배터리는 어떻게 제조됩니까?

배터리는 어떻게 제조됩니까?

새로운 에너지 시대의 핵심 전력 운송 업체로서 리튬 배터리의 생산 공정은 재료 과학, 정밀 제조 및 지능형 기술의 최고의 성과를 통합합니다. 전체 산업 체인의 관점에서,이 기사는 "파우더"에서 "배터리 셀"까지 리튬 배터리의 완전한 생산 공정을 깊이 분석하고, 재료 준비, 전극 코팅, 배터리 셀 어셈블리 및 형성 테스트와 같은 주요 링크를 다루고, 프로세스 매개 변수 및 장비 선택을 결합하여 리튬 배터리 제조의 기본 논리를 마스터 할 수 있도록 도와줍니다.

리튬 배터리 성능의 70%는 원료에 의해 결정됩니다. 양성 및 음성 활성 물질, 전도제 및 바인더의 비율 및 전처리는 제조 공정의 출발점입니다.

1.1 양성 전극 재료의 제조

• 원료 믹싱: 리튬 코발트 산화물 (LCO), 리튬 철 포스페이트 (LFP) 또는 3 배 재료 (NCM)는 매트릭스로 사용되며 전도제 (예 : 초전도 탄소 검은 색) 및 결합제 (PVDF)와 혼합되어 비례합니다.
• 접착제 용액의 준비: 습식 공정을 사용할 때, PVDF는 N- 메틸 피 롤리 돈 (NMP)에 용해되어 안정적인 점도 (점도 범위 2000-4000 MPA · s)와 접착제 용액을 형성해야합니다.
• 슬러리 분산: 고속 분산은 진공 상태 (-0. 085MPa)에 따라 행성 믹서에 의해 수행되어 활성 물질의 균일 한 분포 (15μm보다 작거나 동일)를 보장합니다.

1.2 음성 전극 재료의 제조

• 흑연 전처리: 천연\/인공 흑연은 볼 밀링 및 스크리닝 후 전도제 (탄소 나노 튜브) 및 바인더 (SBR, CMC)와 혼합되며, 수성 용매 (1μS\/cm보다 적은 수의 탈 이온수 전도도)가 사용된다.
• 슬러리 안정성 제어: 장쇄 분자 파손은 단계적 혼합 (건조 혼합 → 습식 혼합 → SBR 첨가)에 의해 피하고 점도는 2000-4000 MPA · s에서 제어됩니다.

주요 장비 : 진공 혼합 기계, Nano Sand Mill, 초음파 분산기.

코팅은 슬러리를 전극 시트로 변환하는 핵심 공정으로, 배터리의 에너지 밀도와 사이클 수명에 직접적인 영향을 미칩니다.

2.1 코팅 공정 분류

• 블레이드 코팅 :높은 고체 함량 슬러리 (양의 전극 고체 함량 60-70%), 코팅 두께 정확도 ± 1μm에 적합합니다.
• 슬릿 압출 코팅 :울트라 얇은 코팅 (음성 전극 표면 밀도 8-12 mg\/cm²), ± 0. 2mm의 가장자리 균일 성에 사용됩니다.

2.2 건조 매개 변수 제어

• 양의 전극 베이킹 :균열 및 "오렌지 껍질 효과"를 방지하기 위해 다단계 온도 구역 설계 (95-120도), 2000ppm보다 작은 용매 잔류 물.
• 음의 전극 베이킹 :저온 건조 (80-105도), 흑연 산화를 피하고 수분 조절은 3000ppm보다 작거나 동일합니다.

기술적 인 어려움: 전극 시트의 가장자리 (양의 전극 가늘어지는 20-30 μm, 음의 전극 10-15 μm)를 얇게하여 귀 영역의 응력 농도를 방지하고 리튬 침전을 유발합니다.

코팅 된 전극은 표준화 된 전극 어셈블리를 형성하기 위해 압축, 슬릿 조정 및 배터리 탭 용접이 필요합니다.

3.1 롤링 과정

• 냉간 압박과 뜨거운 압박 :핫 프레스 (80-120} 학위)는 압축 밀도를 증가시킬 수 있습니다 (LFP는 2에 도달합니다. 4-2. 6g\/cm³).
• 신장 제어 :양의 전극은 {{{0}}}.

3.2 슬릿과 탭 용접

• 슬리팅 버 탐지 :레이저 보조 요소 측정 기기가 사용되며, 버 높이는 1\/2 다이어프램 두께 ​​(예 : 20μm 다이어프램, 버와 같은 10μm)입니다.
• 초음파 용접 :양성 알루미늄 폴 귀 용접 강도는 8n\/mm² 이상 또는 동일하게, 음의 니켈 폴어 귀는 선형 용접 헤드를 사용하여 과전류 손상을 방지합니다.

주요 장비 :고정밀 롤러 프레스,전극 슬릿팅 기계, 배터리 탭 스팟 용접 기계.

전극 시트와 다이어프램의 정확한 라미네이션 설계는 배터리 셀 안전 및 에너지 밀도의 핵심 보장입니다.

4.1 와인딩 과정

• 장력 제어 :양의 전극 장력 {{0}}.
• 정렬 정확도 :음성 전극 폭> 양의 전극 1.5mm (예 : 양의 전극 58mm 및 음성 전극 59.5mm), 다이어프램 중심 편차는 ± 0.

4.2 포격 및 액체 주입

• 진공 건조 :전해질 분해를 피하기 위해 4 시간 동안 80도 베이킹, 수분 함량은 500ppm보다 적거나 500ppm에 해당합니다.
• 전해질 주입 :글러브 박스의 질소 보호 (1 0 ppm보다 작거나 같은 산소 함량, ± 0.1g보다 작은 주입량 오차, 침지 시간은 8 시간보다 크거나 동일합니다.

기술 혁신 :스태킹 프로세스는 권선 (예 : 블레이드 배터리)을 대체하고 공간 활용률은 15%이상 증가했습니다.

배터리 셀은 자격을 갖춘 완제품으로 변환하기 전에 형성, 용량 부서 및 노화와 같은 복잡한 처리를 거쳐야합니다.

5.1 형성 과정

• 첫 번째 충전 및 퇴원 :0. 02C 작은 전류 활성화 (전압 3. 0-4. 2V), SEI 필름 형성 온도는 25 ± 2 도로 제어됩니다.
• 배기 처리 :고온 가스를 배출하고 팽창 속도를 줄이기위한 고온 압력 (6 0 정도 \/0.5mpa).

5.2 용량 등급 및 스크리닝

• 용량 채점 :0. 5C 전하 및 방전주기, 용량 편차는 ± 3%보다 작거나 동일하며 내부 저항 차이는 5%보다 작거나 동일합니다.
• K 값 테스트 :전압은 72 시간 동안 서있는 후 5MV보다 작거나 5MV보다 적어자가 차지 비정상 배터리 셀을 선별합니다.

지능형 업그레이드 :AI 육안 검사 시스템은 극 조각 결함 (검은 반점, 흠집)의 검출 속도를 99.9%보다 달성합니다.

"용량 채점: 배터리 제조 공정에서 공정 이유로 인해 배터리의 실제 용량은 완전히 일관성이 없습니다. 특정 충전 및 방전 테스트를 통해 용량별 배터리를 분류하는 프로세스배터리 충전 방전 테스트 장비용량 채점이라고합니다. "

양의 및 음성 전극 재료 균질화 ➯ 전극 코팅 ➯ 전극 롤링 ➯ 전극 슬릿 ➯ 전극 건조 ➯ 전극 건조 ➯ 전극 와인딩 ➯ 젤리 롤 삽입 ➯ 음성 전극 용접 ➯ ➯ roll grooving ➯ 캡 용접 ➯ CAP 용접 ➯ 전해질 ➯ 전해질 ➯ 전해질 확산 ➯ 배터리 밀봉 ➯ 배터리 형성.

"배터리 형성 :조립 된 배터리에 특정 전류가 주어진 후, 배터리의 양극 및 음극의 활성 재료가 자극되며, 마지막으로 배터리가 방전 용량을 갖는 전기 화학 공정을 형성이라고합니다. 배터리는 형성 후 전원으로 만 사용할 수 있습니다. "

리튬 배터리 생산은 효율성과 지속 가능성을 고려해야하며, 먼지 회복에서 폐수 처리에 이르기까지 폐 루프 관리가 필요합니다.

6.1 먼지 회수 시스템

• 양의 전극 먼지 :가방 먼지 제거 + 활성탄 흡착, 회복 속도는 98%이상입니다.
• NMP 복구 :증류 타워 정제, 용매 재사용 속도는 95%이상입니다.

6.2 폐수 처리

• 불소 함유 폐수 :화학 강수량 + 역삼 투 치료, 불소 이온 농도는 10mg\/L보다 작거나 동일합니다.
• 흑연 슬러지 :재활용 흑연을 준비하기위한 고온 소환, 자원 활용률은 80%이상 또는 동일합니다.

솔리드 스테이트 배터리 공정 :건식 전극 기술은 용매 사용을 제거하고 에너지 소비를 40%줄입니다.
극단적 인 제조 :4680 대형 원통형 배터리 셀 풀 원 디자인의 생산주기는 300ppm으로 증가합니다.
디지털 트윈 :슬러리 분산에서 형성에 이르기까지 전체 프로세스의 가상 시뮬레이션으로 시행 착오 비용이 70%감소합니다.
나노 규모의 재료 분산에서 지능형 품질 관리에 이르기까지 리튬 배터리 제조는 마이크로 및 거시적 수준에 걸쳐있는 정확한 심포니입니다.