กระบวนการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน: กระบวนการขั้นกลาง

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว กระบวนการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน ได้แก่ กระบวนการส่วนหน้า (การผลิตอิเล็กโทรด) กระบวนการขั้นกลาง (การสังเคราะห์เซลล์) และกระบวนการส่วนหลัง (การขึ้นรูปและบรรจุภัณฑ์) ก่อนหน้านี้เราได้แนะนำกระบวนการส่วนหน้าไปแล้ว และบทความนี้จะเน้นที่กระบวนการขั้นกลาง

กระบวนการขั้นกลางของการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมคือส่วนการประกอบ ซึ่งมีเป้าหมายในการผลิตเซลล์ให้เสร็จสมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กระบวนการขั้นกลางคือการประกอบอิเล็กโทรด (ขั้วบวกและขั้วลบ) ที่ทำไว้ในกระบวนการก่อนหน้าเข้ากับตัวแยกและอิเล็กโทรไลต์อย่างเป็นระเบียบ

เนื่องจากโครงสร้างการกักเก็บพลังงานที่แตกต่างกันของแบตเตอรี่ลิเธียมแต่ละประเภท เช่น แบตเตอรี่เปลือกอลูมิเนียมปริซึม แบตเตอรี่ทรงกระบอกและแบตเตอรี่ถุง แบตเตอรี่ใบมีด ฯลฯ จึงมีความแตกต่างที่เห็นได้ชัดในกระบวนการทางเทคนิคในขั้นตอนกลาง

กระบวนการขั้นกลางของแบตเตอรี่เปลือกอะลูมิเนียมปริซึมและแบตเตอรี่ทรงกระบอก ได้แก่ การพัน การฉีดอิเล็กโทรไลต์ และการบรรจุ

กระบวนการกลางของแบตเตอรี่ถุงและแบตเตอรี่ใบมีดคือการเรียงซ้อน การฉีดอิเล็กโทรไลต์ และการบรรจุ

ความแตกต่างหลักระหว่างทั้งสองคือกระบวนการพันและกระบวนการซ้อน

การคดเคี้ยว

กระบวนการพันเซลล์คือการม้วนแคโทด แอโนด และตัวแยกเข้าด้วยกันผ่านเครื่องพันเซลล์ จากนั้นแคโทดและแอโนดที่อยู่ติดกันจะถูกแยกออกจากกันด้วยตัวแยก ในทิศทางตามยาวของเซลล์ ตัวแยกจะอยู่เหนือแอโนด และแอโนดจะอยู่เหนือแคโทด เพื่อป้องกันการลัดวงจรที่เกิดจากการสัมผัสระหว่างแคโทดและแอโนด หลังจากพันเซลล์แล้ว เซลล์จะถูกยึดด้วยเทปกาวเพื่อป้องกันไม่ให้เซลล์หลุดออกจากกัน จากนั้นเซลล์จะไหลไปยังกระบวนการถัดไป

ในกระบวนการนี้ สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่าไม่มีการสัมผัสทางกายภาพระหว่างอิเล็กโทรดบวกและอิเล็กโทรดลบ และอิเล็กโทรดลบต้องปิดอิเล็กโทรดบวกได้อย่างสมบูรณ์ทั้งในทิศทางแนวนอนและแนวตั้ง

เนื่องจากคุณลักษณะของกระบวนการพัน จึงใช้ได้เฉพาะผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีรูปร่างปกติเท่านั้น

การซ้อน

ในทางตรงกันข้าม กระบวนการเรียงซ้อนจะเรียงซ้อนขั้วบวกและขั้วลบ รวมถึงตัวคั่นเข้าด้วยกันเพื่อสร้างเซลล์เรียงซ้อน ซึ่งสามารถใช้ในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีรูปร่างปกติหรือผิดปกติได้ กระบวนการนี้มีความยืดหยุ่นสูงกว่า

การซ้อนเป็นกระบวนการที่ขั้วบวกและขั้วลบและตัวแยกถูกซ้อนเป็นชั้นๆ ตามลำดับของขั้วบวก-ตัวแยก-ขั้วลบ เพื่อสร้างเซลล์ซ้อนกับตัวรวบรวมกระแสไฟฟ้าเหมือนกับแถบ วิธีการเรียงซ้อนมีตั้งแต่การเรียงซ้อนโดยตรง ซึ่งตัวคั่นจะถูกตัดออก ไปจนถึงการพับแบบ Z ซึ่งตัวคั่นจะไม่ถูกตัดออกและเรียงซ้อนเป็นรูปตัว Z

ในกระบวนการเรียงซ้อน แผ่นอิเล็กโทรดเดียวกันจะไม่เกิดการโค้งงอ และไม่พบปัญหา "มุม C" ในกระบวนการพัน ดังนั้นจึงสามารถใช้พื้นที่มุมภายในเปลือกด้านในได้อย่างเต็มที่ และมีความจุต่อหน่วยปริมาตรสูงกว่า เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมที่ผลิตโดยกระบวนการพัน แบตเตอรี่ลิเธียมที่ผลิตโดยกระบวนการเรียงซ้อนมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในด้านความหนาแน่นของพลังงาน ความปลอดภัย และประสิทธิภาพการคายประจุ

กระบวนการม้วนมีประวัติการพัฒนาที่ค่อนข้างยาวนาน มีกระบวนการที่สมบูรณ์ ต้นทุนต่ำ และให้ผลผลิตสูง อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนายานยนต์พลังงานใหม่ กระบวนการเรียงซ้อนจึงกลายเป็นดาวรุ่งพุ่งแรง ด้วยอัตราการใช้ปริมาณสูง โครงสร้างที่มั่นคง ความต้านทานภายในต่ำ อายุการใช้งานยาวนาน และข้อดีอื่นๆ

ไม่ว่าจะเป็นกระบวนการพันหรือซ้อน ทั้งสองกระบวนการก็มีข้อดีและข้อเสียที่เห็นได้ชัด แบตเตอรี่แบบซ้อนต้องใช้การตัดขั้วไฟฟ้าหลายครั้ง ทำให้มีขนาดหน้าตัดยาวกว่าโครงสร้างที่พัน ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดรอยเสี้ยน สำหรับการพันแบตเตอรี่ มุมของแบตเตอรี่จะเปลืองพื้นที่ และแรงตึงและการเสียรูปจากการพันที่ไม่สม่ำเสมออาจทำให้ความไม่สม่ำเสมอของเนื้อแบตเตอรี่

ดังนั้นการตรวจเอกซเรย์ในภายหลังจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

การตรวจเอกซเรย์

ควรทดสอบแบตเตอรี่ที่พันและซ้อนกันเสร็จแล้วเพื่อตรวจสอบว่าโครงสร้างภายในสอดคล้องกับกระบวนการผลิตหรือไม่ เช่น การจัดตำแหน่งของเซลล์ที่พันหรือซ้อนกัน โครงสร้างภายในของแท็บ และส่วนที่ยื่นออกมาของอิเล็กโทรดบวกและลบ เป็นต้น เพื่อควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์และป้องกันการไหลของเซลล์ที่ไม่มีคุณสมบัติเข้าสู่กระบวนการถัดไป

สำหรับการทดสอบเอ็กซ์เรย์ Dacheng Precision ได้เปิดตัวอุปกรณ์ตรวจสอบภาพเอ็กซ์เรย์ชุดหนึ่ง:

เครื่องตรวจแบตเตอรี่ CT ออฟไลน์ X-Ray

เครื่องตรวจสอบแบตเตอรี่แบบออฟไลน์ CT เอกซเรย์: การสร้างภาพสามมิติ แม้จะดูจากภาพตัดขวาง ก็สามารถตรวจจับส่วนที่ยื่นออกมาของทิศทางความยาวและความกว้างของเซลล์ได้โดยตรง ผลการตรวจจับจะไม่ได้รับผลกระทบจากการลบมุมหรือโค้งงอของอิเล็กโทรด แท็บ หรือขอบเซรามิกของแคโทด

เครื่องตรวจสอบแบตเตอรี่แบบม้วนสายเอ็กซ์เรย์

เครื่องตรวจสอบแบตเตอรี่แบบม้วนสายเอกซเรย์: อุปกรณ์นี้เชื่อมต่อกับสายพานลำเลียงต้นทางเพื่อให้เซลล์แบตเตอรี่ถูกหยิบขึ้นมาโดยอัตโนมัติ เซลล์แบตเตอรี่จะถูกใส่เข้าไปในอุปกรณ์เพื่อทดสอบวงจรภายใน เซลล์ NG จะถูกหยิบออกมาโดยอัตโนมัติ ตรวจสอบวงแหวนด้านในและด้านนอกทั้งหมดสูงสุด 65 ชั้น

เครื่องตรวจสอบแบตเตอรี่ทรงกระบอกแบบอินไลน์ด้วยรังสีเอกซ์

อุปกรณ์จะปล่อยรังสีเอกซ์ผ่านแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ ทะลุผ่านแบตเตอรี่ ระบบจะรับภาพรังสีเอกซ์และถ่ายภาพ ระบบจะประมวลผลภาพด้วยซอฟต์แวร์และอัลกอริทึมที่พัฒนาขึ้นเอง และทำการวัดและพิจารณาว่าผลิตภัณฑ์นั้นดีหรือไม่ และจะคัดแยกผลิตภัณฑ์ที่ไม่ดีออกโดยอัตโนมัติ สามารถเชื่อมต่อส่วนหน้าและส่วนหลังของอุปกรณ์เข้ากับสายการผลิตได้

เครื่องตรวจสอบแบตเตอรี่แบบอินไลน์เอ็กซ์เรย์

อุปกรณ์นี้เชื่อมต่อกับสายส่งต้นทาง สามารถรับเซลล์อัตโนมัติและนำไปใส่ในอุปกรณ์เพื่อตรวจจับวงจรภายใน สามารถคัดแยกเซลล์ NG โดยอัตโนมัติ และนำเซลล์ OK เข้าสู่สายส่งไปยังอุปกรณ์ปลายทางโดยอัตโนมัติ เพื่อการตรวจจับอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์

เครื่องตรวจสอบแบตเตอรี่แบบดิจิตอลเอ็กซ์เรย์แบบอินไลน์

อุปกรณ์นี้เชื่อมต่อกับสายส่งต้นทาง สามารถรับเซลล์โดยอัตโนมัติหรือโหลดด้วยมือ แล้วใส่เข้าไปในอุปกรณ์เพื่อตรวจจับวงจรภายใน สามารถคัดแยกแบตเตอรี่ NG โดยอัตโนมัติ ส่วนการถอดแบตเตอรี่ OK จะถูกใส่เข้าไปในสายส่งหรือแผ่นเพลทโดยอัตโนมัติ และส่งไปยังอุปกรณ์ปลายทางเพื่อตรวจจับโดยอัตโนมัติ