10 этапов процесса производства литий-ионных аккумуляторов

Приготовление катодной и анодной смесей — это первый этап производства аккумуляторных батарей. Во время этого процесса необходимо измерить, добавить и смешать материалы.
Активные материалы соединяются со связывающим веществом, растворителем, токопроводящими добавками и т. д. Как и машина для замешивания теста, планетарная шаровая мельница смешивает активные материалы. Чтобы частицы смешанных активных материалов надежно соединились, требуется связующее вещество.

Для улучшения адгезии между частицами активных материалов электрода добавляется связующий материал. Он должен обладать стабильными свойствами, которые могут обеспечить хорошую адгезию при контакте с электролитом или в окислительно-восстановительных реакциях на электродах.
​​​​​​

В процессе нанесения покрытия машина (станок) наносит слои катодной и анодной смесей на алюминиевую и медную фольгу, соответственно. Это важный этап, определяющий многие параметры конструкции элемента питания, такие как стабильность эксплуатационных характеристик и длительный срок службы аккумуляторной батареи.

Во избежание повреждения алюминиевых и медных коллекторов тока (или фольги) крайне важно обеспечить контроль работы машины с рулонами и равномерное нанесение покрытия на электроды.

После нанесения покрытия влажные слои необходимо тщательно высушить, перед тем как перейти к следующему этапу. Процесс сушки путем нагрева или вакуумирования занимает до 48% от всего процесса производства аккумуляторной батареи. 

Далее следует этап уплотнения высушенных и покрытых смесью рулонов электродных листов, что позволяет увеличить удельную энергоемкость аккумуляторной батареи. Полученная в результате этого удельная энергия может увеличить емкость аккумуляторной батареи и срок ее службы, а также уменьшить внутреннее сопротивление и потерю поляризации. 

Плоскостность электродного листа после завершения каландрирования напрямую влияет на технологический эффект процесса продольной резки. Равномерность активного материала, нанесенного на электродный лист, также влияет на характеристики аккумуляторного элемента.

​​​​​​​

После этапа уплотнения материала электродный лист имеет однородную толщину, но его длина составляет сотни метров.

• На этапе резки электрод аккумуляторной батареи обрезается до нужного размера. Двухэтапный процесс включает резку электрода по вертикали (продольная резка), а затем создание V-образной выемки и выступов для положительных и отрицательных клемм.
• Во время создания выемки участки, не покрытые активными материалами катода и анода, вырезаются с помощью специальных инструментов, при этом остаются углы под выступы.

В процессе сборки способ размещения пластин и порядок впрыска электролита и герметизации различается в зависимости от формы аккумуляторной батареи. 
Способы размещения пластин: укладка в стопку, рулонная скрутка.

• Процесс скрутки аналогичен изготовлению рулонной бумаги. Его преимущество заключается в том, что процесс происходит так же быстро, как наматывание туалетной бумаги на бумажный рулон. 
• Укладка в стопку — это способ складывания аккумуляторных элементов друг на друга. Этот процесс требует использования более высоких технологий по сравнению с рулонной скруткой. Однако его преимущество заключается в том, что он вызывает меньшую деформацию между элементами и увеличивает удельную энергию, при этом в аккумуляторном элементе образуется меньше пустого пространства.
  ​​​​​​​

Укладка в стопку: после того как компоненты аккумуляторной батареи прошли процесс ламинирования и укладки и размещены в кармане электродов, в воздушный карман впрыскивается электролит. Он достигает пор в кармане электродов. Этот процесс создает газ в воздушном кармане, который затем удаляется при процедуре дегазации. 

Рулонная скрутка: внутри корпуса создается вакуум, и необходимое количество электролита впрыскивается в него через форсунку. Чтобы электролит заполнил поры электрода, корпус сжимают. По окончании этого процесса выполняется последний шаг: герметизация верхней крышки и корпуса.

Аккумуляторные батареи хранятся при комнатной температуре, что позволяет впрыснутому в процессе сборки электролиту хорошо пропитать положительные и отрицательные электроды аккумуляторной батареи. Электролит равномерно распределяется внутри аккумуляторной батареи, что обеспечивает плавное перемещение ионов между анодом и катодом. 

Кроме того, аккумуляторная батарея непрерывно заряжается и разряжается, что обеспечивает стабильную работу устройства. Такой процесс является идеальным методом контроля качества.

Процесс хранения аккумуляторных батарей при определенной температуре и влажности, а также процедура зарядки и разрядки называется приработкой.

Во время приработки и зарядки внутри аккумуляторной батареи образуется газ. Газ удаляется в процессе дегазации. После дегазации процедура приработки и зарядки повторяется еще дважды, что позволяет испытать зарядную емкость и определить неисправные аккумуляторные батареи.

​​​​​​​

На этом этапе из отдельных готовых аккумуляторных элементов создаются модульные блоки, которые затем поставляются изготовителям транспортных средств.