लिथियम बैटरी विनिर्माण - फ्रंट-एंड प्रक्रिया

परिचय: लिथियम बैटरी का मूल ज्ञान

1.&एनबीएसपी;लिथियम बैटरी की मूल संरचना

मुख्य सामग्री: धनात्मक इलेक्ट्रोड, ऋणात्मक इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोलाइट, डायाफ्राम

संरचना: गोल, चौकोर; लेमिनेटेड, घुमावदार

स्वरूप: पॉलिमर (लचीली पैकेजिंग), तरल लिथियम आयन (स्टील शेल)

2.&एनबीएसपी;लिथियम बैटरी कैसे काम करती है

सकारात्मक पदार्थ: LiMn2O4, नकारात्मक पदार्थ: ग्रेफाइट

चार्जिंग के दौरान, धनात्मक इलेक्ट्रोड में ली+ और इलेक्ट्रोलाइट में ली+ इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने के लिए ऋणात्मक इलेक्ट्रोड में अभिसरित होते हैं, जो ऋणात्मक इलेक्ट्रोड की कार्बन सामग्री में एम्बेडेड ली में कम हो जाते हैं। डिस्चार्ज के दौरान, ऋणात्मक कार्बन सामग्री में एम्बेडेड ली इलेक्ट्रॉन खो देता है और इलेक्ट्रोलाइट में प्रवेश करता है, और इलेक्ट्रोलाइट में ली+ धनात्मक इलेक्ट्रोड में चला जाता है।

3.&एनबीएसपी;लिथियम बैटरी संरचना सिद्धांत

धनात्मक इलेक्ट्रोड संरचना:

LiMn2O4 (लिथियम मैंगनेट) + चालक एजेंट (एसिटिलीन ब्लैक) + चिपकने वाला (पीवीडीएफ) + द्रव संग्राहक (एल्यूमीनियम पन्नी) सकारात्मक इलेक्ट्रोड

नकारात्मक इलेक्ट्रोड संरचना:

ग्रेफाइट + चालक एजेंट (एसिटिलीन ब्लैक) + चिपकने वाला पदार्थ (पीवीडीएफ) + द्रव संग्राहक (तांबा पन्नी) नकारात्मक इलेक्ट्रोड

4.&एनबीएसपी;चार्जिंग प्रक्रिया

बिजली की आपूर्ति बैटरी को चार्ज करती है, इस समय सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर इलेक्ट्रॉन e बाहरी सर्किट के माध्यम से नकारात्मक इलेक्ट्रोड तक चलता है, और सकारात्मक लिथियम आयन ली+"कूदता"धनात्मक इलेक्ट्रोड से इलेक्ट्रोलाइट में,"चढ़ते"डायाफ्राम पर घुमावदार छोटे छेद के माध्यम से, और"तैरती"नकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए, और लंबे समय से चले गए इलेक्ट्रॉनों को संयुक्त किया जाता है।

धनात्मक इलेक्ट्रोड पर प्रतिक्रिया LiMn2O4 ==ली1-xMn2O4+एक्सएलआई++ज़े(इलेक्ट्रॉन) है।

ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पर प्रतिक्रिया 6C+एक्सएलआई+ज़े==लिक्ससी6 है

5.&एनबीएसपी;निर्वहन प्रक्रिया

बैटरी डिस्चार्ज होती है, इस समय ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पर इलेक्ट्रॉन e बाह्य सर्किट के माध्यम से धनात्मक इलेक्ट्रोड की ओर चलता है, और धनात्मक लिथियम आयन ली+"कूदता"ऋणात्मक इलेक्ट्रोड से इलेक्ट्रोलाइट में,"चढ़ते"डायाफ्राम पर घुमावदार छोटे छेद के माध्यम से,"तैरती"यह धनात्मक इलेक्ट्रोड से जुड़ता है, तथा उन इलेक्ट्रॉनों के साथ संयोजित होता है जो लंबे समय से वहां मौजूद हैं।

धनात्मक इलेक्ट्रोड पर प्रतिक्रिया ली1-xMn2O4+एक्सएलआई++एक्सई(इलेक्ट्रॉन) ==LiMn2O4 है

ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पर होने वाली प्रतिक्रिया लिक्ससी6 == 6C+xली+एक्सई है

6.&एनबीएसपी;लिथियम आयन बैटरी प्रक्रिया प्रवाह:

आगे का भाग: मिश्रण, कोटिंग, रोलिंग, डाई कटिंग

मध्य भाग: वाइंडिंग, असेंबली, इंजेक्शन

खंड के बाद: गठन, विभाजन, मॉड्यूल

अग्र भाग

पूर्ववर्ती और निम्नलिखित प्रक्रियाओं का उत्पादन लक्ष्य (सकारात्मक और नकारात्मक) ध्रुव टुकड़ों का निर्माण पूरा करना है। पहले चरण की मुख्य प्रक्रिया है: मिश्रण, कोटिंग, रोलिंग, स्कूटलिंग, उत्पादन, डाई कटिंग, इसमें शामिल उपकरण मुख्य रूप से शामिल हैं: मिक्सर, कोटिंग मशीन, रोल प्रेस, स्कूटलिंग मशीन, उत्पादन मशीन, डाई कटिंग मशीन, आदि।

1.एमइक्सिंग

घोल मिश्रण (प्रयुक्त उपकरण:वैक्यूम मिक्सर) सकारात्मक और नकारात्मक ठोस अवस्था बैटरी सामग्री को समान रूप से मिलाना और घोल में घोलने के लिए विलायक जोड़ना है। घोल मिश्रण पिछली प्रक्रिया का प्रारंभिक बिंदु है, और बाद की कोटिंग और रोलिंग प्रक्रियाओं को पूरा करने का आधार है।

1.1 सकारात्मक बैचिंग

धनात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय पदार्थ, चालक एजेंट और बाइंडर से बना होता है।

1.2नकारात्मक इलेक्ट्रोड घटक (सरगर्मी)

नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय पदार्थ, चालक एजेंट, चिपकने वाला पदार्थ और फैलाव पदार्थ से बना होता है.

2.कलई करना

कोटिंग (प्रयुक्त उपकरण:लेपन मशीन) धातु की पन्नी पर समान रूप से घोल को लेप करने और इसे सुखाने की प्रक्रिया है, जिससे सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड बनते हैं। पिछली प्रक्रिया की मुख्य कड़ी के रूप में, कोटिंग प्रक्रिया की निष्पादन गुणवत्ता तैयार बैटरी की स्थिरता, सुरक्षा और जीवनकाल को गहराई से प्रभावित करती है। इसलिए, कोटिंग मशीन पिछली प्रक्रिया में सबसे मूल्यवान उपकरण है।

निचोड़ कोटिंग मशीन का सिद्धांत

लिथियम बैटरी कोटिंग की एकरूपता को कैसे नियंत्रित करें?

कोटिंग की एकरूपता को प्रभावित करने वाले कई कारक हैं, जिनमें मानव, मशीन, सामग्री, विधि और पर्यावरण शामिल हैं। हालाँकि, मूल कारक कोटिंग प्रक्रिया से सीधे संबंधित कई स्थितियाँ हैं: कोटिंग सब्सट्रेट, चिपकने वाला पदार्थ, कोटिंग स्टील/रबर रोलर और मिश्रित मशीन।

1) कोटिंग सब्सट्रेट: मुख्य रूप से सामग्री, सतह विशेषताओं, मोटाई और एकरूपता शामिल है।

2) चिपकने वाला: मुख्य रूप से सब्सट्रेट की सतह पर इसकी कार्यशील चिपचिपाहट, आत्मीयता और आसंजन को संदर्भित करता है।

3) कोटिंग स्टील रोलर: यह न केवल चिपकने वाला प्रत्यक्ष वाहक है, बल्कि कोटिंग सब्सट्रेट और रबर रोलर के लिए समर्थन बेंचमार्क भी है, इसलिए यह पूरे कोटिंग तंत्र का मूल है। कोटिंग की एकरूपता इसके आकार और स्थितिगत सहनशीलता, कठोरता, गतिशील और स्थैतिक संतुलन गुणवत्ता, सतह की गुणवत्ता, तापमान एकरूपता और थर्मल विरूपण स्थितियों से प्रभावित होती है।

4) कोटिंग रोलर: रबर रोलर कोटिंग की गुणवत्ता के एक महत्वपूर्ण चर को संदर्भित करता है, और इसकी सामग्री (जैसे चिपकने वाली परत का जीवनकाल), कठोरता, स्थितिगत सहिष्णुता, कठोरता, गतिशील और स्थैतिक संतुलन गुणवत्ता, सतह की गुणवत्ता और थर्मल विरूपण की स्थिति भी कोटिंग की एकरूपता को प्रभावित करती है।

5) कम्पोजिट मशीन: यह कोटिंग के लिए बुनियादी मंच है, जिसमें न केवल कोटिंग स्टील रोलर और रबर रोलर दबाने तंत्र की परिशुद्धता और संवेदनशीलता शामिल है, बल्कि उच्चतम ऑपरेटिंग गति और मशीन की समग्र स्थिरता का डिज़ाइन भी शामिल है।

3.&एनबीएसपी;रोलिंग स्लिटिंग(उत्पादन)

रोलर प्रेसिंग (प्रयुक्त उपकरण:रोलर प्रेस) लेपित इलेक्ट्रोड को और अधिक सघन बनाना है, जिससे बैटरी का ऊर्जा घनत्व बढ़ जाता है। रोल्ड इलेक्ट्रोड की समतलता सीधे बाद की स्लिटिंग प्रक्रिया के प्रसंस्करण प्रभाव को प्रभावित करती है, और इलेक्ट्रोड की सक्रिय सामग्री की एकरूपता भी अप्रत्यक्ष रूप से बैटरी सेल के प्रदर्शन को प्रभावित करती है।

विभाजन (प्रयुक्त उपकरण:काटने की मशीन) ध्रुवीय टुकड़ों के एक व्यापक कुंडल को वांछित चौड़ाई के कई संकीर्ण टुकड़ों में लगातार काटने की प्रक्रिया है। काटने के दौरान ध्रुवीकरण की फ्रैक्चर विफलता कतरनी क्रिया के कारण होती है, और काटने के बाद किनारे की चिकनाई (बिना गड़गड़ाहट या बकलिंग के) स्लिटिंग मशीन के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने की कुंजी है।

3.1&एनबीएसपी;सकारात्मक इलेक्ट्रोड उत्पादन

सकारात्मक इलेक्ट्रोड कोटिंग सूख जाने के बाद, रोलर्स को प्रक्रिया समय के भीतर संरेखित करने की आवश्यकता होती है। रोलर का उपयोग ध्रुवीय प्लेट को कॉम्पैक्ट करने के लिए किया जाता है, और वर्तमान में दो प्रक्रियाएँ हैं: गर्म दबाव और ठंडा दबाव। गर्म दबाव संघनन में ठंडे दबाव की तुलना में अधिक पलटाव दर होती है; लेकिन ठंडे दबाव की प्रक्रिया अपेक्षाकृत सरल और संचालित करने और नियंत्रित करने में आसान है। रोलर के मुख्य उपकरण को निम्नलिखित प्रक्रिया मूल्यों में समायोजित किया जाता है: संघनन घनत्व, पलटाव दर और बढ़ाव। इसी समय, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ध्रुवीकरण की सतह चिप्स, हार्ड ब्लॉक, सामग्री हानि, लहरदार किनारों से मुक्त होनी चाहिए, और अंतराल को तोड़ा नहीं जाना चाहिए।

3.2&एनबीएसपी;नकारात्मक इलेक्ट्रोड उत्पादन

नकारात्मक इलेक्ट्रोड उत्पादन सकारात्मक इलेक्ट्रोड के समान ही संचालित होता है, लेकिन प्रक्रिया का डिज़ाइन अलग होता है.