Производство литиевых батарей — это систематический технологический процесс, требующий высокой точности и чистоты. Он включает пять основных этапов: «Очистка материала → Формирование электродов → Сборка ячейки → Химическая активация → Проверка качества». На протяжении всего процесса необходимо строго контролировать влажность, примеси и параметры процесса, чтобы обеспечить безопасность, емкость и срок службы батареи. Например, в хорошо-известных электромобилях Tesla используются аккумуляторные батареи, состоящие из 18650 литий-ионных-элементов, соединенных последовательно и параллельно. С ростом популярности транспортных средств на новых источниках энергии индустрия аккумуляторов становится все более заметной!
Основные материалы:
Катод (определяет плотность энергии): фосфат лития-железа (LFP), тройные материалы (NCM/NCA, например, оксид лития, никеля, кобальта, марганца).
Анод (определяет срок службы): природный графит/искусственный графит (основной вариант), кремниевые-углеродные композитные материалы (направление по повышению-мощности).
Электролит (среда для переноса ионов): гексафторфосфат лития (LiPF₆) + органические растворители на основе карбоната- (например, EC/DMC).
Сепаратор (предотвращает короткие замыкания): композитная мембрана из полипропилена (ПП)/полиэтилена (ПЭ) (пористость 40%-50%).
Клетка
В зависимости от сценария применения (электромобили, накопители энергии, бытовая электроника) элементы делятся на цилиндрические, призматические и карманные, с небольшими различиями в процессах сборки:
|
Тип ячейки |
Метод сборки |
Представительские продукты |
|
Цилиндрический |
Обмотка (Электроды + сепаратор, намотанный в цилиндр) |
Тесла 18650/4680, Панасоник 21700 |
|
Призматический |
Укладка (электроды + сепаратор укладываются послойно) |
Тройная литиевая призматическая батарея CATL (для электромобилей) |
|
Мешочек |
Штабелирование (упаковано в алюминиевую-пластиковую пленку) |
Аккумуляторы для мобильных телефонов/ноутбуков |
21-этапный рабочий процесс:
Шаг 1: Смешивание анодной суспензии
Шаг 2: Смешивание катодной суспензии
Шаг 3: Покрытие
Шаг 4: Каландрирование
Шаг 5: Разрезание
Шаг 6: Сушка
Шаг 7: Обмотка
Шаг 8: Вставка корпуса
Шаг 9: Точечная сварка
Шаг 10: Выпечка
Шаг 11: Заливка электролита
Шаг 12: Приварка крышки
Шаг 13: Очистка
Шаг 14: Сухое хранение
Шаг 15: Проверка выравнивания
Шаг 16: Лазерная маркировка корпуса
Шаг 17: Формирование
Шаг 18: Измерение OCV
Шаг 19: Хранение при температуре окружающей среды
Шаг 20: Классификация мощности
Шаг 21: Заключительная проверка
Проводится 100% полная проверка, при этом не-несоответствующая продукция напрямую удаляется. Основные объекты проверки следующие:
|
Тип проверки |
Стандартное требование |
Цель |
|
Тест емкости |
Фактическая емкость Не менее 95 % номинальной емкости (заряд/разряд 0,5C) |
Обеспечивает соответствие диапазону |
|
Циклическое испытание на срок службы |
Сохранение емкости Больше или равно 80% после 1000 циклов |
Проверяет долговечность |
|
Тест безопасности |
Отсутствие возгорания/взрыва при перезарядке (напряжение в 1,2 раза), коротком замыкании, термическом ударе (85 градусов). |
Соответствие стандартам UL 9540A/IEC 62133. |
|
Проверка внешнего вида/размеров |
Никаких царапин, вздутий; Допуск на размер ±0,2 мм |
Обеспечивает совместимость с последующими сборками. |
|
Тест внутреннего сопротивления |
Внутреннее сопротивление менее или равно 50 мОм (элемент полимерного пакета) |
Гарантирует эффективность зарядки/разрядки |
