Proceso de fabricación de baterías lipo

Las baterías de iones de litio de tipo bolsa blanda se utilizan ampliamente en dispositivos electrónicos portátiles debido a su alta seguridad, densidad energética y flexibilidad de diseño. El proceso de fabricación consta de varios pasos críticos:

1. Preparación del material

Los materiales clave necesarios para la producción de baterías incluyen:

• Materiales del cátodo:Como el óxido de cobalto y litio (LiCoO₂), el fosfato de hierro y litio (LiFePO₄) y otros compuestos de litio.
• Materiales del ánodo:Generalmente grafito u otros materiales a base de carbono.
• Separador:Una membrana de polímero delgada y porosa.
• Electrólito:Una solución conductora de iones de litio.

La elección de los materiales es crucial para el rendimiento y la seguridad de la batería.

2. Preparación de los electrodos

• Preparación de la lechadaLos materiales activos, los agentes conductores y los aglutinantes se dispersan uniformemente para crear una suspensión uniforme y estable. La consistencia de la suspensión es vital para mantener la uniformidad de la batería durante la producción.
• RevestimientoLa suspensión catódica se recubre con una lámina de aluminio, y la suspensión anódica, con una lámina de cobre. El espesor y la temperatura de secado se controlan estrictamente para garantizar la calidad y la consistencia.
• Laminación:Los electrodos recubiertos se comprimen mediante rodillos para mejorar su densidad y resistencia.
• Corte y secado:Los electrodos enrollados se cortan al tamaño requerido y se secan para eliminar los disolventes y la humedad.

3. Preparación del separador

El separador es un componente esencial que permite el movimiento de los iones de litio, a la vez que impide el flujo de electrones. Debe tener suficiente resistencia mecánica y estabilidad química para garantizar la seguridad y el rendimiento de la batería.

4. Corte y apilado de electrodos

Los electrodos secos de cátodo y ánodo, junto con el separador, se apilan en secuencia para formar la estructura básica de la celda. Una alineación y un posicionamiento precisos son esenciales para la integridad estructural y el rendimiento de la batería.

5. Conjunto de batería

• Modelado celularLas dimensiones de la celda se diseñan según los requisitos del cliente y la película de aluminio y plástico se moldea para darle forma.
• Sellado superior y lateral:La celda enrollada se coloca en un molde preparado y la película de embalaje se dobla para sellar la parte superior y los lados, asegurando así los cables terminales.
• Inyección de líquido y presellado:Después del sellado, se inspecciona la celda para verificar su alineación y se elimina cualquier humedad antes de inyectar el electrolito y presellarlo.

6. Formación y activación

• Descansando:Se deja que el electrolito inyectado penetre completamente en los electrodos.
• FormaciónLa batería se carga por primera vez para activar la celda, formando una interfaz electrolítica sólida (ISE) estable en los electrodos. Durante este proceso se produce gas, por lo que algunos fabricantes utilizan dispositivos para canalizarlo hacia bolsas específicas.
• Conformación de accesorios:Después de la formación, se optimizan las interfaces de los electrodos y la conformación del accesorio garantiza que la batería conserve su forma y dimensiones correctas.

7. Sellado y conformación secundarios

• Sellado secundarioSe utiliza vacío para eliminar el gas restante de la bolsa y parte del electrolito, seguido de un segundo proceso de sellado. A continuación, se recorta la bolsa de gas y la celda adquiere su forma definitiva.
• Recorte y plegado de bordes:Los bordes del primer y segundo sello se recortan al ancho correcto y se doblan para garantizar que la batería cumpla con las especificaciones dimensionales.

8. Pruebas y clasificación

Cada celda se somete a una serie de pruebas, que incluyen comprobaciones de capacidad, resistencia interna y corriente de fuga, para garantizar que cumpla con los estándares de calidad. Las celdas que no cumplen los criterios se descartan para mantener la calidad y la consistencia del producto.

9. Embalaje y pruebas finales

Las celdas calificadas se empaquetan en su forma final y se someten a una ronda final de pruebas. Esto incluye inspección de apariencia, pruebas de voltaje y verificación de capacidad para confirmar que el producto cumple con los requisitos del cliente.

Estándares de calidad para baterías de iones de litio de tipo bolsa blanda

1. Embalaje y etiquetadoEl embalaje de la batería debe estar intacto, sin daños, y la información impresa (marca, modelo, capacidad, voltaje y fecha de producción) debe ser precisa y clara. El sello debe estar bien cerrado y sin espacios.
2. Integridad de la aparienciaLa superficie de la batería debe estar libre de rayones, abolladuras, deformaciones, manchas u óxido. Los terminales deben ser planos, sin dobleces, roturas ni oxidación. La película de aluminio y plástico debe estar libre de daños, arrugas y burbujas.
3. Capacidad:La capacidad real debe ser cercana a la capacidad nominal, donde una relación más alta indica un mejor rendimiento.
4. Resistencia interna:Una baja resistencia interna es crucial para garantizar una pérdida mínima de energía durante los ciclos de carga/descarga y una alta eficiencia energética.
5. Rendimiento de carga y descargaLa batería debe cargarse completamente en un tiempo razonable, sin calentamiento anormal, humo ni hinchazón. Durante la descarga, el voltaje no debe caer demasiado rápido y la corriente debe ser estable.
6. Ciclo de vidaTras múltiples ciclos de carga y descarga, la retención de capacidad y la disminución del rendimiento de la batería deben mantenerse dentro de límites aceptables. En el caso de las baterías de consumo, la vida útil debe ser ≥800 ciclos, con una tasa de retención de capacidad ≥80 %.
7. SeguridadLa batería debe contar con protección eficaz contra sobrecargas, sobredescargas y cortocircuitos. Debe mantenerse estable a altas temperaturas sin deformarse ni hincharse.

El proceso de fabricación de baterías de iones de litio de funda blanda implica un control preciso en cada paso para garantizar un rendimiento, seguridad y confiabilidad óptimos.