앞서 언급했듯이 일반적인 리튬이온 배터리 제조 공정은 전공정(전극 제조), 중기 공정(셀 합성), 후공정(형성 및 패키징)의 3단계로 나눌 수 있다. 앞서 프론트엔드 프로세스에 대해 소개했고, 이번 글에서는 중간 단계 프로세스에 초점을 맞춰 설명하겠습니다.
리튬배터리 제조의 중간단계 공정은 조립단계로, 생산목표는 셀 제조를 완료하는 것이다. 구체적으로 중간단계 공정은 이전 공정에서 제작한 양극(양극, 음극)과 분리막, 전해액을 순서대로 조립하는 공정이다.
각형 알루미늄 쉘 배터리, 원통형 배터리 및 파우치 배터리, 블레이드 배터리 등을 포함한 다양한 유형의 리튬 배터리의 에너지 저장 구조가 다르기 때문에 중간 단계 프로세스의 기술 프로세스에 뚜렷한 차이가 있습니다.
각형 알루미늄 쉘 배터리와 원통형 배터리의 중간 단계 공정은 와인딩, 전해질 주입 및 포장입니다.
파우치 배터리와 블레이드 배터리의 중간 공정은 적층, 전해액 주입, 패키징이다.
둘의 주요 차이점은 와인딩 공정과 스태킹 공정입니다.
굴곡
셀 와인딩 공정은 와인딩 머신을 통해 음극, 양극 및 분리막을 함께 롤링하고 인접한 음극과 양극은 분리기로 분리됩니다. 전지의 길이 방향에서 분리막은 양극보다 위에 있고, 양극은 음극보다 위에 있어 음극과 양극의 접촉으로 인한 단락을 방지합니다. 권취 후 셀이 부서지는 것을 방지하기 위해 접착 테이프로 고정합니다. 그런 다음 셀은 다음 프로세스로 흐릅니다.
이 과정에서는 양극과 음극 사이에 물리적인 접촉이 없는지, 음극이 수평 및 수직 방향 모두에서 양극을 완전히 덮을 수 있는지 확인하는 것이 중요합니다.
권취 공정의 특성상 일정한 모양의 리튬 배터리를 제조하는 데에만 사용할 수 있습니다.
스태킹
반면, 적층 공정은 양극과 음극, 분리막을 적층해 스택 셀을 형성하며, 이를 통해 규칙적인 형태나 비정상 형태의 리튬전지를 제조할 수 있다. 유연성이 더 높습니다.
스태킹이란 일반적으로 양극-분리막-음극 순으로 양극과 음극, 분리막을 한 겹씩 적층하여 집전체와 함께 스택셀을 형성하는 공정을 말한다.탭으로. 쌓는 방식은 분리막을 잘라내는 다이렉트 스태킹부터 분리막을 자르지 않고 Z자 형태로 쌓는 Z폴딩까지 다양하다.
적층 과정에서 동일한 전극 시트의 밴딩 현상이 없고, 권취 과정에서 발생하는 'C 코너' 문제도 없습니다. 따라서 내부 쉘의 코너 공간을 최대한 활용할 수 있으며 단위 부피당 용량도 더 높습니다. 와인딩 공정으로 만든 리튬 배터리와 비교하여 적층 공정으로 만든 리튬 배터리는 에너지 밀도, 보안 및 방전 성능에서 분명한 이점을 가지고 있습니다.
와인딩 공정은 상대적으로 긴 개발 역사, 성숙한 공정, 저비용, 높은 수율을 가지고 있습니다. 그러나 신에너지 차량의 개발로 인해 적층 공정은 높은 볼륨 활용도, 안정적인 구조, 낮은 내부 저항, 긴 사이클 수명 및 기타 장점을 갖춘 떠오르는 별이 되었습니다.
권취 공정이든 적층 공정이든 둘 다 분명한 장점과 단점이 있습니다. 스택형 배터리는 전극을 여러 번 잘라야 하기 때문에 권선 구조에 비해 단면적이 길어 버(Burr) 발생 위험이 높아집니다. 권취된 배터리의 경우 모서리 부분이 공간을 낭비하게 되며, 권취 장력이 고르지 않고 변형되어 불균일해질 수 있습니다.
따라서 후속 엑스레이 검사가 매우 중요합니다.
엑스레이 테스트
완성된 와인딩 및 스택 배터리는 내부 구조가 스택 또는 와인딩 셀의 정렬, 탭의 내부 구조, 양극 및 음극의 돌출부 등과 같은 생산 공정과 일치하는지 테스트해야 합니다. 제품 품질을 제어하고 부적격 세포가 후속 공정으로 유입되는 것을 방지합니다.
X-Ray 테스트를 위해 Dacheng Precision은 일련의 X-Ray 이미징 검사 장비를 출시했습니다.
X-Ray 오프라인 CT 배터리 검사기
X-Ray 오프라인 CT 배터리 검사기: 3D 이미징. 단면도를 통해 셀의 길이 방향과 폭 방향의 돌출부를 직접적으로 검출할 수 있습니다. 감지 결과는 전극 모따기나 굽힘, 탭 또는 음극 세라믹 가장자리의 영향을 받지 않습니다.
X-Ray 인라인 와인딩 배터리 검사기
X-Ray 인라인 와인딩 배터리 검사 기계: 이 장비는 업스트림 컨베이어 라인에 도킹되어 자동 배터리 셀 픽업을 달성합니다. 배터리 셀은 내부 사이클 테스트를 위해 장비에 장착됩니다. NG 셀이 자동으로 선택됩니다. 최대 65개 층의 내부 및 외부 링을 전체 검사합니다.
X-Ray 인라인 원통형 배터리 검사기
장비는 X-Ray 소스를 통해 X-Ray를 방출하고 배터리를 투과합니다. X선 영상이 수신되고 영상 시스템에서 사진이 촬영됩니다. 자체 개발한 소프트웨어와 알고리즘을 통해 이미지를 처리해 자동으로 양품 여부를 측정·판단하고 불량품을 선별하는 시스템이다. 장치의 앞부분과 뒷부분은 생산 라인과 연결될 수 있습니다.
X-Ray 인라인 스택 배터리 검사기
장비는 상류 전송선과 연결됩니다. 자동으로 세포를 가져와 내부 루프 감지를 위한 장비에 배치할 수 있습니다. NG 셀을 자동으로 분류할 수 있으며 OK 셀은 자동으로 전송 라인, 다운스트림 장비에 배치되어 완전 자동 감지를 달성합니다.
X-Ray 인라인 디지털 배터리 검사기
장비는 업스트림 전송선과 연결됩니다. 자동으로 셀을 가져오거나 수동 로딩을 수행한 다음 내부 루프 감지를 위해 장비에 넣을 수 있습니다. NG 배터리를 자동으로 분류할 수 있으며, OK 배터리 제거는 전송 라인이나 플레이트에 자동으로 삽입되고 하위 장비로 전송되어 완전 자동 감지를 달성합니다.
게시 시간: 2023년 9월 13일
