ლითიუმის ბატარეის წარმოების წინა ეტაპი

ითიუმის-იონურ აკუმულატორებს გამოყენების ფართო სპექტრი აქვთ. გამოყენების სფეროების კლასიფიკაციის მიხედვით, ისინი შეიძლება დაიყოს ენერგიის შესანახ აკუმულატორებად, კვების აკუმულატორებად და სამომხმარებლო ელექტრონიკის აკუმულატორებად.

• ენერგიის შესანახი აკუმულატორი მოიცავს საკომუნიკაციო ენერგიის შენახვას, ელექტროენერგიის ენერგიის შენახვას, განაწილებულ ენერგეტიკულ სისტემებს და ა.შ.;
• აკუმულატორები ძირითადად გამოიყენება ენერგეტიკის სფეროში, რომელიც ემსახურება ბაზარს, მათ შორის ახალი ენერგიის მატარებლებს, ელექტრო ამწეებს და ა.შ.;
• სამომხმარებლო ელექტრონიკისთვის განკუთვნილი აკუმულატორები მოიცავს სამომხმარებლო და სამრეწველო სფეროს, მათ შორის ჭკვიან აღრიცხვას, ინტელექტუალურ უსაფრთხოებას, ინტელექტუალურ ტრანსპორტს, ნივთების ინტერნეტს და ა.შ.

ლითიუმ-იონური ბატარეა რთული სისტემაა, რომელიც ძირითადად შედგება ანოდის, კათოდის, ელექტროლიტის, გამყოფის, დენის შემგროვებლის, შემკვრელის, გამტარი აგენტის და ა.შ.გან და მოიცავს რეაქციებს, მათ შორის ანოდისა და კათოდის ელექტროქიმიურ რეაქციას, ლითიუმის იონების გამტარობას და ელექტრონულ გამტარობას, ასევე სითბოს დიფუზიას.

ლითიუმის ბატარეების წარმოების პროცესი შედარებით ხანგრძლივია და 50-ზე მეტ პროცესს მოიცავს.

ლითიუმის აკუმულატორები ფორმის მიხედვით შეიძლება დაიყოს ცილინდრულ აკუმულატორებად, კვადრატული ალუმინის გარსის მქონე აკუმულატორებად, ჩანთისებრ აკუმულატორებად და პირიან აკუმულატორებად. მათი წარმოების პროცესში გარკვეული განსხვავებებია, მაგრამ საერთო ჯამში, ლითიუმის აკუმულატორების წარმოების პროცესი შეიძლება დაიყოს წინა ეტაპის პროცესად (ელექტროდების წარმოება), შუა ეტაპის პროცესად (უჯრედების სინთეზი) და უკანა ეტაპის პროცესად (ფორმირება და შეფუთვა).

ამ სტატიაში წარმოდგენილი იქნება ლითიუმის ბატარეის წარმოების საწყისი პროცესი.

წინა პროცესის მიზანია ელექტროდის (ანოდის და კათოდის) წარმოების დასრულება. მისი ძირითადი პროცესები მოიცავს: შესხურებას/შერევას, დაფარვას, კალენდრებას, დაჭრას და ჭრას.

შერევა/ამორევა

სუსპენზიის შერევა/შერევა გულისხმობს ანოდისა და კათოდის მყარი აკუმულატორის მასალების თანაბრად შერევას და შემდეგ სუსპენზიის მისაღებად გამხსნელის დამატებას. სუსპენზიის შერევა ხაზის წინა ბოლოდან დაწყებული პროცესია და შემდგომი საფარის, კალენდრირებისა და სხვა პროცესების დასრულების წინაპირობაა.

ლითიუმის ბატარეის სუსპენზია იყოფა დადებით ელექტროდულ სუსპენზიად და უარყოფით ელექტროდულ სუსპენზიად. აქტიური ნივთიერებები, გამტარი ნახშირბადი, გასქელება, შემკვრელი, დანამატი, გამხსნელი და ა.შ. პროპორციულად უნდა მოათავსოთ მიქსერში. შერევით მიიღება საფარისთვის განკუთვნილი მყარი-თხევადი სუსპენზიის სუსპენზიის ერთგვაროვანი დისპერსია.

მაღალი ხარისხის შერევა შემდგომი პროცესის მაღალი ხარისხით დასრულების საფუძველია, რაც პირდაპირ ან ირიბად იმოქმედებს აკუმულატორის უსაფრთხოებისა და ელექტროქიმიური მახასიათებლების შესახებ.

საფარი

დაფარვა არის ალუმინის და სპილენძის ფოლგებზე დადებითი და უარყოფითი აქტიური მასალის დაფარვის პროცესი, შესაბამისად, და მათი გამტარ ნივთიერებებთან და შემკვრელთან შერწყმა ელექტროდის ფურცლის შესაქმნელად. შემდეგ გამხსნელები იშლება ღუმელში გაშრობით ისე, რომ მყარი ნივთიერება მიეკრას სუბსტრატს დადებითი და უარყოფითი ელექტროდის ფურცლის ხვეულის შესაქმნელად.

კათოდური და ანოდური საფარი

კათოდური მასალები: არსებობს მასალების სამი ტიპი: ლამინირებული სტრუქტურა, სპინელის სტრუქტურა და ოლივინის სტრუქტურა, რაც შესაბამისად შეესაბამება სამმაგი მასალების (და ლითიუმის კობალტატის), ლითიუმის მანგანატის (LiMn2O4) და ლითიუმის რკინის ფოსფატის (LiFePO4) შემადგენლობას.

ანოდური მასალები: ამჟამად, კომერციულ ლითიუმ-იონურ ბატარეებში გამოყენებული ანოდური მასალები ძირითადად მოიცავს ნახშირბადის და არანახშირბადის მასალებს. მათ შორის ნახშირბადის მასალებს შორისაა გრაფიტის ანოდი, რომელიც ამჟამად ყველაზე ხშირად გამოიყენება, და უწესრიგო ნახშირბადის ანოდი, მყარი ნახშირბადი, რბილი ნახშირბადი და ა.შ.; არანახშირბადის მასალებს შორისაა სილიციუმის ბაზაზე დამზადებული ანოდი, ლითიუმის ტიტანატი (LTO) და ა.შ.

როგორც წინა პროცესის ძირითადი რგოლი, საფარის პროცესის შესრულების ხარისხი ღრმა გავლენას ახდენს მზა აკუმულატორის მდგრადობაზე, უსაფრთხოებასა და სასიცოცხლო ციკლზე.

კალენდრება

დაფარული ელექტროდი დამატებით იკუმშება როლიკებით, ისე, რომ აქტიური ნივთიერება და კოლექტორი ერთმანეთთან მჭიდრო კონტაქტში იყოს, რაც ამცირებს ელექტრონების გადაადგილების მანძილს, ამცირებს ელექტროდის სისქეს და ზრდის დატვირთვის ტევადობას. ამავდროულად, მას შეუძლია შეამციროს აკუმულატორის შიდა წინააღმდეგობა, გაზარდოს გამტარობა და გააუმჯობესოს აკუმულატორის მოცულობის გამოყენების მაჩვენებელი, რათა გაიზარდოს აკუმულატორის ტევადობა.

კალენდრირების პროცესის შემდეგ ელექტროდის სიბრტყე პირდაპირ გავლენას მოახდენს შემდგომი ჭრის პროცესის ეფექტზე. ელექტროდის აქტიური ნივთიერების ერთგვაროვნება ასევე ირიბად იმოქმედებს უჯრედის მუშაობაზე.

ჭრილი

ჭრილი არის ფართო ელექტროდის ხვეულის უწყვეტი გრძივი ჭრა საჭირო სიგანის ვიწრო ნაჭრებად. ჭრილის დროს ელექტროდი განიცდის ძვრის მოქმედებას და იშლება. ჭრილის შემდეგ კიდის სიბრტყე (ღრმულების და მოხრის გარეშე) მისი მუშაობის შემოწმების გასაღებია.

ელექტროდის დამზადების პროცესი მოიცავს ელექტროდის ჩანართის შედუღებას, დამცავი წებოვანი ქაღალდის დატანას, ელექტროდის ჩანართის შეფუთვას და ლაზერის გამოყენებით ელექტროდის ჩანართის ჭრას შემდგომი დახვევის პროცესისთვის. ჭრა გულისხმობს დაფარული ელექტროდის დაშტამპვას და ფორმირებას შემდგომი პროცესისთვის.

ლითიუმ-იონური ბატარეების უსაფრთხოების მაღალი მოთხოვნების გამო, ლითიუმის ბატარეების წარმოების პროცესში მაღალი მოთხოვნაა აღჭურვილობის სიზუსტეზე, სტაბილურობასა და ავტომატიზაციაზე.

ლითიუმის ელექტროდების საზომი აღჭურვილობის ლიდერმა, Dacheng Precision-მა გამოუშვა პროდუქტების სერია ელექტროდების გაზომვისთვის ლითიუმის ბატარეების წარმოების წინა ეტაპზე, როგორიცაა რენტგენის/β-სხივების არეალური სიმკვრივის საზომი, CDM სისქისა და არეალური სიმკვრივის საზომი, ლაზერული სისქის საზომი და ა.შ.

• სუპერ რენტგენის არეალური სიმკვრივის საზომი

ის ადაპტირებადია საფარის 1600 მმ-ზე მეტი სიგანის გაზომვასთან, მხარს უჭერს ულტრამაღალსიჩქარიან სკანირებას და აფიქსირებს დეტალურ მახასიათებლებს, როგორიცაა გათხელებული ადგილები, ნაკაწრები და კერამიკული კიდეები. მას შეუძლია დაეხმაროს დახურული ციკლის საფარის გამოყენებას.

•  რენტგენის/β-სხივების არეალური სიმკვრივის საზომი

ის გამოიყენება აკუმულატორის ელექტროდის დაფარვის პროცესში და გამყოფი კერამიკული დაფარვის პროცესში, გაზომილი ობიექტის ფართობის სიმკვრივის ონლაინ ტესტირების ჩასატარებლად.

•  CDM სისქისა და ფართობის სიმკვრივის საზომი

მისი გამოყენება შესაძლებელია დაფარვის პროცესზე: ელექტროდების დეტალური მახასიათებლების ონლაინ აღმოჩენა, როგორიცაა დაფარვის არარსებობა, მასალის დეფიციტი, ნაკაწრები, გათხელებული უბნების სისქის კონტურები, AT9 სისქის აღმოჩენა და ა.შ.;

•  მრავალკადრიანი სინქრონული თვალთვალის საზომი სისტემა

ის გამოიყენება ლითიუმის ბატარეების კათოდისა და ანოდის დაფარვის პროცესისთვის. ელექტროდებზე სინქრონული თვალთვალის გაზომვების შესასრულებლად იყენებს მრავალ სკანირების ჩარჩოს. ხუთკადრიანი სინქრონული თვალთვალის გაზომვის სისტემას შეუძლია სველი ფენის, საფარის წმინდა რაოდენობისა და ელექტროდის შემოწმება.

•  ლაზერული სისქის საზომი

ის გამოიყენება ელექტროდის აღმოსაჩენად ლითიუმის ბატარეების დაფარვის პროცესში ან კალენდრების პროცესში.

• ოფლაინ სისქისა და განზომილების საზომი

ის გამოიყენება ელექტროდების სისქისა და ზომის დასადგენად ლითიუმის ბატარეების დაფარვის პროცესში ან კალენდრების პროცესში, რაც აუმჯობესებს ეფექტურობას და თანმიმდევრულობას.