Lipo-batterijproductieproces

Zachte lithium-ionbatterijen worden veel gebruikt in draagbare elektronische apparaten vanwege hun hoge veiligheid, energiedichtheid en ontwerpflexibiliteit. Het productieproces omvat verschillende cruciale stappen:

1. Voorbereiding van het materiaal

De belangrijkste materialen die nodig zijn voor de productie van batterijen zijn:

• Kathodematerialen: Zoals lithiumkobaltoxide (LiCoO₂), lithiumijzerfosfaat (LiFePO₄) en andere lithiumverbindingen.
• Anodematerialen: Meestal grafiet of andere koolstofhoudende materialen.
• Scheidingsteken: Een dun, poreus polymeermembraan.
• Elektrolyt: Een geleidende lithium-ionoplossing.

De materiaalkeuze is cruciaal voor de prestaties en veiligheid van de batterij.

2. Elektrodevoorbereiding

• Bereiding van slurryActieve materialen, geleidende stoffen en bindmiddelen worden gelijkmatig verdeeld om een ​​uniforme, stabiele slurry te creëren. De consistentie van de slurry is essentieel voor het behoud van de uniformiteit van de batterij tijdens de productie.
• CoatingDe kathodeslurry wordt op aluminiumfolie aangebracht en de anodeslurry op koperfolie. De dikte en droogtemperatuur worden strikt gecontroleerd om kwaliteit en consistentie te garanderen.
• Rollend:De beklede elektroden worden met behulp van rollen samengeperst om hun dichtheid en sterkte te verbeteren.
• Snijden en drogen:De gerolde elektroden worden in de gewenste maat gesneden en gedroogd om oplosmiddelen en vocht te verwijderen.

3. Voorbereiding van de separator

De separator is een cruciaal onderdeel dat de beweging van lithiumionen mogelijk maakt en de elektronenstroom verhindert. Hij moet voldoende mechanische sterkte en chemische stabiliteit hebben om de veiligheid en prestaties van de batterij te garanderen.

4. Elektrode snijden en stapelen

De droge kathode- en anode-elektroden, samen met de separator, worden in volgorde gestapeld om de basisstructuur van de cel te vormen. Nauwkeurige uitlijning en positionering zijn essentieel voor de structurele integriteit en prestaties van de batterij.

5. Batterijmontage

• Celvorming:De afmetingen van de cel worden ontworpen volgens de wensen van de klant en de aluminium-kunststoffolie wordt in de gewenste vorm gegoten.
• Boven- en zijafdichting:De wondcel wordt in een voorbereide mal geplaatst en de verpakkingsfolie wordt eroverheen gevouwen om de boven- en zijkanten af ​​te sluiten en de aansluitdraden vast te zetten.
• Vloeistofinjectie en voorafdichting:Nadat de cel is verzegeld, wordt de uitlijning gecontroleerd en wordt eventueel vocht verwijderd, waarna de elektrolyt wordt geïnjecteerd en vooraf wordt verzegeld.

6. Vorming en activering

• Rusten:De geïnjecteerde elektrolyt moet volledig in de elektroden trekken.
• Vorming: De batterij ondergaat een eerste lading om de cel te activeren, waardoor een stabiele vaste elektrolytinterface (SEI) op de elektroden ontstaat. Tijdens dit proces vindt gasproductie plaats, dus sommige fabrikanten gebruiken armaturen om gas naar daarvoor bestemde zakken te leiden.
• Vormgeving van fixtures:Na de vorming worden de elektrode-interfaces geoptimaliseerd en zorgt de vormgeving van de fixture ervoor dat de batterij zijn juiste vorm en afmetingen behoudt.

7. Secundaire afdichting en vormgeving

• Secundaire afdichting: Er wordt een vacuüm gebruikt om eventueel resterend gas en een deel van de elektrolyt uit de zak te verwijderen, gevolgd door een tweede verzegeling. De gaszak wordt vervolgens bijgesneden en de cel krijgt zijn uiteindelijke vorm.
• Randen bijsnijden en vouwen:De randen van de eerste en tweede afdichting worden op de juiste breedte bijgesneden en gevouwen om ervoor te zorgen dat de batterij aan de specificaties voldoet.

8. Testen en sorteren

Elke cel ondergaat een reeks tests, waaronder capaciteits-, interne weerstands- en lekstroomcontroles, om te garanderen dat ze aan de kwaliteitsnormen voldoen. Cellen die niet aan de criteria voldoen, worden weggegooid om de kwaliteit en consistentie van het product te behouden.

9. Verpakking en eindtest

Gekwalificeerde cellen worden in hun definitieve vorm verpakt en ondergaan een laatste testronde. Deze omvat een uiterlijke inspectie, spanningstesten en capaciteitscontroles om te bevestigen dat het product aan de eisen van de klant voldoet.

Kwaliteitsnormen voor zachte lithium-ionbatterijen

1. Verpakking en etikettering: De batterijverpakking moet intact zijn, zonder schade, en de gedrukte informatie (merk, model, capaciteit, spanning, productiedatum) moet correct en duidelijk zijn. De verzegeling moet goed sluiten, zonder openingen.
2. Uiterlijk Integriteit: Het oppervlak van de batterij moet vrij zijn van krassen, deuken, vervormingen, vlekken of roest. De aansluitpunten moeten vlak zijn, zonder knikken, breuken of oxidatie. De aluminium-kunststoffolie moet vrij zijn van beschadigingen, kreukels of blaasjes.
3. Capaciteit:De werkelijke capaciteit moet dicht bij de nominale capaciteit liggen, waarbij een hogere verhouding duidt op betere prestaties.
4. Interne weerstand:Een lage interne weerstand is cruciaal om minimaal energieverlies tijdens laad-/ontlaadcycli en een hoge energie-efficiëntie te garanderen.
5. Laad- en ontlaadprestaties: De accu moet binnen een redelijke tijd volledig worden opgeladen, zonder abnormale verhitting, rookontwikkeling of zwelling. Tijdens het ontladen mag de spanning niet te snel dalen en moet de stroom stabiel zijn.
6. CycluslevenNa meerdere laad-/ontlaadcycli moeten het capaciteitsbehoud en prestatieverlies van de batterij binnen acceptabele grenzen blijven. Voor consumentenbatterijen moet de levensduur ≥ 800 cycli zijn, met een capaciteitsbehoud ≥ 80%.
7. Veiligheid: De accu moet beschikken over effectieve beveiliging tegen overladen, diepontladen en kortsluiting. Hij moet stabiel blijven bij hoge temperaturen zonder te vervormen of op te zwellen.

Het productieproces van zachte lithium-ionbatterijen vereist een nauwkeurige controle in elke stap om optimale prestaties, veiligheid en betrouwbaarheid te garanderen.