10 stappen in het productieproces van lithiumaccu's
Productie van EV-accu's voor elektrische auto's
Van de productie van elektroden tot de montage en afwerking van de cellen.
1. Materiaalmenging
Het maken van een slurry is de eerste stap van de accuproductie. Materialen worden afgemeten, toegevoegd en gemengd.
Actieve materialen worden gecombineerd met bindmiddel, oplosmiddel, geleidende additieven, enz. Net als bij een machine voor het kneden van bloem mengt de planetaire kogelmolen de actieve materialen. Om ervoor te zorgen dat de gemengde actieve materiaaldeeltjes goed aan elkaar blijven plakken, is materiaal nodig dat ze bij elkaar kan houden.
Bindmiddelen worden toegevoegd om de hechting tussen de deeltjes van actieve elektrodematerialen te verbeteren. Deze moeten stabiele eigenschappen hebben die een goede hechting kunnen behouden bij contact met elektrolyten of tijdens redox-reacties op elektroden.
2. Coating en drogen
Het coatingproces maakt gebruik van een coater (een coatingmachine) om aluminium en koperfolies te coaten met respectievelijk de kathode- en anodeslurrylagen. Het is een belangrijke stap die veel celontwerpparameters bepaalt, zoals uniforme prestaties en een langere levensduur van de accu.
Om schade aan aluminium- en koperstroomcollectoren (of folies) te voorkomen bij het coaten van de elektroden, is het van essentieel belang dat de rol-naar-rol-machine en de coatingelektroden gelijkmatig worden geregeld.
Na het aanbrengen van de coating moeten deze natte lagen nog goed worden gedroogd voordat ze gereed zijn voor de volgende fase.Dit droogproces door verwarming of vacuüm neemt tot 48% van het gehele productieproces van de accu in beslag.
3. Persen
De rolpersfase verdicht het droge en gecoate elektrodevel opnieuw om de energiedichtheid van de accu te verhogen. Een geschikte compacte dichtheid kan de accucapaciteit verhogen, de interne weerstand verlagen, het polarisatieverlies verminderen en de levensduur van de accu verlengen.
De vlakheid van de elektrodeplaat na het kalanderen heeft direct invloed op het verwerkingseffect van het snijproces. De gelijkmatigheid van het actieve materiaal op het elektrodeblad heeft ook invloed op de prestaties van de accucel.
4. Insnijden en kerven
De elektrode die tijdens het persproces is afgevlakt, is nog steeds honderd(en) meters lang.
- In de snijfase wordt de accu-elektrode op de juiste grootte gesneden. Bij het tweefasenproces moet eerst de elektrode verticaal worden gesneden (insnijden) en moeten vervolgens een V-vormige inkeping en lipjes worden gemaakt om positieve en negatieve aansluitingen te vormen (kerven).
- Bij het kerven worden ongecoate delen, waar geen actieve materialen voor kathode en anode zijn aangebracht, uitgesneden met behulp van kerfmachines, waarbij de hoeken overblijven waar de lipjes worden geaard.
5. Stapelen en wikkelen
Tijdens het montageproces zijn de stapelmethode van de platen en de volgorde van het inspuiten en afdichten van de elektrolyt allemaal verschillend, afhankelijk van de vorm van de accu.
De methode voor het stapelen van de platen: Stapelen (pouching), wikkelen (cilindrisch).
- De wikkelmethode is vergelijkbaar met de manier waarop tissuepapier wordt gemaakt. Het voordeel is dat de verwerkingssnelheid hoog is, net zoals u snel toiletpapier rond een papierrol kunt wikkelen.
- Aan de andere kant is de stapelmethode een methode om accucellen een voor een te stapelen. Het vereist een hogere technologie dan de wikkelmethode, maar heeft het voordeel dat er minder vervorming tussen de cellen plaatsvindt en dat de energiedichtheid wordt verhoogd zonder lege ruimten in de accucellen.
6 en 7. Vullen en vormen
Zak: Wanneer accu-ingrediënten die zijn gemaakt met lamineer- en stapelmethoden in de elektrodepocket worden geplaatst, wordt de elektrolyt in de luchtzak geïnjecteerd die poriën in de elektrodepocket bereikt. Dit proces creëert gas in de luchtholte, die later door ontgassen wordt verwijderd.
Cilindrisch: Er ontstaat een vacuüm in de bus en de vereiste hoeveelheid elektrolyt wordt in de bus geïnjecteerd via een mondstuk. De bus wordt ingedrukt om de elektrolyt de poriën van de elektrode te laten vullen. Wanneer dit proces is voltooid, is het laatste proces het krimpen van de bovenste dop en de bus.
8. Veroudering en opladen
De accu's worden bij kamertemperatuur bewaard, zodat de elektrolyt die tijdens het assemblageproces wordt geïnjecteerd goed in de positieve en negatieve elektroden van de accu kan doordringen. De elektrolyt wordt gelijkmatig verdeeld in de accu om een soepele beweging van ionen tussen de anode en kathode te garanderen.
Tegelijkertijd worden de accu's continu opgeladen en ontladen om een stabiele accu te creëren, en dit is de perfecte methode voor kwaliteitscontrole.
Het proces van het opslaan van accu’s bij een bepaalde temperatuur en vochtigheid en het opladen en ontladen wordt veroudering genoemd.
9. Ontgassen
Tijdens veroudering en opladen wordt er gas gegenereerd in de accu. Het gas wordt via het ontgassingsproces verwijderd. Na het ontgassen worden de veroudering en het opladen nog twee keer herhaald om de oplaadcapaciteit te testen en defecte accu’s te selecteren.
10. Pakket samenstellen
Dit is het proces waarbij de individueel geproduceerde accucellen worden opgenomen en in modulaire pakketten worden geplaatst voordat ze aan de autofabrikanten worden geleverd.