リチウムイオン電池は、正極と、負極と、セパレータと、電解質と、集電体と、結着剤と、導電剤とを含む複合系であり、正極と負極の電気化学反応、リチウムイオン伝導と電子伝導、今日、Xiao Bianは、読者や友人に電力について学ぶことができます。これは、リチウムイオン電池の設計と製造の複雑さを想像することができます。 「材料選択」から「バッテリーパック」の最終生産までのバッテリーの設計と製造プロセス全体。
リチウムイオン電池の開発は数サイクルに分かれており、最初は実験室での基礎研究であり、この部分は主にボタン型の半電池やシンプルなソフトパック電池に適用されます。電池の構造が最適化されていないため、処方の性能が最適化されていないため、ここで得られた結果をそのまま生産に適用することはできません。 - パイロット試験段階では、電池のエネルギー密度（正負極の印加量）や急速充電や急速充電などの特性を考慮し、大量生産時に発生するプロセス上の問題点を把握する必要があります。リチウムイオン電池の性能に影響する多くの要因があるため、設計、製造、または接続の各パラメータは次のようになります。バッテリーの究極の電気的性能と安全性に大きな影響を与えますので、材料、設計、プロセスを深く理解する必要があります製品の最終性能に対するパラメータの影響。
電池材料
バッテリーの設計は、適切な材料を選択し、そのようなエネルギー密度、レート特性、サイクル寿命と安全性の指標として開始されてから最初の選択肢材料、需要をターゲットにする必要性、だろう。陰極材料の選択、我々はLiFePO4のオリビン構造を選択することができますこの材料は、高エネルギー密度の要件に使用するのに適している、電気自動車における用途に適し、これらの材料の高い費用に起因するようなNCMおよびNCAなどの層状材料、、、高容量に加えて、ボード上のバスではありませんLiMn 2 O 4のスピネル構造のハイブリッド車両に使用するのに適している。アノード材料、現在主流の選択は、人造黒鉛、天然黒鉛及びカーボンマイクロボール用材料構造をメソフェーズ、指標が改善し続けるよりも、現在の電池容量でありますこの場合、黒鉛材料には少量のSi材料を添加します（一般的には<5%) , 以便提高负极的比容量. 为了改善正负极的导电性, 通常还需要在其中添加少量的导电剂, 目前最常见的导电剂为炭黑类材料, 碳纤维类材料, 以及近几年兴起的碳纳米管和石墨烯类材料.
さらに、集電体の表面に付着する活物質粒子はまた、1~4％のバインダーを追加する必要があり、本バインダ油系接着剤の2つの主要なタイプがクラスで、メインクラスがPVDFでありますバインダー、PVDFは非常に良好な電気化学的安定性を有し、現在最も広く使用されているリチウムイオン電池バインダーの1つであり、他の主なカテゴリーは水性バインダー、主にCMC、SBR、PAAタイプ連結。
電子伝導アウト内のリチウムイオン電池のため、我々はまた、15μmからように、正および負の集電体、主にAl箔やCu箔、銅箔、現在主流8um、Al箔に適用する必要があるが、リチウムイオン電池の比として継続的にエネルギーを向上させる、メーカーは、リチウムイオン電池の内部抵抗を低減するために、時にはなどの強度不足、プリーツ破るために使用して発生しやすいとの問題を、より薄く銅箔と6um 12um Al箔を使用し始めたが、しています改善された接着性、我々は、炭素材料（3-5um）の表面層上に被覆された銅又はアルミニウム箔に、例えばLiFePO 4を被覆されたAl箔材料系は、良好な効果を再生することができます。
また、単離されたイオン伝導電子の役割を担うリチウムイオン電池からなるダイヤフラムの重要な部分であり、セパレータを製造する現在の一般的な方法は、湿式延伸法と乾式法に分割され、乾式延伸プロセスは、コストを有します特定の利点が、セパレータの厚さが有意な異方性分離、実質的に同一の各方向に分離湿潤強度を描画乾燥製剤プロセスであるが、コストが高い。現在のリチウムイオン電池の比エネルギーを増加させるためにセパレータコーティングは、セパレータの開発動向の主流となって、リチウムイオン電池の安全性を確保するために、一般的なコーティングは、主に二つのカテゴリーに分けることができる、薄く続け、一方が等のAl 2 O 3、MgOを、のように、無機酸化物コーティングであります有機コーティングは著しくセパレータの熱的安定性を向上させることができ、他の有機ポリマーでコーティングされたセパレータは、例えば、よりアラミド被覆されたセパレータを使用する日本の製造業者は、効果的にセパレータの耐酸化性を向上させることができます。
電解質溶液は、典型的には、少なくとも2つの脂質炭酸塩を含むリチウムイオン電池、リチウムイオンのプレイ伝導内部リチウムイオン電池は、現在主流のリチウムイオン電池の電解質主としてカーボネート系電解液（の重要な部分であります等EC、DMC、EMC、等の溶媒）、リチウム塩は、通常のLiPF 6を使用し、負極の表面上の膜の品質を向上させるために、電解質、我々は、一般的にも、例えば一般的なVCのように、電解質中のフィルム形成添加剤の一部を加えます電解液のためのシリコン - 炭素系負極にも一般LiFをSEI負極の安定性を向上させるために、SEI膜の高いレベルを生成する場合、FECのかなりの数を開発するために添加される。リチウムイオン電池の安全性及び信頼性を向上させるために、私たちはまた、少量の抗過充電添加剤、難燃剤、および電解質中の他の成分を添加する。
電極製造
リチウムイオン電池のホモジナイゼーションは、リチウムイオン電池の製造において重要な役割を果たしています。これらの物質、結合剤および導電剤は、均一な懸濁液を形成するために混合され、通常、接着剤溶液に結合剤を分散させる。混合時には、導電剤と活物質を接着剤溶液とともに混合するプロセスもありますが、均質化の鍵はスラリー中の成分を均一に分散させる方法ですが、この目的を達成するためには均質化プロセスを最適化する必要があります。 nanomaterialsの人気が高まるにつれて、リチウムイオン電池メーカーは、高速分散装置を使用し始め、高速せん断の使用、スラリーをより均一な分散にすることが始まり、さらに多くの材料メーカーが開発していますスラリーの分散を改善するための多数の添加剤。
分散スラリーの完了後、次のステップは、一般的なロールコーティングプロセスは、主に二つのローラ塗布装置は、現在段階的に廃止されて、噴霧の種類が、良好なクリーンアップ装置のロールである今、リチウムイオン電池で被覆されていますシロップを適用することにより、実験室株およびチャイニーズならびに複数のアプリケーション。噴霧装置の数は本社転送から押し出されるように、容易に調整可能な塗布幅は、少しスラリーコーティングが完了することができる必要集電体に、塗布が完了すると、デバイスは、スラリーのより高い粘度および固形分を使用することができるスプレー、電極表面の状態も良好であるため、広く用いられている。塗布速度の実際の製造において一般的に25〜50メートルに制御されます/分の間、主にオーブンの長さを増加させることによって乾燥速度を増加させるので、設備投資の一部の増加が、有意に生産スケジュールをスピードアップすることができ、製造コストを削減するだけでなく、主に一定の限界があり、オーブンの長さを増加させます集電体は、張力制御の増加につながるとオーブンの長さは特に薄い集電体を用いてより低い強度で、より困難であるため、問題はよりなります連続的に改善することは困難であるのでうち、私たちは無限にオーブンの長さを増加することができない。また、高温急速乾燥でPVDFバインダー中に、電極の偏在の現象を悪化させることができ、活物質が得られるが、接着性を低下させる私たちオーブンの温度は電極のコーティング速度を増加させるので、コーティング速度の増加は一定の限界である。
コーティング後直ちに、乾燥した電極の気孔率は60〜70％になります。次にローラープレスを使用してロールを使用して気孔率を約40％に下げます。 、それはかなり一般的に600〜1000ミリメートルローラープレスローラの電極直径よりも導電性と接着エネルギーを向上させることができる、より大きなロール径は、圧延プロセスを遅くすることができる、有効ころがり領域の長さを増加させることができますこれは、厚い電極（厚い電極は、圧延中の圧力過負荷のために容易に破損することがある）に対して特に重要である。
電極の圧延を終えたら、電池の構造に合わせて電極を一定の幅に分割し、電極を真空オーブンで乾燥させて電極の水分を取り除きます。通常、電池に水を入れる必要があります。 Liイオン電池の寿命および副反応に対する水分の影響を最小限に抑えるために、含有量を500ppm未満に制御しています。
限られたスペースのために、今日我々は主に電源電池用の「材料選択」と「電極コーティング」の2つのプロセスを導入しました。次の記事では、引き続き「単セル製造」と「電池の組み合わせ」について紹介します。プロセス、お楽しみください。
