Processus de fabrication des batteries lipo

Les batteries lithium-ion souples sont largement utilisées dans les appareils électroniques portables en raison de leur sécurité élevée, de leur densité énergétique et de leur flexibilité de conception. Leur fabrication comprend plusieurs étapes critiques :

1. Préparation du matériel

Les principaux matériaux nécessaires à la production de batteries comprennent :

• Matériaux de cathode: Tels que l'oxyde de lithium et de cobalt (LiCoO₂), le phosphate de lithium et de fer (LiFePO₄) et d'autres composés du lithium.
• Matériaux d'anode: Généralement du graphite ou d’autres matériaux à base de carbone.
• Séparateur:Une membrane polymère fine et poreuse.
• Électrolyte:Une solution conductrice lithium-ion.

Le choix des matériaux est crucial pour les performances et la sécurité de la batterie.

2. Préparation des électrodes

• Préparation du lisierLes matières actives, les agents conducteurs et les liants sont répartis uniformément pour créer une pâte homogène et stable. La consistance de cette pâte est essentielle au maintien de l'uniformité de la batterie pendant la production.
• RevêtementLa suspension cathodique est enduite d'une feuille d'aluminium et la suspension anodique d'une feuille de cuivre. L'épaisseur et la température de séchage sont rigoureusement contrôlées pour garantir la qualité et la régularité.
• Roulement:Les électrodes enrobées sont comprimées à l'aide de rouleaux pour améliorer leur densité et leur résistance.
• Coupe et séchage:Les électrodes laminées sont coupées à la taille requise et séchées pour éliminer les solvants et l'humidité.

3. Préparation du séparateur

Le séparateur est un composant essentiel qui permet le mouvement des ions lithium tout en empêchant le flux d'électrons. Il doit présenter une résistance mécanique et une stabilité chimique suffisantes pour garantir la sécurité et les performances de la batterie.

4. Découpe et empilage des électrodes

Les électrodes cathodiques et anodiques sèches, ainsi que le séparateur, sont empilées séquentiellement pour former la structure de base de la cellule. Un alignement et un positionnement précis sont essentiels à l'intégrité structurelle et aux performances de la batterie.

5. Assemblage de la batterie

• Mise en forme des cellules:Les dimensions de la cellule sont conçues selon les exigences du client et le film aluminium-plastique est moulé en forme.
• Scellage supérieur et latéral:La cellule enroulée est placée dans un moule préparé et le film d'emballage est replié pour sceller le dessus et les côtés, fixant ainsi les fils terminaux.
• Injection de liquide et pré-scellage:Après le scellement, la cellule est inspectée pour vérifier son alignement et toute humidité est éliminée avant que l'électrolyte ne soit injecté et pré-scellé.

6. Formation et activation

• Au repos:L'électrolyte injecté est laissé pénétrer complètement dans les électrodes.
• FormationLa batterie subit sa première charge pour activer la cellule, formant une interface électrolytique solide (SEI) stable sur les électrodes. Ce processus produit du gaz ; certains fabricants utilisent donc des dispositifs pour canaliser le gaz dans des poches dédiées.
• Mise en forme des luminaires:Après la formation, les interfaces des électrodes sont optimisées et la mise en forme du dispositif garantit que la batterie conserve sa forme et ses dimensions correctes.

7. Scellage et mise en forme secondaires

• Étanchéité secondaireUn vide est utilisé pour éliminer le gaz restant du sac et une partie de l'électrolyte, puis un second scellage est effectué. Le sac de gaz est ensuite découpé et la cellule prend sa forme définitive.
• Coupe et pliage des bords:Les bords des premier et deuxième joints sont coupés à la bonne largeur et pliés pour garantir que la batterie répond aux spécifications dimensionnelles.

8. Test et tri

Chaque cellule est soumise à une série de tests, notamment de capacité, de résistance interne et de courant de fuite, afin de garantir sa conformité aux normes de qualité. Les cellules non conformes sont éliminées afin de préserver la qualité et la régularité du produit.

9. Emballage et test final

Les cellules qualifiées sont conditionnées dans leur forme finale et soumises à une dernière série de tests. Ces tests comprennent une inspection de l'apparence, des tests de tension et des contrôles de capacité pour confirmer que le produit répond aux exigences du client.

Normes de qualité pour les batteries lithium-ion à pochette souple

1. Emballage et étiquetageL'emballage de la batterie doit être intact et sans dommage. Les informations imprimées (marque, modèle, capacité, tension, date de production) doivent être précises et claires. Le joint doit être étanche et sans espace.
2. Intégrité de l'apparenceLa surface de la batterie doit être exempte de rayures, de bosses, de déformations, de taches ou de rouille. Les bornes doivent être plates, sans courbures, cassures ni oxydation. Le film aluminium-plastique doit être exempt de dommages, de plis et de bulles.
3. Capacité:La capacité réelle doit être proche de la capacité nominale, un rapport plus élevé indiquant de meilleures performances.
4. Résistance interne:Une faible résistance interne est essentielle pour garantir une perte d'énergie minimale pendant les cycles de charge/décharge et une efficacité énergétique élevée.
5. Performances de charge et de déchargeLa batterie doit se charger complètement dans un délai raisonnable, sans échauffement anormal, fumée ni gonflement. Pendant la décharge, la tension ne doit pas chuter trop rapidement et le courant doit être stable.
6. Cycle de vieAprès plusieurs cycles de charge/décharge, la capacité de la batterie et sa dégradation des performances doivent rester dans des limites acceptables. Pour les batteries grand public, la durée de vie doit être ≥ 800 cycles, avec un taux de rétention de capacité ≥ 80 %.
7. SécuritéLa batterie doit être dotée d'une protection efficace contre les surcharges, les décharges excessives et les courts-circuits. Elle doit rester stable à haute température sans déformation ni gonflement.

Le processus de fabrication des batteries lithium-ion à pochette souple implique un contrôle précis à chaque étape pour garantir des performances, une sécurité et une fiabilité optimales.