แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นระบบที่ซับซ้อนประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าบวกลบไฟฟ้าคั่นอิเล็กโทรไลเก็บในปัจจุบันและเครื่องผูกตัวแทนสื่อปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของขั้วไฟฟ้าบวกและลบการนำลิเธียมไอออนและการนำอิเล็กตรอน และการกระจายความร้อนคุณสมบัติทางไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรักษาความปลอดภัยได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัยดังนั้นความซับซ้อนของการออกแบบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและกระบวนการผลิตสามารถคิดชุดเล็ก ๆ นี้กับเพื่อน ๆ ผู้อ่านของเราที่จะหาจากอำนาจ เซลล์ในที่สุดผลิต 'แบตเตอรี่' และการออกแบบกระบวนการผลิตทั้งหมด 'วัสดุที่เลือก' จากไป
การพัฒนาโดยทั่วไปแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบ่งออกเป็นหลายงวดแรกคือห้องปฏิบัติการวิจัยพื้นฐานส่วนนี้เป็นปุ่มบังคับครึ่งเซลล์หรือเพียงแบตเตอรี่อ่อนวัตถุหลักของขั้นตอนนี้และการทดสอบวัสดุ สูตรประสิทธิภาพเพราะโครงสร้างของแบตเตอรี่ไม่เหมาะสมดังนั้นผลที่ได้รับที่นี่ไม่สามารถนำมาใช้โดยตรงในการผลิต. หลังจากการทดสอบครั้งแรกและการประเมินผลในช่วงระดับห้องปฏิบัติการวัสดุที่ดีและสูตรจะถูกโอนไปยังขั้นตอนต่อไป - ขั้นตอนที่นักบินที่จำเป็นในขั้นตอนนี้จะต้องพิจารณาประสิทธิภาพโดยรวมของแบตเตอรี่เช่นความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่ (จำนวนของสารเคลือบผิวบวกและลบ) และค่าใช้จ่ายได้อย่างรวดเร็วและอัตราและลักษณะอื่น ๆ และพบว่าปัญหากระบวนการผลิตขนาดใหญ่ที่อาจต้องเผชิญกับ หลังจากทำการปรับเปลี่ยนทันเวลา. ผ่านขั้นตอนดังกล่าวข้างต้นในการปรับปรุงสูตรแบตเตอรี่และเทคโนโลยีการผลิตสินค้าที่เป็นผู้ใหญ่สามารถในที่สุดก็จะนำไปผลิตเป็นเพราะปัจจัยหลายอย่างที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเพื่อการออกแบบและการผลิตของแต่ละพารามิเตอร์หรือการเข้าถึงจะ มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในการไฟฟ้าสุดท้ายและความปลอดภัยของแบตเตอรี่ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องเข้าใจวัสดุการออกแบบและฝีมือการผลิต สำหรับพารามิเตอร์ที่มีผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของผลิตภัณฑ์สุดท้าย
1. วัสดุแบตเตอรี่
การออกแบบแบตเตอรี่จะเป็นวัสดุทางเลือกแรกตั้งแต่เริ่มต้นจำเป็นที่จะต้องกำหนดเป้าหมายความต้องการเช่นความหนาแน่นของพลังงานลักษณะอัตราวงจรชีวิตและตัวชี้วัดด้านความปลอดภัยเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสม. แคโทดเลือกใช้วัสดุเราสามารถเลือกโครงสร้างฟันม้าโอลิ LiFePO4 วัสดุนี้จะเหมาะสำหรับการใช้งานในความต้องการของความหนาแน่นของพลังงานสูงไม่ได้อยู่บนรถบัสในนอกจากนี้ยังมีความจุสูงของชั้นวัสดุเช่น NCM และ NCA เนื่องจากค่าใช้จ่ายสูงของวัสดุเหล่านี้เหมาะสำหรับการใช้งานในยานพาหนะไฟฟ้า โครงสร้างนิล LiMn2O4 จะเหมาะสำหรับการใช้งานในยานพาหนะไฮบริด. วัสดุขั้วบวกทางเลือกที่สำคัญปัจจุบันคือกราไฟท์เทียม, กราไฟท์ธรรมชาติและ mesophase โครงสร้างวัสดุคาร์บอนลูกบอลขนาดเล็กความจุของแบตเตอรี่ในปัจจุบันกว่าตัวชี้วัดที่ดำเนินการปรับปรุง ภายใต้สถานการณ์ที่เรายังจะเพิ่มจำนวนเงินขนาดเล็กของวัสดุกราไฟท์ในวัสดุศรี (ปกติ<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.
นอกจากนี้อนุภาควัสดุที่ใช้งานให้เป็นไปตามพื้นผิวของสะสมในปัจจุบันยังต้องเพิ่มเครื่องผูก 1-4% เครื่องผูกปัจจุบันสองประเภทหลักของกาวน้ำมันที่ใช้เป็นชั้นชั้นหลักคือ PVDF เครื่องผูก PVDF มีเสถียรภาพทางเคมีไฟฟ้าที่ดีมากเป็นหนึ่งในสารยึดเกาะใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน; หมวดสินค้าอื่น ๆ ที่เป็นเครื่องผูกน้ำระบบส่วนใหญ่ CMC และความหนืด SBR ชั้น PAA ตัวแทน caking
สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในการดำเนินการทางอิเล็กทรอนิกส์ออกเรายังต้องนำไปใช้เก็บบวกและลบในปัจจุบันส่วนใหญ่อัลฟอยล์และทองแดงฟอยล์ทองแดงฟอยล์ปัจจุบันหลัก 8um อัลฟอยล์เป็น 15um แต่เป็นอัตราส่วนของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน อย่างต่อเนื่องปรับปรุงการใช้พลังงาน, ผู้ผลิตได้เริ่มต้นใช้ฟอยล์ทองแดงทินเนอร์และ 6um 12um อัลฟอยล์ แต่ความแข็งแรงที่น่าสงสารปัญหากับการใช้งานและมีแนวโน้มที่จะทำลายจีบ ฯลฯ บางครั้งในการสั่งซื้อเพื่อลดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน การยึดเกาะที่ดีขึ้นเราจะอยู่ในทองแดงหรืออลูมิเนียมฟอยล์เคลือบบนชั้นผิวของวัสดุคาร์บอน (3-5um) เช่น LiFePO4 เคลือบ Al ระบบวัสดุฟอยล์สามารถเล่นได้ผลดี
ยังเป็นส่วนสำคัญของไดอะแฟรมที่ทำจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหมีซึ่งบทบาทของอิเล็กตรอนการนำไอออนแยกวิธีการที่พบในปัจจุบันของการเตรียมความพร้อมคั่นแบ่งออกเป็นขั้นตอนการวาดภาพเปียกและกระบวนการแห้งเป็นกระบวนการที่วาดภาพแห้งมีค่าใช้จ่าย ข้อได้เปรียบบางอย่าง แต่มีขั้นตอนการเตรียมแห้งวาดภาพคั่น anisotropy อย่างมีนัยสำคัญคั่นแข็งแรงเปียกในแต่ละทิศทางอย่างมากเหมือนกัน แต่ค่าใช้จ่ายสูง. เพื่อเพิ่มพลังงานที่เฉพาะเจาะจงของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในปัจจุบันความหนาของคั่น ผอมบางอย่างต่อเนื่องในการสั่งซื้อเพื่อความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเคลือบคั่นกลายเป็นกระแสหลักของแนวโน้มการพัฒนาของตัวคั่นที่เคลือบทั่วไปอาจจะถูกแบ่งออกเป็นสองประเภทหนึ่งคือการเคลือบออกไซด์นินทรีย์เช่น Al2O3, MgO ฯลฯ เคลือบอินทรีย์อย่างมีนัยสำคัญสามารถปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนของตัวคั่น; อื่น ๆ ที่เป็นตัวคั่นลิเมอร์เคลือบอินทรีย์ตัวอย่างเช่นผู้ผลิตญี่ปุ่นที่จะใช้คั่นอะรามิดเคลือบมากขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพสามารถเพิ่มความต้านทานการเกิดออกซิเดชันของคั่น
สารละลายอิเลคเป็นส่วนสำคัญของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนภายในการนำเล่นของหลี่ + ปัจจุบันหลักลิเธียมไอออนแบตเตอรี่อิเล็กส่วนใหญ่คาร์บอเนตที่ใช้สารละลายอิเลค (โดยทั่วไปที่มีอย่างน้อยสองไขมันคาร์บอเนต ตัวทำละลายเช่น EC, DMC, อีเอ็มซี ฯลฯ ) หลี่เกลือปกติใช้ LiPF6, อิเล็กโทรในการสั่งซื้อเพื่อปรับปรุงคุณภาพของภาพยนตร์เรื่องนี้บนพื้นผิวของขั้วลบโดยปกติแล้วเรายังเพิ่มส่วนหนึ่งของการสร้างสารเติมแต่งในภาพยนตร์อิเล็กเช่นตัวอย่างที่พบ VC, ในซิลิคอนคาร์บอนขั้วลบสำหรับการแก้ปัญหาไฟฟ้าทั่วไปนอกจากนี้ยังเพิ่มการพัฒนาเป็นจำนวนมากของ FEC ถ้า LiF ในการผลิตระดับสูงของภาพยนตร์ SEI เพื่อที่จะปรับปรุงเสถียรภาพของขั้วลบ SEI ได้. เพื่อที่จะปรับปรุงความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและความน่าเชื่อถือ เรายังจะเพิ่มจำนวนเล็กน้อยของอิในส่วนผสมสารเติมแต่งป้องกันขูดเลือดขูดเนื้อ, สารทนไฟ
2. การผลิตอิเล็กโทรด
หลังจากเสร็จสิ้นการเลือกวัสดุที่เราเข้าสู่การเชื่อมโยงไปข้างหน้า - การผลิตไฟฟ้าเป็นครั้งแรกที่เราเริ่มต้นจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน homogenate homogenate เป็นกุญแจสำคัญในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนที่ใช้งานหลักของ homogenate วัสดุยึดเกาะและเป็นตัวแทนนำไฟฟ้าส่วนประกอบผสมเป็นเนื้อเดียวกันระงับเรามักจะเป็นกาวยึดเกาะกระจายแรกกระบวนการบางอย่างจะมีตัวแทนเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้ากระจายกาวและจากนั้นสารที่ใช้งาน ผสมกระบวนการบางอย่างจะอยู่กับวัสดุที่ใช้งานและเป็นตัวแทนนำไฟฟ้าผสมกับกาวที่สำคัญอยู่ในวิธีการที่ส่วนประกอบ homogenate นั้นก็แยกย้ายกันไปอย่างสม่ำเสมอในสารละลายในการสั่งซื้อเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ต้องเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ homogenate. กับปัจจุบัน ความนิยมที่เพิ่มขึ้นของวัสดุนาโนเพื่อให้การกระจายตัวที่ดีขึ้นของวัสดุนาโนที่เป็นผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้เริ่มใช้อุปกรณ์กระจายความเร็วสูง, การดำเนินการตัดความเร็วสูงเพื่อให้การกระจายตัวสม่ำเสมอมากขึ้นของสารละลายในนอกจากนี้ยังมีผู้ผลิตจำนวนมากในการพัฒนาวัสดุ จำนวนมากของการปรับปรุงแพร่ระบาดโรคเอดส์สายสารละลาย
หลังจากเสร็จสิ้นการสารละลายกระจายขั้นตอนต่อไปคือการเคลือบด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในขณะนี้กระบวนการที่พบบ่อยและม้วนเคลือบส่วนใหญ่จะเป็นสองประเภทของการฉีดพ่นอุปกรณ์ลูกกลิ้งเคลือบอยู่ในขณะนี้ถูกแบ่งออก แต่ที่ดีสะอาดขึ้นอุปกรณ์ม้วน ความกว้างเคลือบปรับได้อย่างง่ายดายต้องเคลือบสารละลายเล็ก ๆ น้อย ๆ สามารถจะแล้วเสร็จดังนั้นจำนวนของสายในห้องปฏิบัติการและจีนเช่นเดียวกับการใช้งานมาก. อุปกรณ์การฉีดพ่นโดยใช้น้ำเชื่อมเป็น extruded จากการโอนสำนักงานใหญ่ ที่จะเก็บในปัจจุบันเคลือบเสร็จสิ้นแล้วให้อุปกรณ์สามารถใช้ความหนืดและของแข็งเนื้อหาที่สูงขึ้นของสารละลายฉีดพ่นรัฐของพื้นผิวขั้วยังจะดีกว่าและดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย. ในการผลิตที่แท้จริงของความเร็วในการเคลือบจะถูกควบคุมโดยทั่วไป 25-50m ระหว่าง / นาทีเพื่อเพิ่มความเร็วในการอบแห้งส่วนใหญ่โดยการเพิ่มความยาวของเตาอบเพื่อให้การเพิ่มขึ้นในส่วนของการลงทุนในอุปกรณ์ แต่อย่างมีนัยสำคัญสามารถเพิ่มความเร็วในตารางการผลิตลดต้นทุนการผลิต แต่ยังเพิ่มความยาวของเตาอบมีข้อ จำกัด บางอย่างที่เป็นส่วนใหญ่ เหตุผลก็คือเมื่อความยาวของเตาอบเพิ่มขึ้นการควบคุมความตึงของเครื่องเก็บกระแสจะเพิ่มขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ตัวเก็บประจุขนาดเล็กที่มีความเข้มต่ำลงปัญหานี้จะรุนแรงมากขึ้นด้วย ออกมาเพื่อให้เราสามารถได้ความยาวของเตาอบที่เพิ่มขึ้นอย่างมากมาย. นอกจากนี้อุณหภูมิสูงอบแห้งอย่างรวดเร็วในสารยึดเกาะ PVDF ยังสามารถทำให้รุนแรงปรากฏการณ์ของการกระจายไม่สม่ำเสมอของอิเล็กโทรดส่งผลให้วัสดุที่ใช้งานลดการยึดเกาะดังนั้นมันจึงเป็นเรื่องยากที่จะปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของเรา อุณหภูมิเตาอบจะเพิ่มความเร็วในการเคลือบของขั้วไฟฟ้าดังนั้นจึงมีข้อ จำกัด ในการเพิ่มความเร็วในการเคลือบ
ทันทีหลังจากการเคลือบความพรุนของขั้วไฟฟ้าแห้งจะอยู่ระหว่าง 60 ถึง 70% จากนั้นเราจะใช้ลูกกลิ้งกดเพื่อหมุนเพื่อลดความพรุนประมาณ 40% ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความจุของแบตเตอรี่ในมือข้างเดียว เส้นผ่าศูนย์กลางลูกกลิ้งของลูกกลิ้งกดโดยทั่วไป 600-1000mm เส้นผ่าศูนย์กลางลูกกลิ้งขนาดใหญ่สามารถเพิ่มความยาวของเขตการบดอัดลูกกลิ้งที่มีประสิทธิภาพและชะลอกระบวนการกลิ้ง นี้เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับขั้วไฟฟ้าหนา (ขั้วไฟฟ้าหนาสามารถล้มเหลวเนื่องจากความดันเกินในระหว่างการกลิ้ง)
หลังจากเสร็จสิ้นการขั้วไฟฟ้าแล้วเราจำเป็นต้องแบ่งขั้วไฟฟ้าออกตามความกว้างที่กำหนดตามโครงสร้างของแบตเตอรี่ขั้วไฟฟ้าจะถูกอบแห้งในเตาอบสูญญากาศเพื่อขจัดความชื้นที่เข้าร่วมในขั้วไฟฟ้าโดยปกติจำเป็นต้องใส่น้ำไว้ในแบตเตอรี่ เนื้อหามีการควบคุมด้านล่าง 500ppm เพื่อลดผลกระทบของความชื้นในอายุการใช้งานและปฏิกิริยาด้านข้างของแบตเตอรี่ Li-ion
เนื่องจากในปัจจุบันมีพื้นที่ จำกัด เราจึงได้แนะนำกระบวนการคัดเลือกวัสดุและ electrode coating สำหรับกระบวนการผลิตไฟฟ้าในสองส่วนต่อไปในบทความถัดไปเราจะแนะนำ 'การผลิตเซลล์เดี่ยว' และ 'ชุดแบตเตอรี่' ประมวลผลคอยติดตาม
