Litíumjónarafhlöður hafa fjölbreytt notkunarsvið. Samkvæmt flokkun notkunarsviða má skipta þeim í rafhlöður til orkugeymslu, rafhlöður fyrir rafmagn og rafhlöður fyrir neytendaraftæki.
- Rafhlöður til orkugeymslu ná yfir orkugeymslu í samskiptum, orkugeymslu í rafmagni, dreifð orkukerfi o.s.frv.;
- Rafhlöður eru aðallega notaðar á sviði orkuframleiðslu, þar á meðal fyrir ný orkutæki, rafmagnslyftara o.s.frv.;
- Rafhlöður fyrir neytendatækni nær yfir neytenda- og iðnaðarsvið, þar á meðal snjallmælingar, greint öryggi, greindar samgöngur, internetið hlutanna o.s.frv.
Litíumjónarafhlaða er flókið kerfi, aðallega samsett úr anóðu, katóðu, raflausn, aðskilnaði, straumsafnara, bindiefni, leiðandi efni og svo framvegis, sem felur í sér efnahvörf eins og rafefnafræðileg viðbrögð anóðu og katóðu, leiðni litíumjóna og rafeindaleiðni, sem og varmadreifingu.
Framleiðsluferli litíumrafhlöður er tiltölulega langt og meira en 50 ferli taka þátt í ferlinu.
Litíumrafhlöður má skipta í sívalningslaga rafhlöður, ferkantaðar álhjúpsrafhlöður, pokarafhlöður og blaðrafhlöður eftir formi. Það er nokkur munur á framleiðsluferli þeirra, en almennt má skipta framleiðsluferli litíumrafhlöðu í upphafsferli (framleiðsla rafskauta), miðstigsferli (frumumyndun) og aftari ferli (myndun og pökkun).
Í þessari grein verður kynnt framleiðsluferlið á litíumrafhlöðum.
Markmið framleiðsluferlisins í upphafsferlinu er að ljúka framleiðslu á rafskautum (anóðu og katóðu). Helstu ferli þess eru: blöndun, húðun, kalendrun, rifjun og stansskurður.
Slurrying/Blöndun
Blöndun/upplausn felst í því að blanda föstu efnin úr anóðu og katóðu rafhlöðunni jafnt saman og síðan bæta við leysi til að búa til upplausn. Upplausnarblöndun er upphafspunktur framleiðsluferlisins og er undanfari þess að síðari húðun, kalendrun og önnur ferli séu lokið.
Lithium rafhlöðublöndunni er skipt í jákvæða rafskautsblöndu og neikvæða rafskautsblöndu. Setjið virk efni, leiðandi kolefni, þykkingarefni, bindiefni, aukefni, leysiefni o.s.frv. í blandarann í réttu hlutfalli. Með því að blanda saman fæst jafnt dreifing á föstu og fljótandi blöndunni til húðunar.
Hágæða blöndun er grundvöllur fyrir hágæða frágangi síðari ferlis, sem mun hafa bein eða óbein áhrif á öryggisafköst og rafefnafræðilega afköst rafhlöðunnar.
Húðun
Húðun er ferlið við að húða jákvætt virkt efni og neikvætt virkt efni á ál- og koparþynnur, og sameina þær leiðandi efnum og bindiefni til að mynda rafskautsþynnu. Leysiefnin eru síðan fjarlægð með þurrkun í ofni þannig að fasta efnið tengist undirlaginu til að mynda jákvæða og neikvæða rafskautsþynnu.
Katóða- og anóðuhúðun
Katóðuefni: Það eru þrjár gerðir af efnum: lagskipt uppbygging, spínelluppbygging og ólivínuppbygging, sem samsvara þríþættum efnum (og litíumkóbaltati), litíummanganati (LiMn2O4) og litíumjárnfosfati (LiFePO4) talið í sömu röð.
Anóðuefni: Eins og er eru anóðuefnin sem notuð eru í litíumjónarafhlöðum aðallega kolefnisefni og önnur efni. Meðal kolefnisefna eru grafítanóða, sem er mest notuð í dag, og óregluleg kolefnisanóða, hörð kolefni, mjúk kolefni og svo framvegis; önnur efni eru kísill-byggð anóða og litíumtitanat (LTO).
Sem kjarninn í framhliðarferlinu hefur gæði framkvæmdar húðunarferlisins djúpstæð áhrif á samræmi, öryggi og líftíma fullunninnar rafhlöðu.
Dagatal
Húðaða rafskautið er þjappað enn frekar með vals, þannig að virka efnið og safnarinn eru í nánu sambandi hvert við annað, sem dregur úr hreyfifjarlægð rafeindanna, lækkar þykkt rafskautsins og eykur hleðslugetu. Á sama tíma getur það lækkað innri viðnám rafhlöðunnar, aukið leiðni og bætt nýtingarhlutfall rafhlöðunnar til að auka afkastagetu rafhlöðunnar.
Flatleiki rafskautsins eftir kalendarferlið mun hafa bein áhrif á áhrif síðari skurðarferlisins. Einsleitni virka efnisins í rafskautinu mun einnig óbeint hafa áhrif á afköst frumunnar.
Rifjun
Rifskurður er samfelld langsumskurður á breiðum rafskautsspólu í þröngar sneiðar af nauðsynlegri breidd. Við rifskurð verður rafskautið fyrir klippiáhrifum og brotnar niður. Flatleiki brúnarinnar eftir rifskurðinn (engin rispa og beygja) er lykillinn að því að meta frammistöðuna.
Ferlið við að búa til rafskaut felur í sér að suða rafskautsflipann, setja á verndandi límpappír, vefja rafskautsflipann og nota leysigeisla til að skera rafskautsflipann fyrir síðari vafningsferli. Stansskurður er að stimpla og móta húðaða rafskautið fyrir síðari ferli.
Vegna mikilla krafna um öryggi litíum-jón rafhlöðu er mikil eftirspurn eftir nákvæmni, stöðugleika og sjálfvirkni búnaðar í framleiðsluferli litíum-jón rafhlöðu.
Sem leiðandi fyrirtæki í mælibúnaði fyrir litíumrafskaut hefur Dacheng Precision sett á markað röð af vörum fyrir rafskautsmælingar í upphafsferli framleiðslu á litíumrafhlöðum, svo sem röntgen-β-geisla flatarmálsþéttleikamæli, CDM þykktar- og flatarmálsþéttleikamæli, leysigeislaþykktarmæli og svo framvegis.
- Super X-Ray flatarmálsþéttleikamælir
Það er aðlögunarhæft til að mæla yfir 1600 mm breidd húðunar, styður mjög hraðvirka skönnun og greinir smáatriði eins og þynningarsvæði, rispur og keramikbrúnir. Það getur hjálpað við lokaða húðun.
- Röntgen-β-geislunarþéttleikamælir
Það er notað í húðunarferli rafhlöður með rafskautum og keramikhúðunarferli aðskilnaðar til að framkvæma netprófanir á flatarmálsþéttleika mældra hluta.
- Þykktar- og flatarmálsþéttleikamælir CDM
Það er hægt að nota það í húðunarferlinu: netgreiningu á nákvæmum eiginleikum rafskauta, svo sem vantaðri húðun, efnisskorti, rispum, þykktarlínum þynningarsvæða, AT9 þykktargreiningu o.s.frv.;
- Mælikerfi fyrir samstillt mælingar á mörgum ramma
Það er notað til að húða katóðu og anóðu litíumrafhlöður. Það notar marga skönnunarramma til að framkvæma samstilltar mælingar á rafskautunum. Fimm ramma samstillt mælingarkerfi getur skoðað blauta filmu, nettó húðunarmagn og rafskaut.
- Leysiþykktarmælir
Það er notað til að greina rafskautið í húðunarferlinu eða kalendarunarferli litíumrafhlöðu.
- Þykktar- og víddarmælir án nettengingar
Það er notað til að greina þykkt og stærð rafskauta í húðunarferli eða kalendarunarferli litíumrafhlöðu, sem bætir skilvirkni og samræmi.
Birtingartími: 31. ágúst 2023
