리튬 이온 배터리는 다양한 용도로 사용됩니다. 응용 분야 분류에 따라 에너지 저장용 배터리, 전력 배터리, 가전제품용 배터리로 나눌 수 있습니다.
- 에너지 저장용 배터리에는 통신 에너지 저장, 전력 에너지 저장, 분산 에너지 시스템 등이 포함됩니다.
- 동력 배터리는 주로 동력 분야에서 사용되며 신에너지 차량, 전동 지게차 등 시장에 서비스를 제공합니다.
- 가전제품용 배터리는 스마트 미터링, 지능형 보안, 지능형 교통, 사물 인터넷 등 소비자 및 산업 분야를 포괄합니다.
리튬이온전지는 주로 양극, 음극, 전해질, 분리막, 집전체, 바인더, 도전재 등으로 구성된 복합 시스템으로, 양극과 음극의 전기화학적 반응, 리튬 이온 전도, 전자 전도 등의 반응이 수반됩니다. 열 확산으로.
리튬 배터리의 생산 공정은 비교적 길며 공정에는 50개 이상의 공정이 포함됩니다.
리튬 배터리는 형태에 따라 원통형 배터리, 각형 알루미늄 쉘 배터리, 파우치 배터리, 블레이드 배터리로 나눌 수 있습니다. 생산 공정에는 다소 차이가 있지만, 전체적인 리튬전지 제조 공정은 전공정(전극 제조), 중기 공정(셀 합성), 후공정(형성 및 패키징)으로 나눌 수 있다.
이 기사에서는 리튬 배터리 제조의 전단계 프로세스를 소개합니다.
전공정 생산 목표는 전극(양극, 음극) 제조를 완료하는 것이다. 주요 공정에는 슬러리화/혼합, 코팅, 캘린더링, 슬리팅 및 다이 커팅이 포함됩니다.
슬러리화/혼합
슬러리화/혼합은 양극과 음극의 고체전지 재료를 균일하게 혼합한 후 용매를 첨가하여 슬러리를 만드는 방식입니다. 슬러리 혼합은 라인 전단의 시작점이며 후속 코팅, 캘린더링 및 기타 공정 완료의 전주곡입니다.
리튬 배터리 슬러리는 양극 슬러리와 음극 슬러리로 구분됩니다. 혼합기에 활성물질, 전도성탄소, 증점제, 결합제, 첨가제, 용제 등을 비율에 맞게 넣고 혼합하여 코팅용 고액현탁슬러리의 균일한 분산을 얻습니다.
고품질의 혼합은 후속 공정의 고품질 완성을 위한 기반이며, 이는 배터리의 안전 성능과 전기화학적 성능에 직간접적으로 영향을 미칩니다.
코팅
코팅은 알루미늄박과 구리박에 양극활물질과 음극활물질을 각각 코팅한 뒤 도전제, 바인더 등을 결합해 전극시트를 만드는 공정이다. 그런 다음 오븐에서 건조하여 용매를 제거하여 고체 물질이 기판에 결합되어 양극 및 음극 시트 코일을 만듭니다.
음극 및 양극 코팅
음극 재료: 재료에는 적층 구조, 스피넬 구조, 감람석 구조의 세 가지 유형이 있으며 각각 삼원 재료(및 코발트산 리튬), 망간산 리튬(LiMn2O4) 및 인산 철 리튬(LiFePO4)에 해당합니다.
음극재: 현재 상용 리튬이온 배터리에 사용되는 음극재는 주로 탄소재료와 비탄소재료를 포함한다. 그 중 탄소재료로는 현재 가장 많이 사용되고 있는 흑연양극과 무질서탄소양극, 하드카본, 소프트카본 등이 있으며; 비탄소 소재에는 실리콘 기반 양극, 티탄산리튬(LTO) 등이 포함됩니다.
전공정의 핵심 고리로서 코팅 공정의 실행 품질은 완성된 배터리의 일관성, 안전성, 수명에 큰 영향을 미칩니다.
캘린더링
코팅된 전극을 롤러로 더욱 압축하여 활성물질과 집전체가 밀착되도록 하여 전자의 이동 거리를 줄이고 전극의 두께를 낮추며 로딩 용량을 높입니다. 동시에 배터리의 내부 저항을 낮추고 전도성을 높이며 배터리의 부피 활용률을 향상시켜 배터리 용량을 늘릴 수 있습니다.
캘린더링 공정 후 전극의 평탄도는 후속 슬리팅 공정의 효과에 직접적인 영향을 미칩니다. 전극 활성 물질의 균일성은 전지 성능에도 간접적으로 영향을 미칩니다.
슬리팅
슬리팅은 넓은 전극 코일을 필요한 너비의 좁은 조각으로 연속적으로 세로 방향으로 절단하는 것입니다. 슬리팅에서 전극은 전단 작용을 만나 파손됩니다. 슬리팅 후 가장자리 평탄도(버 및 휘어짐 없음)가 성능 검사의 핵심입니다.
전극을 만드는 과정에는 전극 탭 용접, 보호용 접착 종이 적용, 전극 탭 감싸기, 후속 권선 공정을 위해 레이저를 사용하여 전극 탭 절단 등이 포함됩니다. 다이 커팅은 후속 공정을 위해 코팅된 전극을 스탬프하고 모양을 만드는 것입니다.
리튬이온 배터리의 안전 성능에 대한 요구 사항이 높기 때문에 리튬 배터리 제조 공정에서는 장비의 정확성, 안정성 및 자동화가 매우 요구됩니다.
리튬 전극 측정 장비의 선두주자인 Dacheng Precision은 X/β선 면적 밀도 게이지, CDM 두께 및 면적 밀도 게이지, 레이저 등 리튬 배터리 제조의 전공정에서 전극 측정을 위한 일련의 제품을 출시했습니다. 두께 게이지 등.
- Super X-Ray 면밀도 측정기
1600mm 이상의 코팅 폭 측정에 적합하고, 초고속 스캐닝을 지원하며, 얇은 부분, 긁힘, 세라믹 모서리 등 세부적인 특징을 감지합니다. 폐쇄 루프 코팅에 도움이 될 수 있습니다.
- X/β선 면적 밀도 게이지
배터리 전극 코팅 공정 및 분리막 세라믹 코팅 공정에서 측정 대상의 면밀도를 온라인으로 테스트하는 데 사용됩니다.
- CDM 두께 및 면적 밀도 게이지
코팅 공정에 적용할 수 있습니다. 코팅 누락, 재료 부족, 긁힘, 박화 영역의 두께 윤곽선, AT9 두께 감지 등과 같은 전극의 세부 기능을 온라인으로 감지합니다.
- 다중 프레임 동기 추적 측정 시스템
리튬전지의 양극, 음극 코팅 공정에 사용됩니다. 여러 스캐닝 프레임을 사용하여 전극에 대한 동기 추적 측정을 수행합니다. 5개 프레임 동기 추적 측정 시스템은 습식 필름, 순 코팅량 및 전극을 검사할 수 있습니다.
- 레이저 두께 측정기
리튬전지의 코팅 공정이나 캘린더링 공정에서 전극을 검출하는데 사용됩니다.
- 오프라인 두께 및 치수 측정기
리튬 배터리의 코팅 공정이나 캘린더링 공정에서 전극의 두께와 치수를 감지하는 데 사용되며 효율성과 일관성을 향상시킵니다.
게시 시간: 2023년 8월 31일
