앞서 언급했듯이 일반적인 리튬 이온 배터리 제조 공정은 전공정(전극 제조), 중간 공정(셀 합성), 그리고 후공정(형성 및 패키징)의 세 단계로 나눌 수 있습니다. 전공정은 이전에 소개했으며, 본 글에서는 중간 공정에 중점을 두겠습니다.
리튬 배터리 제조의 중간 단계 공정은 조립 단계이며, 이 단계의 생산 목표는 셀 제조를 완료하는 것입니다. 구체적으로, 중간 단계 공정은 이전 공정에서 제작된 (양극 및 음극) 전극을 분리막 및 전해질과 함께 순서대로 조립하는 것입니다.
프리즘형 알루미늄 쉘 배터리, 원통형 배터리, 파우치형 배터리, 블레이드형 배터리 등 다양한 유형의 리튬 배터리는 에너지 저장 구조가 다르기 때문에 중간 단계 공정의 기술 프로세스에도 분명한 차이가 있습니다.
프리즘형 알루미늄 쉘 배터리와 원통형 배터리의 중간 단계 공정은 권취, 전해액 주입 및 패키징입니다.
파우치형 배터리와 블레이드형 배터리의 중간 공정은 스태킹, 전해액 주입, 패키징입니다.
두 가지의 주요 차이점은 와인딩 공정과 스태킹 공정입니다.
굴곡
셀 와인딩 공정은 권취기를 통해 양극, 음극, 분리막을 함께 감아 인접한 양극과 음극을 분리막으로 분리하는 공정입니다. 셀의 길이 방향으로는 분리막이 양극보다 크고, 양극이 음극보다 크므로 양극과 음극의 접촉으로 인한 단락을 방지할 수 있습니다. 권취 후, 셀은 접착 테이프로 고정되어 분리되지 않도록 합니다. 그런 다음 셀은 다음 공정으로 이동합니다.
이 과정에서는 양극과 음극 사이에 물리적 접촉이 없고, 음극이 수평 및 수직 방향으로 모두 양극을 완전히 덮을 수 있도록 하는 것이 중요합니다.
권취 공정의 특성상 규칙적인 모양의 리튬 전지를 제조하는 데만 사용될 수 있습니다.
스태킹
반면, 스태킹 공정은 양극과 음극, 그리고 분리막을 적층하여 스택 셀을 형성하는데, 이를 통해 규칙적인 모양이나 특이한 모양의 리튬 배터리를 제조할 수 있습니다. 이 공정은 유연성이 더 뛰어납니다.
스태킹은 일반적으로 양극, 음극 및 분리막을 양극-분리막-음극 순서로 층층이 쌓아 전류집전체와 스택셀을 형성하는 공정입니다.탭과 같습니다. 적재 방법은 분리막을 잘라내는 직접 적재부터 분리막을 잘라내지 않고 Z자 모양으로 적재하는 Z-폴딩까지 다양합니다.
적층 공정에서는 동일 전극판의 휘어짐 현상이 발생하지 않으며, 권취 공정에서 발생하는 "C 코너" 문제도 발생하지 않습니다. 따라서 내부 쉘의 코너 공간을 최대한 활용할 수 있어 단위 부피당 용량이 더 높습니다. 권취 공정으로 제작된 리튬 전지와 비교했을 때, 적층 공정으로 제작된 리튬 전지는 에너지 밀도, 안전성, 방전 성능 면에서 뚜렷한 이점을 가지고 있습니다.
와인딩 공정은 비교적 오랜 개발 역사, 성숙된 공정, 낮은 비용, 높은 수율을 자랑합니다. 그러나 신에너지 자동차의 발전과 함께, 적층 공정은 높은 활용도, 안정적인 구조, 낮은 내부 저항, 긴 사이클 수명 등의 장점을 갖춰 주목받고 있습니다.
권취 공정이든 적층 공정이든 두 공정 모두 명확한 장단점을 가지고 있습니다. 적층형 배터리는 전극을 여러 번 절단해야 하므로 권취 구조보다 단면적이 길어 버(burr) 발생 위험이 커집니다. 권취형 배터리의 경우, 모서리가 공간을 낭비하고 권취 장력과 변형이 불균일하면 불균일성이 발생할 수 있습니다.
그러므로 후속적인 엑스선 검사가 매우 중요해집니다.
엑스레이 검사
완성된 권선 및 스택 배터리는 스택 또는 권선 셀의 정렬, 탭의 내부 구조, 양극과 음극의 돌출부 등 내부 구조가 생산 공정에 부합하는지 확인하기 위해 테스트를 거쳐야 합니다. 이를 통해 제품 품질을 제어하고 부적격 셀이 후속 공정으로 유입되는 것을 방지할 수 있습니다.
X선 검사를 위해 Dacheng Precision은 일련의 X선 영상 검사 장비를 출시했습니다.
X-Ray 오프라인 CT 배터리 검사기
X선 오프라인 CT 배터리 검사기: 3D 이미징. 단면을 통해 셀의 길이 방향과 너비 방향의 돌출부를 직접 검출할 수 있습니다. 검출 결과는 전극 모따기나 굽힘, 탭 또는 음극의 세라믹 모서리의 영향을 받지 않습니다.
X-선 인라인 와인딩 배터리 검사기
X선 인라인 와인딩 배터리 검사기: 이 장비는 상류 컨베이어 라인에 도킹되어 배터리 셀을 자동으로 픽업합니다. 배터리 셀은 내부 사이클 테스트를 위해 장비에 투입됩니다. NG 셀은 자동으로 픽업됩니다. 최대 65개 층의 내외부 링이 완벽하게 검사됩니다.
X-선 인라인 원통형 배터리 검사기
이 장비는 X선원을 통해 X선을 방출하고 배터리를 통과합니다. X선 영상은 영상 시스템에서 수신되어 사진을 촬영합니다. 자체 개발한 소프트웨어와 알고리즘을 통해 이미지를 처리하고, 자동으로 양품 여부를 측정 및 판별하여 불량품을 선별합니다. 장비의 전단과 후단은 생산 라인과 연결될 수 있습니다.
X-Ray 인라인 스택 배터리 검사기
이 장비는 상류 송전선에 연결되어 있으며, 셀을 자동으로 수집하여 내부 루프 감지를 위한 장비에 배치합니다. NG 셀을 자동으로 분류하고, 정상 셀은 자동으로 송전선에 배치하여 하류 장비에 배치하여 완전 자동 감지를 구현합니다.
X-Ray 인라인 디지털 배터리 검사기
이 장비는 상류 송전선과 연결되어 있으며, 셀을 자동으로 충전하거나 수동으로 충전한 후 장비에 연결하여 내부 루프 감지를 수행할 수 있습니다. NG 배터리를 자동으로 분류하고, 정상 배터리 제거 시 자동으로 송전선 또는 플레이트에 연결하여 하류 장비로 전송하여 완전 자동 감지를 구현합니다.
게시 시간: 2023년 9월 13일
