Litiozko bateria ekoizteko prozesurako eskuliburu osoa

Litiozko bateria ekoizteko prozesurako eskuliburu osoa

Ioi bateriak elektrodo positiboa, elektrodo negatiboa, bereizlea, elektrolitoa, korronte-biltzailea eta aglutinatzailea, agente eroalea, etab. barne hartzen dituen sistema konplexua dira. Parte hartzen duten erreakzioen artean elektrodo positiboen eta negatiboen erreakzio elektrokimikoak, litio-ioi eta elektroi-eroalea eta bero-difusioa daude. Litiozko baterien ekoizpen-prozesua nahiko luzea da, 50 prozesu baino gehiago hartzen ditu barne.

Litiozko bateriak bateria zilindrikoetan, bateria karratuetan eta pakete bigunetan bana daitezke haien formaren arabera, produkzio prozesuetan desberdintasun jakin batzuekin. Hala ere, orokorrean, litiozko bateriaren fabrikazio prozesua aurreko prozesuan (elektrodoen fabrikazioa), erdiko prozesuan (zelulen sintesia) eta atzeko prozesuan (eraketa eta ontziratzea) bana daiteke. Litio-ioizko baterien segurtasun-errendimendu handiko eskakizunak direla eta, oso eskakizun handiak daude litio-ioizko ekipoen zehaztasun, egonkortasun eta automatizazio mailarako bateria fabrikatzeko prozesuan.

Litiozko bateria ekipamendua prozesu-ekipo bat da, agindutako prozesuak erabiltzen dituena, hala nola elektrodo positiboak eta negatiboak, material bereizleak eta elektrolitoa bezalako lehengaiak fabrikatzeko. Litiozko baterien ekipamenduak eragin handia du litiozko baterien errendimenduan eta kostuan eta faktore erabakigarrietako bat da. Prozesu-fluxu ezberdinen arabera, litio-bateria ekipamendua aurrealdeko ekipamenduetan, erdiko etapako ekipamenduetan eta backend ekipamenduetan bana daiteke. Litiozko bateria ekoizteko lerroan, aurrealdeko, erdiko etapa eta back-end ekipoen balioa 4:3:3 da gutxi gorabehera.

Aurreko prozesuaren ekoizpen-helburua elektrodo-plaken (positibo eta negatiboen) fabrikazioa amaitzea da. Aurreko faseko prozesu nagusia nahasketa, estaldura, ijezketa, zatiketa, zatiketa eta trokel-ebakitzea barne hartzen ditu. Inplikatutako ekipamenduak honako hauek dira batez ere: nahastailea, estaldura-makina, arrabol-prentsa, ebakitzeko makina, ebakitzeko makina, trokel-ebakitzeko makina, etab.

Minda nahastea (erabilitako ekipamendua: hutseko nahasgailua) egoera solidoko bateriaren material positiboak eta negatiboak uniformeki nahastea da eta, ondoren, disolbatzailea gehitzea mindara nahasteko. Minda nahastea aurreko prozesuaren abiapuntua eta ondorengo estaldura, ijezketa eta beste prozesu batzuk burutzeko oinarria da.

Estaldura (erabiltzen den ekipamendua: estaldura-makina) nahasitako minda uniformeki estaltzea da metalezko paperean eta lehortzea plaka positiboak eta negatiboak egiteko. Aurreko prozesuaren oinarrizko lotura gisa, estaldura-prozesuaren exekuzio-kalitateak sakonki eragiten du amaitutako bateriaren koherentzia, segurtasuna eta iraupena. Hori dela eta, estaldura-makina aurreko prozesuan ekipamendurik baliotsuena da.

Arrabolaren prentsaketa (erabiltzen den ekipamendua: arrabolaren prentsa) estalitako elektrodoa gehiago trinkotzea da, horrela bateriaren energia-dentsitatea handituz. Ijetzitako elektrodoaren lautasunak zuzenean eragiten dio ondorengo zatiketa-prozesuaren prozesamendu-efektuari, eta elektrodoko substantzia aktiboen uniformetasunak ere zeharka eragiten du bateria-zelularen errendimenduan.

Zatiketa (erabiltzen den ekipamendua: slitting machine) polo-piezen bobina zabal bat behar den zabalera duten hainbat pieza estuetan etengabe zatitzeko prozesua da. Mozketan elektrodo-plakaren haustura-porrota zizaila-ekintzaren ondorioz gertatzen da, eta ebaki ondoren ertzaren leuntasuna (erbarik edo zirkulaziorik gabe) gakoa da ebakitzeko makinaren errendimendua ebaluatzeko.

Ekoizpena (erabiltzen den ekipamendua: ekoizpen-makina) ebakitako elektrodo-piezen elektrodo-belarriak soldatzea, babes-zinta aplikatzea, elektrodo-belarriak kolaz biltzea edo elektrodo-belarriak osatzeko laser ebaketa erabiltzea, ondorengo bihurriketa prozesuetarako erabil daitekeena da. Trokelaketa (erabiltzen den ekipamendua: trokel-makina) ondorengo prozesuetarako estalitako plaka polarrak zulatzeko eta osatzeko prozesua da.

Erdialdeko prozesuaren ekoizpen-helburua bateria-zelulen fabrikazioa osatzea da. Desberdintasunak daude litiozko bateria mota ezberdinen erdiko prozesuko Teknologiaren bide-orrian eta produkzio-lerroen ekipamenduan. Tarteko prozesuaren funtsa muntaketa prozesua da, zehazki, aurreko prozesutik diafragmarekin eta elektrolitoarekin egindako elektrodo plaken (positibo eta negatibo) muntaketa ordenatua. Baterien karratu (erroilu), zilindriko (erroilu) eta malgu (geruzetako) energia biltegiratzeko egitura desberdinak direla eta, teknologiaren bide-orrian eta litiozko bateria mota desberdinen ekoizpen-lerroen ekipamenduetan desberdintasun nabariak daude erdiko prozesuan. Zehazki, bateria karratuen eta zilindrikoen erdiko faseko prozesu nagusien artean harilkatzea, likido-injekzioa eta ontziratzea daude. Inplikatutako ekipamenduak honako hauek dira nagusiki: harilkatzeko makina, likido injekzio makina, ontziratzeko ekipoak (shell txertatzeko makina, zirrikituak ijezteko makina, zigilatzeko makina, soldatzeko makina), etab; Pakete bigunen bateriaren erdiko faseko prozesu nagusiak laminazioa, injekzio likidoa eta ontziratzea barne hartzen ditu, eta inplikatutako ekipamenduak laminazio-makina, likidoa injekzio-makina, ontziratzeko ekipoak, etab.

Harilaketa (erabiltzen den ekipamendua: harilkatzeko makina) ekoizpen-prozesuak edo trokelak ebakitzeko makina litio-ioizko bateria-zeluletan haizeratzeko prozesua da, batez ere litio-ioizko bateria karratu eta zirkularrak ekoizteko erabiltzen dena. Harilatzeko makina bi kategoriatan bana daiteke: harilkatzeko makina karratua eta harilkatzeko makina zilindrikoa, hurrenez hurren, litiozko bateria karratu eta zilindrikoak ekoizteko erabiltzen direnak. Harilaketa zilindrikoarekin alderatuta, harilketa karratuaren prozesuak tentsioa kontrolatzeko baldintza handiagoak ditu, beraz, harilkatzeko makina karratuaren zailtasun teknikoa handiagoa da.

Laminazioa (erabiltzen den ekipamendua: ijezteko makina) trokel-prozesuan ekoiztutako banakako elektrodo-plakak litio-ioizko bateria-zeluletan pilatzeko prozesua da, batez ere pakete bigunen bateriak ekoizteko erabiltzen dena. Zelula karratu eta zilindrikoekin alderatuta, pakete bigunen zelulak abantaila handiak dituzte energia-dentsitatean, segurtasunean eta deskarga-errendimenduan. Hala ere, ijezketa-makina batek pilaketa-zeregin bakarra osatzeak azpiprozesu anitz dakartza mekanismo paralelo eta konplexuen lankidetzan, eta pilaketa-eraginkortasuna hobetzeko kontrol dinamiko-arazo konplexuei aurre egitea eskatzen du; Harilatzeko makinaren abiadura harilkatzeko eraginkortasunarekin zuzenean lotuta dago, eta eraginkortasuna hobetzeko bitartekoak nahiko sinpleak dira. Gaur egun, ekoizpen-eraginkortasunean eta etekinean hutsune bat dago laminatu-zelulen eta zauri-zelulen artean.

Likidoa injektatzeko makina (erabiltzen den ekipamendua: likidoa injekatzeko makina) bateriaren elektrolitoa kuantitatiboki zelulara injektatzeko erabiltzen da.

Zelula ontziratzeak (adibidez, maskorrak txertatzeko makina, zirrikituak ijezteko makina, zigilatzeko makina, soldatzeko makina erabiliz) bobina nukleoa zelula oskolean jartzea dakar.

Prozesuaren azken faseko produkzio-helburua ontzi bihurtzeko eraldaketa osatzea da. Erdiko etapatik aurrera, litiozko bateriaren zelularen egitura funtzionala eratu da, eta azken fasearen garrantzia hura aktibatzea, probak egitea, sailkatzea eta muntatzea eta litiozko bateria produktu seguru eta egonkorra osatzea da. Prozesuaren azken faseko prozesu nagusiak hauek dira: eraketa, bereizketa, probak, sailkatzea, etab. Esku hartzen duten ekipamenduak honako hauek dira nagusiki: kargatzeko eta deskargatzeko motorrak, saiakuntzarako ekipoak, etab.

Eraketa (kargatzeko eta deskargatzeko motor bat erabiliz) bateriaren zelula lehen kargaren bidez aktibatzeko prozesua da, eta horretan pasivazio-film eraginkor bat (SEI filma) sortzen da elektrodo negatiboaren gainazalean, litioko bateriaren "hasiera" lortzeko. Zatitzeko gaitasuna (erabilitako ekipoak: kargatzeko eta deskargatzeko motorra), "ahalmenaren analisia" izenez ere ezagutzen dena, bateria-zelularen kapazitatea neurtzeko diseinu-arauen arabera bihurtutako bateria-zelula kargatzeko eta deskargatzeko prozesuari egiten zaio erreferentzia. Bateriaren zelularen karga- eta deskarga-prozesuak eraketa eta kapazitatearen bereizketa-prozesuan zehar egiten du, beraz, kargatzeko eta deskargatzeko motorra atzeko nukleoko ekipamendurik erabiliena da. Kargatzeko eta deskargatzeko motor baten gutxieneko lan-unitatea "kanala" da. "Unitate" (KUTXA) hainbat "kanal"z osatuta dago, eta "unitate" anitz konbinatzen dira kargatzeko eta deskargatzeko motor bat osatzeko.

Saiakuntzak (erabilitako ekipoak: probak egiteko ekipoak) kargatu, deskargatu eta atseden hartu aurretik eta ondoren egin behar dira; Detekzio-emaitzetan oinarritutako estandar batzuen arabera eratu eta banatu diren baterien sailkapenari eta hautapenari egiten dio erreferentzia. Detektatzeko eta sailkatzeko prozesuaren garrantzia ez da soilik produktu kualifikatuak kentzea, baizik eta litio-ioizko baterien aplikazio praktikoetan zelulak sarritan paraleloan edo seriean konbinatzen direlako. Hori dela eta, antzeko errendimendua duten zelulak hautatzeak bateriaren errendimendu orokor optimoa lortzen lagun dezake.

Litiozko baterien ekoizpena ezin da bereizi litiozko baterien ekoizpen ekipamenduetatik. Baterian bertan erabiltzen diren materialez gain, fabrikazio-prozesua eta ekoizpen-ekipoak bateriaren errendimendua zehazten duten faktore garrantzitsuak dira. Hasierako egunetan, Txinako litiozko bateria ekipamendua inportazioetan oinarritzen zen batez ere. Hainbat urtez garapen azkarraren ondoren, Txinako litiozko bateria-ekipamendu-enpresek apurka-apurka Japoniako eta Koreako ekipamendu-enpresek gainditu dituzte teknologiari, eraginkortasunari, egonkortasunari eta beste alderdi batzuei dagokienez, eta abantailak dituzte kostu-eraginkortasunean, salmenta osteko mantentze-lanetan eta beste zenbait alderditan. Gaur egun, litiozko bateriaren ekipamenduko enpresen multzo bat sortu da eta nazioarteko merkatuan sartzen diren Txinako goi mailako ekipamenduentzako bisita-txartel bihurtu da. Litiozko bateria liderren aliantza bertikalarekin eta atzerrian hedapenarekin, litiozko bateria ekipamenduak beheranzko hedapenetik etekina atera du eta hazkunde azkarreko aukera aldi berri bati hasiera eman dio.