Jak wspomnieliśmy wcześniej, typowy proces produkcji baterii litowo-jonowej można podzielić na trzy etapy: proces front-end (produkcja elektrod), proces pośredni (synteza ogniw) oraz proces back-end (formowanie i pakowanie). Wcześniej omówiliśmy proces front-end, a ten artykuł skupi się na procesie pośrednim.
Środkowy etap procesu produkcji baterii litowej to etap montażu, którego celem jest dokończenie produkcji ogniw. Dokładniej, środkowy etap procesu polega na uporządkowanym montażu elektrod (dodatniej i ujemnej) wykonanych w poprzednim procesie, z separatorem i elektrolitem.
Ze względu na różne struktury magazynowania energii w różnych rodzajach baterii litowych, w tym bateriach pryzmatycznych z aluminiową obudową, bateriach cylindrycznych, bateriach kieszeniowych, bateriach łopatkowych itp., widoczne są wyraźne różnice w ich procesie technicznym na etapie pośrednim.
Środkowy etap procesu produkcji baterii pryzmatycznych z aluminiową obudową i baterii cylindrycznych obejmuje nawijanie, wtryskiwanie elektrolitu i pakowanie.
Środkowy etap procesu produkcji akumulatorów typu pouch i akumulatorów typu blade obejmuje układanie w stosy, wstrzykiwanie elektrolitu i pakowanie.
Główną różnicą pomiędzy nimi jest proces nawijania i układania w stosy.
Meandrowy
Proces nawijania ogniwa polega na zwinięciu katody, anody i separatora razem w maszynie nawijającej, a sąsiednie katoda i anoda są rozdzielane separatorem. W kierunku wzdłużnym ogniwa separator znajduje się nad anodą, a anoda nad katodą, aby zapobiec zwarciu spowodowanemu kontaktem katody z anodą. Po nawinięciu ogniwo jest mocowane taśmą klejącą, aby zapobiec jego rozpadowi. Następnie ogniwo przepływa do kolejnego procesu.
W tym procesie niezwykle istotne jest zapewnienie braku fizycznego kontaktu między elektrodami dodatnimi i ujemnymi oraz zadbanie o to, aby elektroda ujemna całkowicie zakrywała elektrodę dodatnią zarówno w kierunku poziomym, jak i pionowym.
Ze względu na charakterystykę procesu nawijania, można go stosować wyłącznie do produkcji baterii litowych o regularnym kształcie.
Układanie w stosy
Natomiast proces układania w stosy polega na ułożeniu elektrod dodatnich i ujemnych oraz separatora w stos, tworząc ogniwo, które można wykorzystać do produkcji baterii litowych o regularnych lub nietypowych kształtach. Charakteryzuje się on większą elastycznością.
Układanie w stosy to zazwyczaj proces, w którym elektrody dodatnie i ujemne oraz separator są układane warstwa po warstwie w kolejności: elektroda dodatnia – separator – elektroda ujemna, tworząc ogniwo w stosie z kolektorem prądu.jak zakładki. Metody układania wahają się od układania bezpośredniego, w którym separator jest odcinany, do składania w kształt litery Z, w którym separator nie jest odcinany i jest układany w kształt litery Z.
W procesie układania w stosy nie występuje zjawisko zginania tej samej elektrody, a w procesie nawijania nie występuje problem „naroża C”. Dzięki temu przestrzeń narożna w powłoce wewnętrznej może być w pełni wykorzystana, a pojemność na jednostkę objętości jest wyższa. W porównaniu z bateriami litowymi wytwarzanymi metodą nawijania, baterie litowe wytwarzane metodą układania w stosy mają oczywiste zalety pod względem gęstości energii, bezpieczeństwa i wydajności rozładowania.
Proces nawijania ma stosunkowo dłuższą historię rozwoju, jest procesem dojrzałym, niskim kosztem i wysoką wydajnością. Jednak wraz z rozwojem nowych pojazdów energetycznych, proces układania w stosy stał się wschodzącą gwiazdą, charakteryzującą się wysokim wykorzystaniem objętości, stabilną strukturą, niskim oporem wewnętrznym, długim cyklem życia i innymi zaletami.
Niezależnie od tego, czy chodzi o nawijanie, czy układanie w stosy, oba procesy mają oczywiste zalety i wady. Akumulatory układane w stosy wymagają kilkukrotnego odcięcia elektrody, co skutkuje większym przekrojem niż struktura uzwojenia, zwiększając ryzyko powstawania zadziorów. W przypadku akumulatorów nawijanych, ich narożniki marnują miejsce, a nierównomierne naprężenie i odkształcenia uzwojenia mogą powodować niejednorodność.
Dlatego też późniejsze wykonanie badania rentgenowskiego staje się niezwykle ważne.
Badanie rentgenowskie
Gotową baterię uzwojeń i stosów należy przetestować, aby sprawdzić, czy jej wewnętrzna struktura jest zgodna z procesem produkcyjnym, np. czy chodzi o wyrównanie ogniw w stosie lub nawoju, wewnętrzną strukturę wypustek, wystające elektrody dodatnie i ujemne itp., aby kontrolować jakość produktów i zapobiegać przepływowi niekwalifikowanych ogniw do kolejnych procesów;
Do badań rentgenowskich firma Dacheng Precision wprowadziła na rynek serię urządzeń do kontroli obrazowania rentgenowskiego:
Maszyna do kontroli baterii tomografem rentgenowskim offline
Tomograf rentgenowski offline do inspekcji baterii: obrazowanie 3D. Dzięki widokowi przekroju, możliwe jest bezpośrednie wykrycie wystających ogniw w kierunku długości i szerokości. Na wyniki detekcji nie wpływają ścięcie lub zagięcie elektrody, wypustka ani ceramiczna krawędź katody.
Maszyna do kontroli uzwojeń baterii metodą rentgenowską
Maszyna do kontroli uzwojeń akumulatorów promieniami rentgenowskimi: Urządzenie jest podłączone do linii przenośnika w celu automatycznego odbioru ogniw akumulatorowych. Ogniwa akumulatorowe zostaną umieszczone w urządzeniu w celu przeprowadzenia wewnętrznych testów cyklicznych. Ogniwa NG zostaną automatycznie wybrane. Kontroli poddawane jest maksymalnie 65 warstw pierścieni wewnętrznych i zewnętrznych.
Maszyna do kontroli akumulatorów cylindrycznych metodą rentgenowską
Urządzenie emituje promieniowanie rentgenowskie za pomocą źródła promieniowania rentgenowskiego, penetrując je przez baterię. System obrazowania odbiera obrazy rentgenowskie i wykonuje zdjęcia. Przetwarza je za pomocą opracowanego przez siebie oprogramowania i algorytmów, a następnie automatycznie mierzy i określa, czy produkty są dobre, a także identyfikuje produkty wadliwe. Przedni i tylny panel urządzenia można połączyć z linią produkcyjną.
Maszyna do kontroli baterii w linii za pomocą promieni rentgenowskich
Urządzenie jest podłączone do linii przesyłowej w górę rzeki. Może automatycznie pobierać ogniwa i umieszczać je w urządzeniach w celu wykrycia pętli wewnętrznej. Urządzenie automatycznie sortuje ogniwa NG, a ogniwa OK są automatycznie umieszczane na linii przesyłowej i umieszczane w urządzeniach w dół rzeki, co zapewnia w pełni automatyczne wykrywanie.
Cyfrowa maszyna do inspekcji akumulatorów z wykorzystaniem promieni rentgenowskich
Urządzenie jest podłączone do linii przesyłowej w górę rzeki. Może automatycznie pobierać ogniwa lub ręcznie je ładować, a następnie umieszczać w urządzeniu w celu wykrycia pętli wewnętrznej. Urządzenie automatycznie sortuje baterię NG, a po usunięciu bateria OK jest automatycznie umieszczana w linii przesyłowej lub na płycie i przesyłana do urządzenia w dół rzeki w celu w pełni automatycznego wykrycia.
Czas publikacji: 13.09.2023
