Производството на литиева батерия е систематичен инженерен процес, изискващ висока прецизност и чистота. Той се върти около пет основни етапа: „Пречистване на материала → Формиране на електрод → Сглобяване на клетка → Химическо активиране → Проверка на качеството“. По време на целия процес влажността, примесите и параметрите на процеса трябва да бъдат стриктно контролирани, за да се гарантира безопасността на батерията, капацитетът и животът на цикъла. Добре известните-електрически превозни средства Tesla, например, използват батерийни пакети, съставени от 18650 литиево-йонни клетки, свързани последователно и паралелно. С нарастващата популярност на новите енергийни превозни средства, индустрията на батериите става все по-известна!
Основни материали:
Катод (определя енергийната плътност): литиево-железен фосфат (LFP), тройни материали (NCM/NCA, напр. литиево-никел-кобалтов манганов оксид).
Анод (определя живота на цикъла): Естествен графит/Изкуствен графит (основен), силициеви-въглеродни композитни материали (посока за надстройки с висок-капацитет).
Електролит (Йонна транспортна среда): Литиев хексафлуорофосфат (LiPF₆) + органични разтворители на основата на карбонат- (напр. EC/DMC).
Разделител (предотвратява късо съединение): полипропиленова (PP) / полиетиленова (PE) композитна мембрана (порьозност 40%-50%).
клетка
В зависимост от сценария на приложение (EV / Съхранение на енергия / Потребителска електроника), клетките се категоризират в типове цилиндрични, призматични и торбички, с леки вариации в процесите на сглобяване:
|
Тип клетка |
Метод на сглобяване |
Представителни продукти |
|
Цилиндрична |
Навиване (електроди + сепаратор, навити в цилиндър) |
Tesla 18650/4680, Panasonic 21700 |
|
Призматичен |
Подреждане (електроди + сепаратор, подредени слой по слой) |
CATL Тройна литиева призматична батерия (за EV) |
|
Торбичка |
Подреждане (опаковани в алуминиево-пластмасово фолио) |
Батерии за мобилен телефон / лаптоп |
Поток на оперативния процес в 21 стъпки:
Стъпка 1: Смесване на анодна суспензия
Стъпка 2: Смесване на катодна суспензия
Стъпка 3: Покритие
Стъпка 4: Каландриране
Стъпка 5: Разрязване
Стъпка 6: Сушене
Стъпка 7: Навиване
Стъпка 8: Вмъкване на кутия
Стъпка 9: Точково заваряване
Стъпка 10: Печене
Стъпка 11: Пълнене с електролит
Стъпка 12: Заваряване на капачки
Стъпка 13: Почистване
Стъпка 14: Сухо съхранение
Стъпка 15: Проверка на подравняването
Стъпка 16: Лазерно маркиране на кутията
Стъпка 17: Формиране
Стъпка 18: Измерване на OCV
Стъпка 19: Съхранение при температура на околната среда
Стъпка 20: Класиране на капацитета
Стъпка 21: Окончателна проверка
Провежда се 100% пълна проверка, като-несъответстващите продукти се отстраняват директно. Основните инспекционни елементи са както следва:
|
Тип инспекция |
Стандартно изискване |
Цел |
|
Тест за капацитет |
Действителен капацитет По-голям или равен на 95% от номиналния капацитет (0,5C зареждане/разреждане) |
Осигурява съответствие на диапазона |
|
Тест за жизнен цикъл |
Запазване на капацитета По-голямо или равно на 80% след 1000 цикъла |
Проверява издръжливостта |
|
Тест за безопасност |
Няма пожар/експлозия по време на презареждане (1,2x напрежение), късо съединение, термичен удар (85 градуса) |
Съответствие със стандартите UL 9540A / IEC 62133 |
|
Външен вид / Проверка на размерите |
Няма драскотини, отоци; Толеранс на размерите ±0,2 мм |
Осигурява съвместимост с монтажа надолу по веригата |
|
Тест за вътрешно съпротивление |
Вътрешно съпротивление По-малко или равно на 50 mΩ (Polymer Pouch Cell) |
Гарантира ефективност на зареждане/разреждане |
