Desať hlavných problémov a analýza pri výrobe lítiových batérií

Desať hlavných problémov a analýza pri výrobe lítiových batérií

1、 Aký je dôvod pre malé dierky v povlaku zápornej elektródy? Je to preto, že materiál nie je dobre rozptýlený? Je možné, že dôvodom je zlé rozdelenie veľkosti častíc materiálu?

Vzhľad dierok by mal byť spôsobený nasledujúcimi faktormi: 1. Fólia nie je čistá; 2. Vodivé činidlo nie je rozptýlené; 3. Hlavný materiál zápornej elektródy nie je rozptýlený; 4. Niektoré zložky vo vzorci obsahujú nečistoty; 5. Častice vodivého činidla sú nerovnomerné a ťažko sa rozptýlia; 6. Častice zápornej elektródy sú nerovnomerné a ťažko sa rozptýlia; 7. Existujú problémy s kvalitou samotných materiálov receptúry; 8. Miešacia nádoba nebola dôkladne vyčistená, výsledkom čoho bol zvyškový suchý prášok vo vnútri nádoby. Stačí prejsť na monitorovanie procesov a analyzovať konkrétne dôvody sami.

Tiež, čo sa týka čiernych škvŕn na bránici, stretol som sa s nimi už pred mnohými rokmi. Dovoľte mi najprv na ne stručne odpovedať. Opravte všetky chyby. Podľa analýzy sa zistilo, že čierne škvrny sú spôsobené lokálnou vysokou teplotou separátora spôsobenou polarizačným výbojom batérie a prášok zápornej elektródy priľne k separátoru. Polarizačný výboj je spôsobený prítomnosťou aktívnych látok naviazaných na prášok v cievke batérie z materiálových a procesných dôvodov, čo vedie k polarizačnému výboju po vytvorení a nabití batérie. Aby sa predišlo vyššie uvedeným problémom, je najprv potrebné použiť vhodné miešacie procesy na vyriešenie väzby medzi účinnými látkami a kovovými skupinami a vyhnúť sa umelému odstraňovaniu prášku počas výroby dosky batérie a montáže batérie.

Pridanie niektorých prísad, ktoré neovplyvňujú výkon batérie počas procesu poťahovania, môže skutočne zlepšiť určitý výkon elektródy. Samozrejme, pridaním týchto zložiek do elektrolytu možno dosiahnuť konsolidačný efekt. Miestna vysoká teplota membrány je spôsobená nerovnomernosťou elektródových dosiek. Presne povedané, patrí k mikro skratu, ktorý môže spôsobiť lokálnu vysokú teplotu a môže spôsobiť, že negatívna elektróda stratí prášok.

2、 Aké sú dôvody nadmerného vnútorného odporu batérie?

Z hľadiska technológie:

1). Zložka kladnej elektródy má príliš málo vodivého činidla (vodivosť medzi materiálmi nie je dobrá, pretože vodivosť samotného lítiového kobaltu je veľmi nízka)

2). Pre zložku kladnej elektródy je príliš veľa lepidla. (Lepidlá sú vo všeobecnosti polymérne materiály so silnými izolačnými vlastnosťami)

3). Nadmerné lepidlo pre zložky záporných elektród. (Lepidlá sú vo všeobecnosti polymérne materiály so silnými izolačnými vlastnosťami)

4). Nerovnomerné rozloženie ingrediencií.

5). Neúplné spojivové rozpúšťadlo počas prípravy prísady. (Nie je úplne rozpustný v NMP, vode)

6). Návrh hustoty povrchu náterovej suspenzie je príliš vysoký. (Veľká vzdialenosť migrácie iónov)

7). Hustota zhutnenia je príliš vysoká a valcovanie je príliš zhutnené. (Nadmerné rolovanie môže spôsobiť poškodenie štruktúry účinných látok)

8). Ucho kladnej elektródy nie je pevne zvarené, čo vedie k virtuálnemu zváraniu.

9). Ucho zápornej elektródy nie je pevne zvarené alebo nitované, čo vedie k falošnému spájkovaniu alebo oddeleniu.

10). Vinutie nie je tesné a jadro je uvoľnené. (Zväčšite vzdialenosť medzi kladnými a zápornými elektródovými doskami)

11). Ucho kladnej elektródy nie je pevne privarené k puzdru.

12). Ucho zápornej elektródy a pól nie sú pevne zvarené.

13). Ak je teplota pečenia batérie príliš vysoká, membrána sa zmrští. (Zmenšená clona membrány)

14). Nedostatočné množstvo vstrekovanej kvapaliny (vodivosť klesá, vnútorný odpor sa po obehu rýchlo zvyšuje!)

15). Čas skladovania po vstreknutí kvapaliny je príliš krátky a elektrolyt nie je úplne nasiaknutý

16). Počas formovania nie je plne aktivovaný.

17). Nadmerný únik elektrolytu počas procesu tvorby.

18). Nedostatočná kontrola vody počas výrobného procesu, čo má za následok rozšírenie batérie.

19). Nabíjacie napätie batérie je nastavené príliš vysoko, čo spôsobuje prebíjanie.

20). Neprimerané prostredie skladovania batérie.

Čo sa týka materiálov:

21). Materiál kladnej elektródy má vysoký odpor. (Zlá vodivosť, ako je fosforečnan lítno-železitý)

22). Náraz materiálu membrány (hrúbka membrány, malá pórovitosť, malá veľkosť pórov)

23). Účinky elektrolytických materiálov. (Nízka vodivosť a vysoká viskozita)

24). Vplyv pozitívneho materiálu PVDF elektródy. (vysoká hmotnosť alebo molekulová hmotnosť)

25). Vplyv kladného elektródového vodivého materiálu. (Zlá vodivosť, vysoký odpor)

26). Účinky materiálov uší s kladnými a zápornými elektródami (tenká hrúbka, slabá vodivosť, nerovnomerná hrúbka a nízka čistota materiálu)

27). Materiály z medenej fólie a hliníkovej fólie majú zlú vodivosť alebo povrchové oxidy.

28). Vnútorný odpor nitovacieho kontaktu pólu krycej dosky je príliš vysoký.

29). Materiál zápornej elektródy má vysoký odpor. iné aspekty

30). Odchýlka nástrojov na testovanie vnútorného odporu.

31). Ľudská prevádzka.

3、 Aké problémy by ste si mali všímať pri nerovnomernom pokrytí elektródových dosiek?

Tento problém je celkom bežný a pôvodne bol relatívne ľahko riešiteľný, ale mnohí pracovníci v oblasti náterov nevedia dobre sumarizovať, čo vedie k tomu, že niektoré existujúce problémové body sa stanú bežnými a neodvrátiteľnými javmi. Po prvé, je potrebné jasne pochopiť faktory ovplyvňujúce povrchovú hustotu a faktory, ktoré ovplyvňujú stabilnú hodnotu povrchovej hustoty, aby sa problém cielene vyriešil.

Medzi faktory, ktoré ovplyvňujú hustotu povrchu náteru, patria:

1). Faktory samotného materiálu

2). Vzorec

3). Miešanie materiálov

4). Prostredie náteru

5). Okraj noža

6). Viskozita kaše

7). Pólová rýchlosť

8). Rovnosť povrchu

9). Presnosť lakovacieho stroja

10). Sila vetra pece

11). Napätie povlaku a tak ďalej

Faktory ovplyvňujúce rovnomernosť elektródy:

1). Kvalita hnojovice

2). Viskozita kaše

3). Cestovná rýchlosť

4). Napnutie fólie

5). Metóda vyrovnávania napätia

6). Dĺžka ťahu povlaku

7). Hluk

8). Plochosť povrchu

9). Plochosť čepele

10). Rovinnosť fóliového materiálu atď

Vyššie uvedené je len zoznamom niektorých faktorov a musíte analyzovať dôvody sami, aby ste konkrétne odstránili faktory, ktoré spôsobujú abnormálnu povrchovú hustotu.

4、 Existuje nejaký špeciálny dôvod, prečo sa hliníková fólia a medená fólia používajú na odber prúdu kladných a záporných elektród? Je nejaký problém s použitím naopak? Videli ste veľa literatúry, ktorá priamo používa nerezovú sieť? je v tom rozdiel?

1). Obidva sa používajú ako zberače tekutín, pretože majú dobrú vodivosť, mäkkú textúru (čo môže byť tiež prospešné pre lepenie) a sú relatívne bežné a lacné. Oba povrchy môžu zároveň vytvárať vrstvu oxidového ochranného filmu.

2). Vrstva oxidu na povrchu medi patrí k polovodičom s elektrónovou vodivosťou. Vrstva oxidu je príliš hrubá a má vysokú impedanciu; Vrstva oxidu na povrchu hliníka je izolant a vrstva oxidu nemôže viesť elektrinu. Avšak vďaka svojej tenkej hrúbke sa elektronická vodivosť dosahuje tunelovým efektom. Ak je vrstva oxidu hrubá, úroveň vodivosti hliníkovej fólie je nízka a dokonca aj izolácia. Pred použitím je najlepšie vyčistiť povrch zberača tekutín, aby ste odstránili olejové škvrny a hrubé vrstvy oxidu.

3). Pozitívny elektródový potenciál je vysoký a tenká vrstva oxidu hliníka je veľmi hustá, čo môže zabrániť oxidácii kolektora. Oxidová vrstva medenej fólie je pomerne voľná a aby sa zabránilo jej oxidácii, je lepšie mať nižší potenciál. Súčasne je pre Li ťažké vytvoriť interkalačnú zliatinu lítia s Cu pri nízkom potenciáli. Ak je však povrch medi silne oxidovaný, Li bude reagovať s oxidom medi pri mierne vyššom potenciáli. AL fóliu nemožno použiť ako negatívnu elektródu, pretože pri nízkych potenciáloch môže dochádzať k legovaniu LiAl.

4). Zber tekutín vyžaduje čisté zloženie. Nečisté zloženie AL povedie k nekompaktnej povrchovej tvárovej maske a jamkovej korózii, a čo viac, zničenie povrchovej tvárovej masky povedie k vytvoreniu zliatiny LiAl. Medené pletivo sa vyčistí hydrogensíranom a potom sa vypečie deionizovanou vodou, zatiaľ čo hliníkové pletivo sa vyčistí amoniakovou soľou a potom sa vypečie deionizovanou vodou. Vodivý účinok rozprašovacej sieťky je dobrý.

5、 Pri meraní skratu jadra cievky sa používa tester skratu batérie. Keď je napätie vysoké, môže presne otestovať skratový článok. Okrem toho, aký je princíp vysokonapäťového rozpadu testeru skratu?

To, aké vysoké napätie sa používa na meranie skratu v článku batérie, súvisí s nasledujúcimi faktormi:

1). technologická úroveň vašej spoločnosti;

2). Konštrukčné riešenie samotnej batérie

3). Materiál membrány batérie

4). Účel batérie

Rôzne spoločnosti používajú rôzne napätia, ale mnoho spoločností používa rovnaké napätie bez ohľadu na veľkosť modelu alebo kapacitu. Vyššie uvedené faktory je možné zoradiť v zostupnom poradí: 1>4>3>2, čo znamená, že veľkosť skratového napätia určuje úroveň procesov vo vašej spoločnosti.

Zjednodušene povedané, princíp rozpadu je spôsobený prítomnosťou potenciálnych skratových faktorov, ako sú prach, častice, väčšie otvory v membráne, otrepy atď. medzi elektródou a membránou, ktoré možno označiť ako slabé články. Pri pevnom a vysokom napätí tieto slabé články spôsobujú, že kontaktný odpor medzi kladnými a zápornými elektródovými doskami je menší ako inde, čo uľahčuje ionizáciu vzduchu a vytváranie oblúkov; Alternatívne, kladný a záporný pól už boli skratované a kontaktné body sú malé. V podmienkach vysokého napätia tieto malé kontaktné body okamžite prechádzajú veľkými prúdmi, ktoré premieňajú elektrickú energiu na tepelnú energiu, čo spôsobuje okamžité roztavenie alebo rozpad membrány.

6、 Aký je vplyv veľkosti častíc materiálu na vybíjací prúd?

Jednoducho povedané, čím menšia veľkosť častíc, tým lepšia vodivosť. Čím väčšia je veľkosť častíc, tým horšia je vodivosť. Prirodzene, vysokorýchlostné materiály majú vo všeobecnosti vysokú štruktúru, malé častice a vysokú vodivosť.

Len z teoretického rozboru, ako to dosiahnuť v praxi, môžu vysvetliť len priatelia, ktorí vyrábajú materiály. Zlepšenie vodivosti materiálov s malými časticami je veľmi náročná úloha, najmä pre materiály s nanorozmermi a materiály s malými časticami budú mať relatívne malé zhutnenie, teda malú objemovú kapacitu.

7、 Doštičky kladnej a zápornej elektródy sa odrazili o 10 um po pečení 12 hodín po zrolovaní, prečo je tam taký veľký odraz?

Existujú dva základné ovplyvňujúce faktory: materiály a procesy.

1). Výkon materiálov určuje koeficient odrazu, ktorý sa medzi rôznymi materiálmi líši; Rovnaký materiál, rôzne vzorce a rôzne koeficienty odrazu; Rovnaký materiál, rovnaký vzorec, hrúbka tablety je iná a koeficient odrazu je odlišný;

2). Ak riadenie procesu nie je dobré, môže to tiež spôsobiť odraz. Doba skladovania, teplota, tlak, vlhkosť, spôsob stohovania, vnútorné napätie, vybavenie atď.

8、 Ako vyriešiť problém úniku z valcových batérií?

Valec je po vstreknutí kvapaliny uzavretý a utesnený, takže tesnenie sa prirodzene stáva problémom tesnenia valca. V súčasnosti pravdepodobne existuje niekoľko spôsobov, ako utesniť valcové batérie:

1). Laserové zváranie tesnenie

2). Tesnenie tesniaceho krúžku

3). Tesnenie lepidlom

4). Ultrazvukové tesnenie proti vibráciám

5). Kombinácia dvoch alebo viacerých typov tesnení uvedených vyššie

6). Iné spôsoby tesnenia

Niekoľko príčin úniku:

1). Nedostatočné utesnenie môže spôsobiť únik kvapaliny, čo zvyčajne vedie k deformácii a kontaminácii tesniacej plochy, čo naznačuje slabé tesnenie.

2). Stabilita tesnenia je tiež faktorom, to znamená, že prejde kontrolou počas tesnenia, ale oblasť tesnenia sa ľahko poškodí, čo spôsobí únik kvapaliny.

3). Počas vytvárania alebo testovania sa vytvára plyn, aby sa dosiahlo maximálne napätie, ktoré môže tesnenie odolať, čo môže naraziť na tesnenie a spôsobiť únik kvapaliny. Rozdiel oproti bodu 2 je v tom, že bod 2 patrí k chybnému úniku produktu, zatiaľ čo bod 3 patrí k deštruktívnemu úniku, čo znamená, že tesnenie je kvalifikované, ale nadmerný vnútorný tlak môže spôsobiť poškodenie tesnenia.

4). Iné spôsoby úniku.

Konkrétne riešenie závisí od príčiny úniku. Pokiaľ je príčina identifikovaná, je ľahké ju vyriešiť, ale problém spočíva v obtiažnosti nájdenia príčiny, pretože tesniaci účinok valca je pomerne ťažké skontrolovať a väčšinou patrí k typu poškodenia používaného na náhodné kontroly .

9、 Pri vykonávaní experimentov je vždy nadbytok elektrolytu. Má nadbytok elektrolytu vplyv na výkon batérie bez rozliatia?

Žiadny prepad? Existuje niekoľko situácií:

1). Elektrolyt je tak akurát

2). Mierne prebytok elektrolytu

3). Nadmerné množstvo elektrolytu, ale nedosahuje limit

4). Veľké množstvo elektrolytu je nadmerné a blíži sa k limitu

5). Dosiahol svoj limit a môže byť zapečatený

Prvý scenár je ideálny, bez problémov.

Druhou situáciou je, že mierny prebytok je niekedy problémom presnosti, niekedy problémom dizajnu a zvyčajne trochu prevyšuje dizajn.

Tretí scenár nie je problém, je to len plytvanie nákladmi.

Štvrtá situácia je trochu nebezpečná. Pretože počas procesu používania alebo testovania batérií môžu rôzne dôvody spôsobiť rozklad elektrolytu a produkciu plynov; Batéria sa zahrieva, čo spôsobuje tepelnú rozťažnosť; Vyššie uvedené dve situácie môžu ľahko spôsobiť vydutie (známe aj ako deformácia) alebo vytečenie batérie, čím sa zvýši bezpečnostné riziko batérie.

Piaty scenár je vlastne vylepšenou verziou štvrtého scenára, ktorý predstavuje ešte väčšie nebezpečenstvo.

Aby som to prehnal, kvapalina sa môže stať aj batériou. To znamená vložiť súčasne kladné aj záporné elektródy do nádoby obsahujúcej veľké množstvo elektrolytu (ako je kadička s objemom 500 ml). V tomto čase je možné nabíjať a vybíjať kladné a záporné elektródy, čo je tiež batéria. Preto prebytok elektrolytu tu nie je málo. Elektrolyt je len vodivé médium. Objem batérie je však obmedzený a v rámci tohto obmedzeného objemu je prirodzené zvážiť využitie priestoru a problémy s deformáciou.

10、 Bude množstvo vstreknutej kvapaliny príliš malé a spôsobí to vydutie po rozdelení batérie?

Dá sa len povedať, že to nemusí byť potrebné, záleží na tom, ako málo tekutiny sa vstrekne.

1). Ak je článok batérie úplne nasiaknutý elektrolytom, ale nezostali v ňom žiadne zvyšky, batéria sa po rozdelení kapacity nevydúva;

2). Ak je článok batérie úplne nasiaknutý elektrolytom a je tam malé množstvo zvyškov, ale množstvo vstreknutej kvapaliny je menšie, ako požaduje vaša spoločnosť (samozrejme, táto požiadavka nie je nevyhnutne optimálna hodnota, s miernou odchýlkou), batéria s rozdelenou kapacitou sa v tomto čase nevydúva;

3). Ak je batériový článok úplne nasiaknutý elektrolytom a je v ňom veľké množstvo zvyškového elektrolytu, ale požiadavky vašej spoločnosti na vstrekované množstvo sú vyššie ako skutočné, takzvané nedostatočné vstrekované množstvo je len firemným konceptom a nemôže skutočne odrážať vhodnosť skutočného vstrekovaného množstva batérie a batéria s rozdelenou kapacitou sa nevydúva;

4). Značne nedostatočný objem vstrekovanej kvapaliny. To závisí aj od stupňa. Ak je elektrolyt sotva schopný nasiaknuť článok batérie, po čiastočnej kapacite sa môže, ale nemusí vyduť, ale pravdepodobnosť vydutia batérie je vyššia;

Ak dôjde k vážnemu nedostatku vstrekovania kvapaliny do článku batérie, elektrická energia pri vytváraní batérie sa nemôže premeniť na chemickú energiu. V tomto čase je pravdepodobnosť vydutia kapacitného článku takmer 100%.

Dá sa to teda zhrnúť takto: Za predpokladu, že skutočné optimálne množstvo vstrekovanej kvapaliny do batérie je Mg, existuje niekoľko situácií, kedy je množstvo vstrekovanej kvapaliny relatívne malé:

1). Objem vstrekovanej kvapaliny=M: Batéria je normálna

2). Množstvo vstrekovanej kvapaliny je o niečo menšie ako M: batéria nemá vydutú kapacitu a kapacita môže byť normálna alebo o niečo nižšia ako konštrukčná hodnota. Pravdepodobnosť vydutia na bicykli sa zvyšuje a výkon pri jazde na bicykli sa zhoršuje;

3). Množstvo vstrekovanej kvapaliny je oveľa menšie ako M: batéria má relatívne vysokú kapacitu a rýchlosť vydutia, čo má za následok nízku kapacitu a slabú cyklickú stabilitu. Vo všeobecnosti je kapacita po niekoľkých týždňoch nižšia ako 80 %.

4). M=0, batéria sa nevydúva a nemá kapacitu.