Hoe maak je softpack-batterijcellen?

Een cel is de kleinste eenheid van abatterij systeem. Meerdere cellen vormen een module, en meerdere modules vormen een batterijpakket, dat de basisstructuur vormt van auto-energiebatterijen.

Het celproductieproces omvat:

(1) Bereiding van actieve materiaalmest — Mengproces

Bij het mengen worden actieve materialen (lithiumijzerfosfaat voor de kathode, grafiet voor de anode) met behulp van een vacuümmenger tot een slurry gemengd. Dit is de eerste stap in de productie van batterijen. De kwaliteitscontrole van dit proces heeft een directe invloed op de batterijkwaliteit en de opbrengst van het eindproduct. Het gaat om een ​​complexe workflow met strenge eisen aan grondstofverhoudingen, mengstappen, roerduur en meer.

(2) Coaten van de geroerde slurry op koperfolie — Coatingproces

Dit proces omvat het gelijkmatig coaten van de voorgemengde slurry op beide zijden van koperfolie.

De kritische focus van coating is het bereiken van een consistente dikte en gewicht.

Coating is van het grootste belang om een ​​uniforme elektrodedikte en -gewicht te garanderen, omdat afwijkingen de consistentie van de batterij in gevaar brengen. Het moet ook deeltjes-, vuil- of stofverontreiniging in de elektroden voorkomen. Dergelijke vervuiling kan een versnelde ontlading van de batterij veroorzaken en zelfs veiligheidsrisico's met zich meebrengen.

(3) Koudpersen en voorsnijden: consolideren van anodemateriaal op koperfolie

In de walswerkplaats comprimeren rollen de elektrodeplaten die zijn bedekt met anode- en kathodematerialen. Dit proces verdicht de coating om de energiedichtheid te verbeteren en de uniformiteit van de dikte te garanderen, terwijl stof en vochtigheid verder worden gecontroleerd.

Bij koud persen worden de positieve en negatieve elektrodematerialen op de aluminiumfolie gecomprimeerd, wat cruciaal is voor het verbeteren van de energiedichtheid.

De koudgeperste elektrodeplaten worden vervolgens op de vereiste batterijafmetingen gesneden, met strikte controle op braamvorming (alleen zichtbaar onder een microscoop). Dit voorkomt dat bramen de afscheider doorboren, wat ernstige veiligheidsrisico's zou kunnen opleveren.

(4) Het maken van de positieve en negatieve lipjes van de batterij: stansen en snijden van tabbladen

Bij het stansproces van de tabs wordt gebruik gemaakt van een stansmachine om de geleidende tabs voor de cel te vormen. Omdat batterijen positieve en negatieve polen hebben, dienen deze lipjes als metalen geleiders die de elektroden van de cel verbinden. Simpel gezegd zijn dit de “oren” van de accupolen, die fungeren als contactpunten tijdens het opladen en ontladen.

Bij het daaropvolgende snijproces worden snijbladen gebruikt om de batterij-elektrodeplaten te verdelen.

(5) Voltooiing van het celprototype – lamineerproces

De gespleten elektrodeplaten worden in de volgorde gestapeld: negatieve elektrode, scheider, positieve elektrode, scheider, negatieve elektrode, scheider, positieve elektrode... positieve elektrode, scheider, negatieve elektrode. Dit proces wordt stapelen genoemd en de geassembleerde elektrodeplaten worden de cel genoemd.

(6) Lassen van lipjes

Dit is het tweede proces bij celfabricage. Met behulp van gespecialiseerde lasapparatuur worden lipjes aan de gestapelde cel gelast.

(7) Inkapseling

Dit is de derde stap in de celvoorbereiding. De cel is verpakt in aluminium-kunststoffolie.

(8) Vochtverwijdering en elektrolytinjectie – Bakken en elektrolytvulling

Vocht is de aartsvijand van batterijsystemen. Het bakproces zorgt ervoor dat het interne vochtniveau aan de normen voldoet, waardoor optimale prestaties gedurende de hele levenscyclus van de batterij worden gegarandeerd.

Het vullen met elektrolyten is de vierde stap in de celpreparatie. Elektrolyt wordt via een gereserveerde vulpoort in de ingekapselde cel geïnjecteerd, waardoor een halfafgewerkte cel ontstaat. Elektrolyt werkt als bloed dat door het cellichaam stroomt, waar energie-uitwisseling plaatsvindt door de overdracht van geladen ionen. Deze ionen transporteren van de elektrolyt naar de tegenoverliggende elektrode, waardoor het laad- en ontlaadproces wordt voltooid. Het geïnjecteerde volume elektrolyt is van cruciaal belang. Overmatig vullen kan oververhitting of onmiddellijke uitval van de batterij veroorzaken, terwijl onvoldoende vulling de levensduur van de batterij in gevaar brengt.

(9) Celactivatieproces — Vorming

Vorming is het proces waarbij cellen worden geactiveerd na het vullen met elektrolyten. Door herhaaldelijk opladen en ontladen vinden er intern chemische reacties plaats om de SEI-film te vormen (SEI-film: een passivatielaag die wordt gevormd tijdens de eerste cyclus van een lithiumbatterij wanneer de elektrolyt reageert met het anodemateriaal op het grensvlak tussen vaste stof en vloeistof, vergelijkbaar met het aanbrengen van een beschermende coating op de cel). Dit garandeert de veiligheid, betrouwbaarheid en lange levensduur van de cel tijdens daaropvolgende laad- en ontlaadcycli. Het activeren van de celprestaties omvat ook een reeks ‘gezondheidscontroles’, waaronder röntgeninspectie, isolatiemonitoring, lasinspectie en capaciteitstesten.

Het vormingsproces omvat verder:

- Tweede elektrolytvulling na celactivatie

- Wegen

- Lassen van vulpoorten

- Lektesten

- Testen van zelfontlading

- Veroudering bij hoge temperaturen

- Statische veroudering

Deze stappen zorgen voor productprestaties.

(10) Capaciteitssortering

Als gevolg van productievariaties kunnen batterijcellen geen identieke capaciteiten bereiken. Capaciteitssortering omvat het groeperen van cellen op capaciteit door middel van specifieke laad-ontlaadtests.

(11) Inspectie en verpakking voor opslag