리튬 배터리 생산 프로세스의 10단계

슬러리를 만드는 것은 배터리 생산의 첫 번째 단계입니다. 재료를 측정하고, 추가하고, 혼합합니다.
활성 물질은 결합제, 용제, 전도성 첨가제 등과 결합됩니다 밀가루 반죽기와 마찬가지로 유성 볼 밀은 활성 재료를 혼합합니다. 혼합 활성 물질 입자가 잘 달라붙도록 하려면, 이들을 함께 고정할 수 있는 물질이 필요합니다.

전극 활성 물질 입자 간의 접착력을 개선하기 위해 바인더를 첨가합니다. 전해질과 접촉하거나 전극에서 산화환원 반응을 일으킬 때 접착력을 유지할 수 있는 안정적인 특성이 있어야 합니다.
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코팅 공정에서는 코터(코팅 기계)를 사용하여 알루미늄 및 구리 포일을 각각 음극 및 양극 슬러리 층과 코팅합니다. 일정한 성능과 긴 배터리 수명과 같은 다양한 셀 설계 매개변수를 결정하는 중요한 단계입니다.

전극 코팅 시 알루미늄 및 구리 전류 수집기(또는 포일)의 손상을 방지하기 위해서는 롤 투 롤 기계 및 코팅 전극을 고르고 평탄하게 코팅하는 것이 중요합니다.

코팅 후에도 이러한 습윤 층은 다음 단계를 진행하기 전에 완전히 건조되어야 합니다.가열 또는 진공을 통해 건조되는 이 과정은 전체 배터리 제조 공정의 최대 48%를 차지합니다. 

롤러 압축 단계는 배터리의 에너지 밀도를 높이기 위해 건조 및 코팅 전극 시트를 다시 압축합니다. 적절한 압축 밀도를 사용하면 배터리 용량을 늘리고, 내부 저항을 줄이며, 분극화를 줄이며, 배터리 수명 주기를 연장할 수 있습니다. 

캘린더링 후 전극 시트의 평탄도는 슬리팅 공정의 가공 효과에 직접적인 영향을 미칩니다. 전극 시트에 남아 있는 활성 물질의 균일성도 배터리 셀의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

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압축 공정에서 납작해진 전극의 길이는 여전히 수백 미터에 달합니다.

• 전지 전극은 분리 단계에서 올바른 크기의 배터리로 절단됩니다. 2단계 공정에는 먼저 전극을 수직으로 절단한 다음(슬리팅) V형 노치와 탭을 만들어 양극 및 음극 단자를 형성하는 작업이 포함됩니다(노칭).
• 음극과 양극 활성 물질이 도포되지 않는 비코팅 부품을 노칭 장치를 사용하여 절단하여 탭을 접지할 모서리가 남겨집니다

조립 공정에서는 배터리 모양에 따라 플레이트를 쌓는 방법과 전해액을 주입하고 밀봉하는 순서가 모두 다릅니다. 
플레이트 쌓는 방법: 쌓기(파우칭), 감기(원통형).

• 감기 방식은 롤 화장지를 만드는 방식과 유사합니다. 종이 롤에 화장지를 빠르게 감을 수 있는 것처럼 공정 속도가 빠르다는 장점이 있습니다. 
• 반면 쌓기 방법은 배터리 셀을 하나씩 쌓는 방법입니다. 이 방법은 감기 방법보다 높은 기술이 필요하지만, 셀 사이의 뒤틀림이 적고, 배터리 셀 내부에 빈 공간이 없어 에너지 밀도를 증가시키는 장점이 있습니다.
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파우치: 적층 및 쌓기 방식으로 만들어진 배터리 재료를 전극 포켓에 넣으면 전극 포켓의 기공에 도달하는 에어 포켓에 전해액이 주입됩니다. 이 과정에서 에어 포켓에 가스가 발생하며, 이 가스는 나중에 탈기를 통해 제거됩니다. 

원통형: 캔 내부에 진공 상태가 만들어지고 노즐을 통해 필요한 양의 전해액이 주입됩니다. 캔을 눌러 전해액이 전극의 기공을 채우도록 합니다. 이 공정이 끝나면 마지막 공정은 상단 캡과 캔을 압착하는 것입니다.

배터리는 조립 과정에서 주입된 전해액이 배터리의 양극과 음극에 잘 스며들 수 있도록 상온에서 보관되며, 전해액이 배터리 내부에 고르게 분포되어 양극과 음극 사이의 이온 이동이 원활하게 이루어지도록 합니다. 

동시에 배터리를 계속 충전하고 방전하여 안정적인 배터리를 만들고 완벽한 품질 관리 방법을 제공합니다.

배터리를 특정한 온도와 습도에서 보관하고 충전 및 방전하는 과정을 에이징이라고 합니다.

에이징 및 충전 중에는 배터리 내부에서 가스가 발생하며 탈기 공정을 통해 가스가 제거됩니다. 가스 제거 후 충전 용량을 테스트하고 결함이 있는 배터리를 선택하기 위해 에이징 및 충전을 두 번 더 반복합니다.

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이는 개별적으로 제조된 배터리 셀을 모듈화 팩에 넣어 자동차 제조업체에 최종 납품하는 과정입니다.