리튬 배터리 제조 공정

리튬 배터리 제조 공정

리튬전지 제조공정 전반에 대한 소개

급속한 발전과 함께리튬 배터리산업계에서 리튬 배터리의 응용 시나리오는 지속적으로 확대되고 있으며 사람들의 생활과 업무에 없어서는 안될 에너지 장치가 되었습니다.맞춤형 리튬 배터리 제조업체의 생산 공정에 있어서 리튬 배터리 생산 공정에는 주로 재료, 코팅, 시트화, 준비, 권취, 쉘링, 압연, 베이킹, 액체 주입, 용접 등이 포함됩니다. 다음은 핵심 사항을 소개합니다. 리튬 배터리 생산 공정.양극성분 리튬전지의 양극은 활물질, 도전제, 접착제 등으로 구성됩니다. 먼저 원료를 확인하고 소성합니다.일반적으로 전도성제는 120℃에서 8시간 동안 구워야 하며, PVDF 접착제는 80℃에서 8시간 동안 구워야 합니다.활물질(LFP, NCM 등)의 베이킹과 건조가 필요한지 여부는 원료의 상태에 따라 달라집니다.현재 일반 리튬 배터리 작업장은 온도 40℃ 이하, 습도 25%RH 이하를 요구합니다.건조가 완료된 후에는 PVDF 접착제(PVDF 용매, NMP 용액)를 미리 준비해야 합니다.PVDF 접착제의 품질은 배터리의 내부 저항과 전기적 성능에 매우 중요합니다.접착제 적용에 영향을 미치는 요소에는 온도와 교반 속도가 포함됩니다.온도가 높을수록 접착제의 황변 현상이 접착력에 영향을 미칩니다.혼합 속도가 너무 빠르면 접착제가 쉽게 손상될 수 있습니다.특정 회전 속도는 분산 디스크의 크기에 따라 다릅니다.일반적으로 분산 디스크의 선형 속도는 10-15m/s입니다(장비에 따라 다름).이때 혼합탱크는 순환수를 켜야 하며 온도는 30°C 이하이어야 합니다.

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음극 슬러리를 일괄 추가합니다.이때 재료를 추가하는 순서에 주의해야 합니다.먼저 활물질과 도전제를 넣고 천천히 저은 후 접착제를 첨가합니다.리튬 배터리 생산 공정에 따라 공급 시간과 공급 비율도 엄격하게 구현되어야 합니다.둘째, 장비의 회전 속도와 회전 속도를 엄격하게 제어해야 합니다.일반적으로 말하면 분산 선형 속도는 17m/s 이상이어야 합니다.이는 장치의 성능에 따라 다릅니다.제조업체마다 크게 다릅니다.또한 혼합의 진공과 온도를 제어하십시오.이 단계에서는 슬러리의 입자 크기와 점도를 정기적으로 감지해야 합니다.입자 크기와 점도는 고형분 함량, 재료 특성, 공급 순서 및 리튬 배터리 제조 공정과 밀접한 관련이 있습니다.이때 기존 공정에서는 온도 30℃ 이하, 습도 25%RH 이하, 진공도 0.085mpa 이하가 필요합니다.슬러리를 이송 탱크나 페인트 가게로 옮깁니다.슬러리가 외부로 옮겨진 후에는 선별이 필요합니다.그 목적은 큰 입자를 필터링하고 강자성체 및 기타 물질을 침전 및 제거하는 것입니다.큰 입자는 코팅에 영향을 미치고 배터리의 과도한 자체 방전이나 단락 위험을 유발할 수 있습니다.슬러리에 강자성 물질이 너무 많으면 배터리의 과도한 자체 방전 및 기타 결함이 발생할 수 있습니다.이 리튬 배터리 생산 공정의 공정 요구 사항은 온도 ≤ ​​40°C, 습도 ≤ 25% RH, 스크린 메쉬 크기 ≤ 100 메쉬, 입자 크기 ≤ 15um입니다.

음극구성성분 리튬전지의 음극은 활물질, 도전제, 결합제, 분산제로 구성됩니다.먼저 원재료를 확인합니다.전통적인 양극 시스템은 수성 혼합 공정(용매는 탈이온수)이므로 원료에 대한 특별한 건조 요구 사항이 없습니다.리튬 배터리 생산 공정에서는 탈이온수의 전도도가 1us/cm 이하이어야 합니다.작업장 요구 사항: 온도 ≤40℃, 습도 ≤25%RH.접착제를 준비하십시오.원료가 결정되면 먼저 접착제(CMC와 물로 구성된)를 준비해야 합니다.이때, 흑연C와 도전재를 믹서에 넣어 건식혼합한다.건식 혼합 중에는 입자가 압출되고, 마찰되고, 가열되기 때문에 진공 청소기로 청소하거나 순환수를 켜지 않는 것이 좋습니다.회전 속도는 15~20rpm의 저속이고 긁기와 연삭 주기는 2~3회이며 간격 시간은 15분입니다.접착제를 믹서에 붓고 진공 청소기로 청소를 시작합니다(≤-0.09mpa).15~20rpm의 저속으로 2회 고무를 짜낸 후 속도를 조절(저속 35rpm, 고속 1200~1500rpm)하여 각 제조사의 습식 공정에 따라 약 15분~60분 정도 운행합니다.마지막으로 SBR을 블렌더에 붓습니다.SBR은 장쇄 폴리머이므로 저속 교반을 권장합니다.회전 속도가 너무 빠르면 오랜 시간 동안 분자 사슬이 쉽게 끊어지고 활성을 잃게 됩니다.35-40rpm의 낮은 속도와 1200-1800rpm의 빠른 속도로 10-20분 동안 교반하는 것이 좋습니다.테스트 점도(2000~4000mPa.s), 입자 크기(35um≤), 고형분 함량(40-70%), 진공도 및 스크린 메쉬(≤100 메쉬).특정 공정 값은 재료의 물리적 특성과 혼합 공정에 따라 달라집니다.작업장은 온도 30℃ 이하, 습도 25%RH 이하를 요구합니다.양극 코팅 코팅 리튬 배터리 제조 공정은 단일 표면 밀도가 20~40 mg/cm2(3원 리튬 배터리 유형)인 알루미늄 집전체의 AB 표면에 양극 슬러리를 압출하거나 분사하는 것을 의미합니다.용광로 온도는 일반적으로 4~8노트 이상이며 각 섹션의 베이킹 온도는 베이킹 균열 중 가로 균열 및 용제 떨어지는 것을 방지하기 위해 실제 필요에 따라 95°C~120°C 사이에서 조정됩니다.전사 코팅 롤러 속도 비율은 1.1-1.2이며, 배터리 사이클링 중 테일링으로 인해 리튬 침전으로 이어질 수 있는 라벨 위치의 과도한 압축을 방지하기 위해 간격 위치를 20-30um로 얇게 만듭니다.코팅 수분 ≤2000-3000ppm(재료 및 공정에 따라 다름)작업장의 양극 온도는 30℃ 이하이고 습도는 25% 이하입니다.개략도는 다음과 같습니다. 코팅 테이프의 개략도

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그만큼리튬 배터리 제조과정음극 코팅구리 집전체의 AB 표면에 음극 슬러리를 압출하거나 분사하는 것을 말합니다.단일 표면 밀도 ≒ 10~15 mg/cm2.코팅로 온도는 일반적으로 4~8개 구간(또는 그 이상)으로 구성되며 각 구간의 소성온도는 80℃~105℃이다.베이킹 균열 및 가로 균열을 피하기 위해 실제 필요에 따라 조정될 수 있습니다.전사 롤러 속도 비율은 1.2-1.3이고 간격은 10-15um 얇아지고 페인트 농도는 3000ppm 이하이며 작업장의 음극 온도는 30℃ 이하, 습도는 25% 이하입니다.양극판의 양극 코팅이 건조된 후 공정 시간 내에 드럼을 정렬해야 합니다.롤러는 전극 시트(단위 부피당 드레싱의 질량)를 압축하는 데 사용됩니다.현재 리튬 배터리 제조 공정에는 열간 압착과 냉간 압착이라는 두 가지 양극 압착 방법이 있습니다.냉간 압착에 비해 열간 압착은 압축률이 높고 반동률이 낮습니다.그러나 냉간 압착 공정은 비교적 간단하고 작동 및 제어가 쉽습니다.롤러의 주요 장비는 다음과 같은 공정 값, 압축 밀도, 반발 속도 및 연신율을 달성하는 것입니다.동시에, 로드 조각의 표면에는 부서지기 쉬운 칩, 단단한 덩어리, 떨어진 물질, 물결 모양 가장자리 등이 허용되지 않으며 틈새에 파손이 허용되지 않는다는 점에 유의해야 합니다.이때 작업장 환경 온도는 23℃ 이하, 습도는 25% 이하입니다.현재 기존 재료의 실제 밀도:

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일반적으로 사용되는 압축:

리바운드 속도: 일반 리바운드 2-3 μm

연신율: 양극 시트는 일반적으로 1.002입니다.

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양극 롤이 완성된 후 다음 단계는 전체 전극 조각을 동일한 너비(배터리 높이에 해당)의 작은 스트립으로 나누는 것입니다.슬리팅 시 폴피스의 버에 주의하십시오.2차원 장비를 사용하여 폴 피스에 X 및 Y 방향의 버가 있는지 종합적으로 검사해야 합니다.세로 방향 버 길이 공정 Y ≤1/2 H 다이어프램 두께.작업장의 주변 온도는 23℃ 이하, 이슬점은 -30℃ 이하이어야 합니다.리튬전지 음극시트용 음극시트의 제조공정은 양극과 동일하지만 공정설계가 다르다.작업장의 주변 온도는 23℃ 이하, 습도는 25% 이하이어야 합니다.일반적인 음극 재료의 실제 밀도:

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일반적으로 사용되는 음극 압축: 반동 속도: 일반 반동 4-8um 연신율: 양극판 일반적으로 1.002 리튬 배터리 양극 스트리핑 생산 공정은 양극 스트리핑 공정과 유사하며 둘 다 X 및 버의 제어가 필요합니다. Y 방향.작업장의 주변 온도는 23℃ 이하, 이슬점은 -30℃ 이하이어야 합니다.양극판을 벗길 준비가 완료되면 양극판을 건조(120°C)한 다음 알루미늄 시트를 용접하고 포장해야 합니다.이 과정에서 탭 길이와 성형 폭을 고려해야 합니다.**650 디자인(예: 18650 배터리)을 예로 들면 탭이 노출된 디자인은 주로 캡 및 롤 그루브 용접 중 음극 탭의 합리적인 협력을 고려하기 위한 것입니다.폴 탭이 너무 오랫동안 노출되면 압연 공정 중에 폴 탭과 강철 쉘 사이에 단락이 쉽게 발생할 수 있습니다.러그가 너무 짧으면 캡을 납땜할 수 없습니다.현재 초음파 용접 헤드에는 선형과 점형의 두 가지 유형이 있습니다.국내 공정에서는 과전류 및 용접강도 등을 고려하여 대부분 리니어 용접헤드를 사용하고 있습니다.또한 납땜 탭을 덮는 데 고온 접착제가 사용되는데, 이는 주로 금속 버 및 금속 파편으로 인한 단락 위험을 방지하기 위한 것입니다.작업장의 주변 온도는 23℃ 이하, 이슬점은 -30℃, 음극 수분 함량은 500-1000ppm이어야 합니다.

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네거티브 플레이트 준비음극판을 건조(105-110°C)한 다음 니켈 시트를 용접하고 포장해야 합니다.솔더 탭 길이와 성형 폭도 고려해야 합니다.작업장의 주변 온도는 23℃ 이하, 이슬점은 -30℃ 이하, 음극의 수분 함량은 500-1000ppm 이하이어야 합니다.권취는 세퍼레이터, 양극 시트, 음극 시트를 권취기를 통해 철심에 권취하는 것입니다.원리는 양극을 음극으로 감싼 후 분리막을 통해 양극과 음극을 분리하는 것입니다.기존 시스템의 음극은 배터리 설계의 제어 전극이므로 용량 설계가 양극보다 높으므로 형성 충전 중에 양극의 Li+를 "빈 공간"에 저장할 수 있습니다. 음극.와인딩 시 와인딩 장력과 폴피스 배열에 특별한 주의가 필요합니다.권선 장력이 너무 작으면 내부 저항과 하우징 삽입 속도에 영향을 미칩니다.과도한 장력은 단락이나 칩핑의 위험을 초래할 수 있습니다.정렬이란 음극, 양극, 분리막의 상대적인 위치를 말합니다.음극의 폭은 59.5mm, 양극은 58mm, 분리막은 61mm이다.합선 위험을 방지하기 위해 재생 중에 세 개가 정렬됩니다.권선 장력은 일반적으로 양극의 경우 0.08-0.15Mpa, 음극의 경우 0.08-0.15Mpa, 상부 다이어프램의 경우 0.08-0.15Mpa, 하부 다이어프램의 경우 0.08-0.15Mpa입니다.구체적인 조정은 장비와 프로세스에 따라 다릅니다.이 작업장의 주변 온도는 23℃ 이하, 이슬점은 -30℃, 수분 함량은 500-1000ppm 이하입니다.

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케이스에 담긴 배터리 코어를 케이스에 장착하기 전 200~500V의 Hi-Pot 테스트(고전압 배터리가 단락되었는지 테스트하기 위해)가 필요하며, 케이스에 장착하기 전에 먼지를 추가로 제어하기 위해 진공 청소도 필요합니다. 경우.리튬 배터리의 3대 제어점은 수분, 버, 먼지입니다.이전 공정이 완료된 후 하단 개스킷을 배터리 코어 바닥에 삽입하고 양극 시트를 표면이 배터리 코어 권취 핀홀과 마주하도록 구부린 다음 마지막으로 강철 쉘 또는 알루미늄 쉘에 수직으로 삽입합니다.유형 18650을 예로 들면 외경 ≒ 18mm + 높이 ≒ 71.5mm입니다.권취 코어의 단면적이 스틸 케이스의 내부 단면적보다 작은 경우 스틸 케이스 삽입률은 약 97% ~ 98.5%입니다.왜냐하면 폴피스의 반발값과 이후 주입 시 액체 침투 정도를 고려해야 하기 때문입니다.표면 밑깔개와 동일한 과정에는 상단 밑깔개 조립이 포함됩니다.작업장의 주변 온도는 23℃ 이하, 이슬점은 -40℃ 이하이어야 합니다.

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구르는납땜 핀(보통 구리 또는 합금으로 만들어짐)을 납땜 코어 중앙에 삽입합니다.일반적으로 사용되는 용접 핀은 Φ2.5*1.6mm이며, 음극의 용접 강도는 자격을 갖추려면 ≥12N이어야 합니다.너무 낮으면 가상 납땜 및 과도한 내부 저항이 발생하기 쉽습니다.너무 높으면 강철 쉘 표면의 니켈 층이 쉽게 용접되어 솔더 조인트가 발생하여 녹 및 누출과 같은 숨겨진 위험이 발생합니다.롤링 그루브에 대한 간단한 이해는 감겨진 배터리 코어를 흔들리지 않고 케이싱에 고정하는 것입니다.이 리튬 배터리의 제조 공정에서는 너무 빠른 가로 속도로 케이싱을 절단하지 않도록 가로 압출 속도와 세로 압축 속도의 일치에 특별한 주의를 기울여야 하며, 다음과 같은 경우 노치의 니켈 층이 떨어지게 됩니다. 종방향 속도가 너무 빠르거나 노치 높이가 영향을 받고 밀봉이 영향을 받습니다.홈 깊이, 확장 및 홈 높이에 대한 프로세스 값이 표준을 준수하는지 확인해야 합니다(실제 및 이론적 계산을 통해).일반적인 호브 크기는 1.0, 1.2 및 1.5mm입니다.롤링 그루브가 완성된 후에는 금속 잔해를 방지하기 위해 전체 기계를 다시 진공 청소해야 합니다.진공도는 0.065Mpa 이하, 진공청소 시간은 1~2초가 되어야 합니다.이 작업장의 주변 온도 요구 사항은 23℃ 이하이고 이슬점은 -40℃ 이하입니다.배터리 코어 베이킹 원통형 배터리 시트를 굴리고 홈을 파낸 후 다음 리튬 배터리 생산 공정은 매우 중요합니다. 바로 베이킹입니다.배터리 셀을 생산하는 동안 일정량의 수분이 유입됩니다.시간에 따라 표준 범위 내에서 수분을 제어하지 못하면 배터리의 성능과 안전성에 심각한 영향을 미칩니다.일반적으로 베이킹에는 자동 진공 오븐이 사용됩니다.구워질 셀을 가지런히 배열하고, 오븐에 건조제를 넣은 후, 매개변수를 설정하고, 온도를 85°C까지 올립니다(인산철리튬 배터리를 예로 들겠습니다).다음은 배터리 셀의 다양한 사양에 대한 베이킹 표준입니다.

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액체 주입리튬 배터리 제조 공정에는 구운 배터리 셀의 습도 테스트가 포함됩니다.이전 베이킹 표준에 도달한 후에만 다음 단계인 전해질 주입으로 진행할 수 있습니다.구운 배터리를 진공 글로브 박스에 빠르게 넣고 무게를 측정하고 기록하고 주입 컵을 얹은 다음 설계된 무게의 전해질을 컵에 추가합니다. (일반적으로 액체 침지 배터리 테스트가 수행됩니다. 배터리를 컵에 넣습니다. 가운데).배터리 코어를 전해질에 넣고 일정 시간 동안 담근 다음 배터리의 최대 액체 흡수 용량을 테스트하고(일반적으로 실험 용량에 따라 액체를 채웁니다) 진공 상자에 넣어 진공 상태로 만듭니다(진공도 ≤ - 0.09Mpa), 전해질이 전극으로 침투하는 것을 가속화합니다.몇 번의 사이클 후에 배터리 조각을 제거하고 무게를 측정합니다.주입량이 설계값을 충족하는지 계산합니다.적다면 보충해야 합니다.너무 많으면 디자인 요구 사항을 충족할 때까지 남은 부분을 부어주세요.글러브 박스 환경은 온도 23℃ 이하, 이슬점 45℃ 이하를 요구합니다.

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용접본 리튬배터리 제조과정에서 배터리 커버를 미리 글러브박스에 넣고, 배터리 커버를 한 손으로 슈퍼용접기 하부금형에 고정하고, 다른 손으로 배터리 코어를 잡아야 합니다. 손.배터리 셀의 양극 러그를 커버의 단자 러그에 맞춥니다.양극 단자 러그가 캡 단자 러그와 정렬되었는지 확인한 후 초음파 용접기에 올라섭니다.그런 다음 용접기의 풋 스위치를 밟으세요.그 후, 배터리 유닛을 완전히 검사하여 납땜 탭의 용접 효과를 확인해야 합니다.

 

납땜 탭이 정렬되었는지 확인합니다.

 

납땜 탭을 가볍게 당겨 느슨해졌는지 확인합니다.

 

배터리 커버가 단단히 용접되지 않은 배터리는 다시 용접해야 합니다.

 


게시 시간: 2024년 5월 27일