Processo di produzione della batteria lipo

Le batterie agli ioni di litio a custodia morbida sono ampiamente utilizzate nei dispositivi elettronici portatili grazie alla loro elevata sicurezza, densità energetica e flessibilità di progettazione. Il processo di produzione prevede diverse fasi critiche:

1. Preparazione del materiale

I materiali chiave necessari per la produzione delle batterie includono:

• Materiali catodici: Come l'ossido di litio e cobalto (LiCoO₂), il fosfato di litio e ferro (LiFePO₄) e altri composti del litio.
• Materiali anodici: Tipicamente grafite o altri materiali a base di carbonio.
• Separatore: Una membrana polimerica sottile e porosa.
• Elettrolita: Una soluzione conduttiva agli ioni di litio.

La scelta dei materiali è fondamentale per le prestazioni e la sicurezza della batteria.

2. Preparazione dell'elettrodo

• Preparazione della sospensione: I materiali attivi, gli agenti conduttivi e i leganti vengono distribuiti uniformemente per creare una sospensione omogenea e stabile. La consistenza della sospensione è fondamentale per mantenere l'uniformità della batteria durante la produzione.
• Rivestimento: La sospensione catodica è rivestita su un foglio di alluminio, mentre quella anodica è rivestita su un foglio di rame. Lo spessore e la temperatura di essiccazione sono rigorosamente controllati per garantire qualità e uniformità.
• rotolamento:Gli elettrodi rivestiti vengono compressi mediante rulli per migliorarne la densità e la resistenza.
• Taglio e asciugatura:Gli elettrodi laminati vengono tagliati nella dimensione richiesta e asciugati per rimuovere solventi e umidità.

3. Preparazione del separatore

Il separatore è un componente fondamentale che consente il movimento degli ioni di litio impedendo al contempo il flusso di elettroni. Deve avere una resistenza meccanica e una stabilità chimica sufficienti a garantire la sicurezza e le prestazioni della batteria.

4. Taglio e impilamento degli elettrodi

Gli elettrodi anodici e catodici a secco, insieme al separatore, sono impilati in sequenza per formare la struttura di base della cella. L'allineamento e il posizionamento precisi sono essenziali per l'integrità strutturale e le prestazioni della batteria.

5. Assemblaggio della batteria

• Modellazione cellulare: Le dimensioni della cella vengono progettate in base alle esigenze del cliente e la pellicola di alluminio-plastica viene modellata nella forma desiderata.
• Sigillatura superiore e laterale:La cellula avvolta viene posizionata in uno stampo preparato e la pellicola di imballaggio viene ripiegata per sigillare la parte superiore e i lati, fissando i cavi terminali.
• Iniezione di liquidi e pre-sigillatura:Dopo la sigillatura, la cella viene ispezionata per verificarne l'allineamento e l'eventuale umidità viene rimossa prima che l'elettrolita venga iniettato e pre-sigillato.

6. Formazione e attivazione

• Riposare: Si lascia che l'elettrolita iniettato penetri completamente negli elettrodi.
• Formazione: La batteria subisce la sua prima carica per attivare la cella, formando un'interfaccia elettrolitica solida (SEI) stabile sugli elettrodi. Durante questo processo si verifica la produzione di gas, quindi alcuni produttori utilizzano dispositivi per convogliare il gas in apposite sacche.
• Sagomatura degli apparecchi:Dopo la formazione, le interfacce degli elettrodi vengono ottimizzate e la sagomatura del dispositivo garantisce che la batteria mantenga la sua forma e le sue dimensioni corrette.

7. Sigillatura e modellatura secondaria

• Sigillatura secondaria: Viene utilizzato il vuoto per rimuovere il gas rimanente dal sacchetto e parte dell'elettrolita, seguito da un secondo processo di sigillatura. Il sacchetto di gas viene quindi rifilato e la cella assume la sua forma definitiva.
• Rifilatura e piegatura dei bordi: I bordi del primo e del secondo sigillo vengono tagliati alla larghezza corretta e piegati per garantire che la batteria soddisfi le specifiche dimensionali.

8. Test e ordinamento

Ogni cella viene sottoposta a una serie di test, tra cui controlli di capacità, resistenza interna e corrente di dispersione, per garantirne il rispetto degli standard qualitativi. Le celle che non soddisfano i criteri vengono scartate per preservare la qualità e la costanza del prodotto.

9. Imballaggio e collaudo finale

Le celle qualificate vengono confezionate nella loro forma finale e sottoposte a un ciclo finale di test. Questi includono l'ispezione dell'aspetto, la prova di tensione e i controlli di capacità per confermare che il prodotto soddisfi i requisiti del cliente.

Standard di qualità per batterie agli ioni di litio a sacchetto morbido

1. Imballaggio ed etichettatura: L'imballaggio della batteria deve essere intatto, senza danni, e le informazioni stampate (marca, modello, capacità, tensione, data di produzione) devono essere accurate e chiare. La chiusura deve essere ermetica, senza fessure.
2. Integrità dell'aspetto: La superficie della batteria deve essere priva di graffi, ammaccature, deformazioni, macchie o ruggine. I terminali devono essere piatti, senza piegature, rotture o ossidazioni. La pellicola di alluminio e plastica deve essere priva di danni, pieghe o bolle.
3. Capacità: La capacità effettiva dovrebbe essere vicina alla capacità nominale, con un rapporto più alto che indica prestazioni migliori.
4. Resistenza interna:Una bassa resistenza interna è fondamentale per garantire una perdita minima di energia durante i cicli di carica/scarica e un'elevata efficienza energetica.
5. Prestazioni di carica e scarica: La batteria dovrebbe caricarsi completamente in un tempo ragionevole, senza surriscaldamento anomalo, fumo o rigonfiamenti. Durante la scarica, la tensione non dovrebbe scendere troppo rapidamente e la corrente dovrebbe rimanere stabile.
6. Ciclo di vita: Dopo diversi cicli di carica/scarica, la capacità di mantenimento e il decadimento delle prestazioni della batteria dovrebbero rimanere entro limiti accettabili. Per le batterie di consumo, la durata dei cicli dovrebbe essere ≥800 cicli, con un tasso di mantenimento della capacità ≥80%.
7. Sicurezza: La batteria deve essere dotata di un'efficace protezione da sovraccarico, scaricamento eccessivo e cortocircuito. Deve rimanere stabile alle alte temperature senza deformarsi o gonfiarsi.

Il processo di produzione delle batterie agli ioni di litio in custodia morbida prevede un controllo preciso in ogni fase per garantire prestazioni, sicurezza e affidabilità ottimali.