10 etapas no processo de produção de baterias de lítio
Produção de baterias EV para carros elétricos
Da fabricação dos eletrodos à montagem e acabamento das células.
1. Mistura de materiais
Fazer uma pasta é a primeira etapa da produção da bateria. Os materiais são medidos, adicionados e misturados.
Os materiais ativos são combinados com aglutinantes, solventes, aditivos condutores etc. Como uma máquina de bater farinha, o moinho planetário de bolas mistura os materiais ativos. Para garantir que as partículas do material ativo misturado se unam bem, precisamos de um material que possa mantê-las unidas.
Aglutinantes são adicionados para melhorar a adesão entre as partículas dos materiais ativos do eletrodo. Deve ter propriedades estáveis que possam manter uma boa adesão quando em contato com eletrólitos ou durante reações redox nos eletrodos.
2. Revestimento e secagem
O processo de revestimento usa um revestidor (uma máquina de revestimento) para revestir folhas de alumínio e cobre com as camadas de pasta de cátodo e ânodo, respectivamente. É uma etapa importante que determina muitos parâmetros de projeto de célula, como desempenho uniforme e maior vida útil da bateria.
Para evitar danos aos coletores de corrente (ou folhas) de alumínio e cobre ao revestir os eletrodos, é fundamental controlar a máquina rolo a rolo e revestir os eletrodos de maneira homogênea e uniforme.
Após o revestimento, essas camadas úmidas ainda precisam ser completamente secas antes de estarem prontas para a próxima fase. Esse processo de secagem por aquecimento ou vácuo ocupa até 48% de todo o processo de fabricação da bateria.
3. Prensagem
A fase de prensagem do rolo compacta novamente a folha de eletrodos seca e revestida para aumentar a densidade de energia da bateria. A densidade compactada apropriada pode aumentar a capacidade da bateria, reduzir a resistência interna, reduzir a perda de polarização e prolongar a vida útil da bateria.
O nivelamento da folha de eletrodo após a calandragem afetará diretamente o efeito de processamento do processo de corte. A uniformidade do material ativo na folha do eletrodo também afetará o desempenho da célula da bateria.
4. Corte e entalhe
O eletrodo achatado no processo de prensagem ainda tem cem metros de comprimento.
- Na fase de corte, o eletrodo da bateria é cortado no tamanho correto da bateria. O processo de duas fases inclui primeiro cortar o eletrodo verticalmente (corte) e, em seguida, fazer um entalhe em forma de V e abas para formar terminais positivos e negativos (entalhe).
- No entalhe, as peças não revestidas, onde não são aplicados materiais ativos de cátodo e ânodo, são cortadas usando dispositivos de entalhe, deixando os cantos onde as abas serão aterradas.
5. Empilhamento e enrolamento
No processo de montagem, o método de empilhamento das placas e a ordem de injeção e vedação do eletrólito são diferentes, dependendo do formato da bateria.
O método de empilhamento das placas: Empilhamento (embalagem), enrolamento (cilíndrico).
- O método de enrolamento é semelhante ao modo como o papel higiênico em rolo é feito. Tem a vantagem de que a velocidade do processo é rápida, assim como você pode enrolar rapidamente o papel higiênico em torno de um rolo de papel.
- Por outro lado, o método de empilhamento é um método de empilhar de células de bateria, uma por uma. Requer tecnologia superior ao método de enrolamento, mas tem a vantagem de ser menos deformado entre as células e aumentar a densidade de energia sem espaços vazios nas células da bateria.
6 e 7. Enchimento e formação
Bolsa: quando os ingredientes da bateria feitos através de métodos de laminação e empilhamento são colocados na bolsa do eletrodo, o eletrólito é injetado na bolsa de ar, atingindo os poros da bolsa do eletrodo. Esse processo cria gás na bolsa de ar, que é removido posteriormente por meio de desgaseificação.
Cilíndrico: um estado de vácuo é criado dentro da lata e a quantidade necessária de eletrólito é injetada através de um bico. A lata é pressionada para permitir que o eletrólito preencha os poros do eletrodo. Terminado o processo, a última etapa é dobrar a tampa superior e a lata.
8. Envelhecimento e carregamento
As baterias são armazenadas em temperatura ambiente para que o eletrólito injetado durante o processo de montagem possa penetrar bem nos eletrodos positivos e negativos da bateria. o eletrólito é distribuído uniformemente dentro da bateria para garantir o movimento suave dos íons entre o ânodo e o cátodo.
Ao mesmo tempo, as baterias são continuamente carregadas e descarregadas para criar uma bateria estável e é o método de controle de qualidade perfeito.
O processo de armazenamento de baterias a uma determinada temperatura e umidade, e o carregamento e descarregamento, é chamado de envelhecimento.
9. Desgaseificação
Durante o envelhecimento e o carregamento, é gerado gás dentro da bateria. O gás é removido através do processo de desgaseificação. Após a desgaseificação - o envelhecimento e o carregamento são repetidos mais duas vezes para testar a capacidade de carregamento e selecionar as baterias com defeito.
10. Montagem do pacote
Esse é o processo de levar as células da bateria fabricadas individualmente e colocá-las em pacotes modulares antes da entrega final aos fabricantes de veículos.