuấy lên lá kim loại và sấy khô để tạo ra các điện cực dương và âm. Là liên kết cốt lõi của quy trình trước đó, chất lượng thực hiện của quy trình phủ ảnh hưởng sâu sắc đến tính nhất quán, an toàn và tuổi thọ của pin thành phẩm. Vì vậy, máy phủ là thiết bị có giá trị nhất trong quá trình trước đó.

Nguyên lý của máy ép phủ

Làm thế nào để kiểm soát tính đồng nhất của lớp phủ pin lithium?

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tính đồng nhất của lớp phủ, bao gồm con người, máy móc, vật liệu, phương pháp và môi trường. Tuy nhiên, các yếu tố cơ bản là một số điều kiện liên quan trực tiếp đến quá trình phủ: chất nền phủ, chất kết dính, con lăn thép/cao su phủ và máy composite.

1) Chất nền phủ: chủ yếu bao gồm vật liệu, đặc tính bề mặt, độ dày và tính đồng nhất.

2) Chất kết dính: chủ yếu đề cập đến độ nhớt, ái lực và độ bám dính làm việc của nó với bề mặt chất nền.

3) Con lăn thép phủ: Nó không chỉ là chất mang trực tiếp chất kết dính mà còn là chuẩn mực hỗ trợ cho chất nền phủ và con lăn cao su, vì vậy nó là cốt lõi của toàn bộ cơ chế phủ. Tính đồng nhất của lớp phủ bị ảnh hưởng bởi hình dạng và dung sai vị trí, độ cứng, chất lượng cân bằng động và tĩnh, chất lượng bề mặt, độ đồng đều nhiệt độ và điều kiện biến dạng nhiệt.

4) Con lăn phủ: Con lăn cao su đề cập đến một biến quan trọng của chất lượng lớp phủ và vật liệu của nó (chẳng hạn như tuổi thọ của lớp dính), độ cứng, dung sai vị trí, độ cứng, chất lượng cân bằng động và tĩnh, chất lượng bề mặt và biến dạng nhiệt điều kiện cũng ảnh hưởng đến tính đồng nhất của lớp phủ.

5) Máy composite: Đây là nền tảng cơ bản cho lớp phủ, không chỉ bao gồm độ chính xác và độ nhạy của cơ cấu ép con lăn thép và con lăn cao su phủ mà còn bao gồm thiết kế tốc độ vận hành cao nhất và độ ổn định chung của máy.

3. Cán rạch(sản xuất)

Máy ép con lăn (thiết bị sử dụng:máy ép con lăn) là để nén chặt hơn nữa điện cực được phủ, do đó làm tăng mật độ năng lượng của pin. Độ phẳng của điện cực cuộn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả xử lý của quá trình rạch tiếp theo và tính đồng nhất của vật liệu hoạt động của điện cực cũng ảnh hưởng gián tiếp đến hiệu suất của pin.

Tách (thiết bị được sử dụng:máy tách) là quá trình cắt liên tục một cuộn dây rộng hơn gồm các mảnh cực thành nhiều mảnh hẹp có chiều rộng mong muốn. Sự cố gãy của bản phân cực trong quá trình cắt là do tác động cắt và độ mịn của cạnh sau khi cắt (không có gờ hoặc vênh) là chìa khóa để đánh giá hiệu suất của máy rạch.

3.1 Sản xuất điện cực dương

Sau khi lớp phủ điện cực dương khô, các con lăn cần được căn chỉnh trong thời gian xử lý. Con lăn được sử dụng để nén tấm cực và hiện có hai quy trình: ép nóng và ép lạnh. Nén ép nóng có tốc độ bật lại cao hơn so với ép nguội; Nhưng quy trình ép nguội tương đối đơn giản, dễ vận hành và kiểm soát. Thiết bị chính của con lăn được điều chỉnh theo các giá trị quy trình sau: mật độ nén, tốc độ bật lại và độ giãn dài. Đồng thời, điều quan trọng cần lưu ý là bề mặt của bản phân cực không được có chip, khối cứng, hao hụt vật liệu, các cạnh lượn sóng và các khoảng trống không bị vỡ.

3.2 Sản xuất điện cực âm

Việc sản xuất điện cực âm được vận hành tương tự như điện cực dương, nhưng thiết kế quy trình thì khác.