Výrobní proces lipo baterií

Měkké lithium-iontové baterie se široce používají v přenosných elektronických zařízeních díky své vysoké bezpečnosti, hustotě energie a flexibilitě designu. Výrobní proces zahrnuje několik klíčových kroků:

1. Příprava materiálu

Mezi klíčové materiály potřebné pro výrobu baterií patří:

• Katodové materiályNapříklad oxid lithium-kobalt (LiCoO₂), fosforečnan lithium-železitý (LiFePO₄) a další sloučeniny lithia.
• Anodové materiályObvykle grafit nebo jiné materiály na bázi uhlíku.
• OddělovačTenká, porézní polymerní membrána.
• ElektrolytLithium-iontový vodivý roztok.

Výběr materiálů je klíčový pro výkon a bezpečnost baterie.

2. Příprava elektrody

• Příprava kejdyAktivní materiály, vodivé látky a pojiva jsou rovnoměrně rozptýleny a vytvářejí jednotnou a stabilní suspenzi. Konzistence suspenze je zásadní pro udržení jednotnosti baterie během výroby.
• PovlakKatodová suspenze je nanesena na hliníkovou fólii a anodová suspenze je nanesena na měděnou fólii. Tloušťka a teplota sušení jsou přísně kontrolovány, aby byla zajištěna kvalita a konzistence.
• VálcováníPotažené elektrody jsou stlačovány pomocí válců, aby se zlepšila jejich hustota a pevnost.
• Řezání a sušeníVálcované elektrody se nařežou na požadovanou velikost a vysuší se, aby se odstranila rozpouštědla a vlhkost.

3. Příprava separátoru

Separátor je klíčovou součástí, která umožňuje pohyb lithium-iontů a zároveň brání toku elektronů. Musí mít dostatečnou mechanickou pevnost a chemickou stabilitu, aby byla zajištěna bezpečnost a výkon baterie.

4. Řezání a stohování elektrod

Suchá katoda a anoda jsou spolu se separátorem naskládány v pořadí a tvoří základní strukturu článku. Přesné zarovnání a umístění je nezbytné pro strukturální integritu a výkon baterie.

5. Sestava baterie

• Tvarování buněkRozměry buňky jsou navrženy dle požadavků zákazníka a hliníkovo-plastová fólie je tvarována do požadovaného tvaru.
• Horní a boční těsněníNavinutý článek se umístí do připravené formy a balicí fólie se přehne, aby se utěsnila horní a boční strana a zajistily se tak koncové vodiče.
• Vstřikování kapalin a předběžné utěsněníPo utěsnění se článek zkontroluje na správné zarovnání a před vstřiknutím elektrolytu a jeho utěsněním se odstraní veškerá vlhkost.

6. Formace a aktivace

• OdpočinekVstřikovaný elektrolyt se nechá zcela vsáknout do elektrod.
• FormaceBaterie se při prvním nabití aktivuje článek a na elektrodách se vytvoří stabilní rozhraní pevného elektrolytu (SEI). Během tohoto procesu dochází k produkci plynu, takže někteří výrobci používají příslušenství k jeho odvádění do určených vaků.
• Tvarování přípravkůPo tvarování jsou rozhraní elektrod optimalizována a tvarování přípravku zajišťuje, že si baterie zachovává správný tvar a rozměry.

7. Sekundární těsnění a tvarování

• Sekundární těsněníZbývající plyn a část elektrolytu se z vakua odstraní pomocí vakua, po čemž následuje druhý proces utěsnění. Plynový vak se poté ořízne a článek získá svůj konečný tvar.
• Ořezávání a ohýbání hranOkraje prvního a druhého těsnění jsou oříznuty na správnou šířku a přehnuty, aby baterie splňovala rozměrové specifikace.

8. Testování a třídění

Každý článek prochází řadou testů, včetně kontroly kapacity, vnitřního odporu a svodového proudu, aby se zajistilo, že splňuje standardy kvality. Články, které nesplňují kritéria, jsou vyřazeny, aby se zachovala kvalita a konzistence produktu.

9. Balení a závěrečné testování

Kvalifikované články jsou zabaleny do finální podoby a podrobeny závěrečnému kolu testování. To zahrnuje kontrolu vzhledu, napěťové testování a kontrolu kapacity, aby se potvrdilo, že produkt splňuje požadavky zákazníka.

Normy kvality pro lithium-iontové baterie v měkkém pouzdře

1. Balení a označováníObal baterie by měl být neporušený, bez poškození a vytištěné informace (značka, model, kapacita, napětí, datum výroby) by měly být přesné a čitelné. Těsnění by mělo být těsné a bez mezer.
2. Vzhledová integritaPovrch baterie by měl být bez škrábanců, promáčklin, deformací, skvrn nebo rzi. Pólové vývody by měly být rovné, bez ohybů, zlomů nebo oxidace. Hliníkovo-plastová fólie by měla být bez poškození, vrásek nebo bublin.
3. KapacitaSkutečná kapacita by se měla blížit jmenovité kapacitě, přičemž vyšší poměr značí lepší výkon.
4. Vnitřní odporNízký vnitřní odpor je klíčový pro zajištění minimálních ztrát energie během cyklů nabíjení/vybíjení a vysoké energetické účinnosti.
5. Výkon nabíjení a vybíjeníBaterie by se měla plně nabít v rozumné době, bez abnormálního zahřívání, kouře nebo bobtnání. Během vybíjení by napětí nemělo klesat příliš rychle a proud by měl být stabilní.
6. Životní cyklusPo několika cyklech nabíjení/vybíjení by měla zachování kapacity baterie a pokles výkonu zůstat v přijatelných mezích. U spotřebitelských baterií by životnost cyklů měla být ≥800 cyklů s mírou zachování kapacity ≥80 %.
7. BezpečnostBaterie by měla mít účinnou ochranu proti přebití, nadměrnému vybití a zkratu. Měla by zůstat stabilní i při vysokých teplotách bez deformace nebo zvětšení.

Výrobní proces měkkých lithium-iontových baterií zahrnuje přesnou kontrolu v každém kroku, aby byl zajištěn optimální výkon, bezpečnost a spolehlivost.