İyon piller geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Uygulama alanlarına göre enerji depolama pilleri, güç pilleri ve tüketici elektroniği pilleri olarak sınıflandırılabilir.
- Enerji depolama için pil, haberleşme enerjisi depolama, güç enerjisi depolama, dağıtılmış enerji sistemleri vb.'yi kapsar;
- Güç aküleri esas olarak güç alanında kullanılır ve yeni enerji araçları, elektrikli forkliftler vb. dahil olmak üzere pazara hizmet eder;
- Tüketici elektroniği için pil, akıllı ölçüm, akıllı güvenlik, akıllı ulaşım, nesnelerin interneti vb. dahil olmak üzere tüketici ve endüstriyel alanı kapsar.
Lityum iyon pil, esas olarak anot, katot, elektrolit, ayırıcı, akım toplayıcı, bağlayıcı, iletken madde vb.'den oluşan karmaşık bir sistemdir ve anot ve katodun elektrokimyasal reaksiyonu, lityum iyon iletimi ve elektronik iletimi ile ısı yayılımı gibi reaksiyonları içerir.
Lityum pillerin üretim süreci oldukça uzun olup, 50'den fazla işlemden geçmektedir.
Lityum piller, yapılarına göre silindirik piller, kare alüminyum gövdeli piller, kese piller ve bıçak piller olarak sınıflandırılabilir. Üretim süreçlerinde bazı farklılıklar olsa da, genel olarak lityum pil üretim süreci ön uç süreci (elektrot üretimi), orta aşama süreci (hücre sentezi) ve arka uç süreci (oluşturma ve paketleme) olarak ikiye ayrılabilir.
Bu makalede lityum pil üretiminin ön uç süreci tanıtılacaktır.
Ön uç prosesinin üretim hedefi, elektrot (anot ve katot) üretimini tamamlamaktır. Ana prosesleri şunlardır: bulamaç haline getirme/karıştırma, kaplama, takvimleme, kesme ve kalıp kesme.
Bulamaç/Karıştırma
Bulamaç haline getirme/karıştırma, anot ve katot katı pil malzemelerinin eşit şekilde karıştırılması ve ardından bulamaç haline getirmek için çözücü eklenmesidir. Bulamaç halinde karıştırma, hattın ön ucunun başlangıç noktasıdır ve sonraki kaplama, takvimleme ve diğer işlemlerin tamamlanmasının ön hazırlığıdır.
Lityum pil bulamacı, pozitif elektrot bulamacı ve negatif elektrot bulamacı olmak üzere ikiye ayrılır. Aktif maddeleri, iletken karbonu, koyulaştırıcıyı, bağlayıcıyı, katkı maddesini, çözücüyü vb. miksere orantılı olarak koyun. Karıştırarak, kaplama için katı-sıvı süspansiyon bulamacının homojen bir şekilde dağılmasını sağlayın.
Yüksek kaliteli karıştırma, akünün emniyet performansını ve elektrokimyasal performansını doğrudan veya dolaylı olarak etkileyecek olan sonraki prosesin yüksek kaliteli bir şekilde tamamlanmasının temelini oluşturur.
Kaplama
Kaplama, pozitif aktif malzemenin alüminyum ve negatif aktif malzemenin sırasıyla alüminyum ve bakır folyolar üzerine kaplanması ve iletken maddeler ve bağlayıcılarla birleştirilerek elektrot levhası oluşturulması işlemidir. Daha sonra çözücüler fırında kurutularak uzaklaştırılır, böylece katı madde alt tabakaya bağlanarak pozitif ve negatif elektrot levhası bobini oluşturulur.
Katot ve anot kaplaması
Katot malzemeleri: Üç tip malzeme vardır: lamine yapı, spinel yapı ve olivin yapı. Bunlar sırasıyla üçlü malzemelere (ve lityum kobaltat), lityum manganat (LiMn2O4) ve lityum demir fosfata (LiFePO4) karşılık gelir.
Anot malzemeleri: Günümüzde ticari lityum iyon pillerde kullanılan anot malzemeleri çoğunlukla karbon malzemeler ve karbon olmayan malzemelerden oluşmaktadır. Bunlar arasında karbon malzemeler arasında, günümüzde en çok kullanılan grafit anot, düzensiz karbon anot, sert karbon, yumuşak karbon vb. yer almaktadır. Karbon olmayan malzemeler arasında ise silikon bazlı anot, lityum titanat (LTO) vb. yer almaktadır.
Ön uç sürecinin temel halkası olan kaplama sürecinin uygulama kalitesi, bitmiş pilin tutarlılığını, güvenliğini ve yaşam döngüsünü derinden etkiler.
Takvimleme
Kaplanmış elektrot, silindirle daha da sıkıştırılarak aktif madde ve kollektör birbirine yakın temas halinde olur, böylece elektronların hareket mesafesi azalır, elektrot kalınlığı azalır ve yükleme kapasitesi artar. Aynı zamanda, pilin iç direnci düşürülebilir, iletkenliği artırılabilir ve pilin hacim kullanım oranı iyileştirilebilir, böylece pil kapasitesi artırılabilir.
Takvimleme işleminden sonra elektrodun düzlüğü, sonraki kesme işleminin etkisini doğrudan etkileyecektir. Elektrodun aktif maddesinin homojenliği de hücre performansını dolaylı olarak etkileyecektir.
Kesme
Kesme, geniş bir elektrot bobininin istenen genişlikte dar dilimler halinde sürekli olarak uzunlamasına kesilmesidir. Kesme işlemi sırasında elektrot, kesme etkisiyle kırılır. Kesme işleminden sonra kenarın düzlüğü (çapak ve esneme olmaması), performansın değerlendirilmesinde anahtar rol oynar.
Elektrot yapım süreci, elektrot çıkıntısının kaynaklanması, koruyucu yapışkan kağıdın uygulanması, elektrot çıkıntısının sarılması ve sonraki sarma işlemi için elektrot çıkıntısının lazerle kesilmesini içerir. Kalıp kesme işlemi ise, kaplanmış elektrodun sonraki işlem için damgalanması ve şekillendirilmesidir.
Lityum iyon pillerin güvenlik performansına yönelik yüksek gereksinimler nedeniyle, lityum pil üretim sürecinde ekipmanın doğruluğu, kararlılığı ve otomasyonu oldukça fazla talep edilmektedir.
Lityum elektrot ölçüm ekipmanlarında lider olan Dacheng Precision, lityum pil üretiminin ön uç sürecinde elektrot ölçümü için X/β-ışını alan yoğunluğu ölçer, CDM kalınlığı ve alan yoğunluğu ölçer, lazer kalınlık ölçer vb. gibi bir dizi ürün piyasaya sürdü.
- Süper X-Ray alan yoğunluğu ölçer
1600 mm'den geniş kaplamaların ölçümüne uyarlanabilir, ultra yüksek hızlı taramayı destekler ve incelme alanları, çizikler ve seramik kenarlar gibi ayrıntılı özellikleri tespit eder. Kapalı devre kaplamaya yardımcı olabilir.
- X/β-ışını alan yoğunluğu ölçeri
Ölçülen nesnenin alan yoğunluğunun çevrimiçi testini yapmak için pil elektrot kaplama işleminde ve ayırıcı seramik kaplama işleminde kullanılır.
- CDM kalınlık ve alan yoğunluğu ölçer
Kaplama işlemine uygulanabilir: elektrotların detaylı özelliklerinin çevrimiçi tespiti, örneğin kaplama eksikliği, malzeme eksikliği, çizikler, incelme alanlarının kalınlık konturları, AT9 kalınlık tespiti, vb.;
- Çok çerçeveli senkron izleme ölçüm sistemi
Lityum pillerin katot ve anot kaplama işleminde kullanılır. Elektrotlar üzerinde eş zamanlı izleme ölçümleri gerçekleştirmek için birden fazla tarama çerçevesi kullanır. Beş çerçeveli eş zamanlı izleme ölçüm sistemi, ıslak filmi, net kaplama miktarını ve elektrodu inceleyebilir.
- Lazer kalınlık ölçer
Lityum pillerin kaplama veya takvimleme işlemlerinde elektrot tespiti amacıyla kullanılır.
- Çevrimdışı kalınlık ve boyut ölçer
Lityum pillerin kaplama veya takvimleme işlemlerinde elektrotların kalınlığını ve boyutunu tespit etmek için kullanılır, bu sayede verimlilik ve tutarlılık artar.
Gönderi zamanı: 31 Ağustos 2023
