همانطور که قبلاً اشاره کردیم، یک فرآیند تولید باتری لیتیوم-یونی معمولی را می‌توان به سه مرحله تقسیم کرد: فرآیند جلویی (ساخت الکترود)، فرآیند میانی (سنتز سلولی) و فرآیند پشتی (تشکیل و بسته‌بندی). ما قبلاً فرآیند جلویی را معرفی کردیم و این مقاله بر فرآیند میانی تمرکز خواهد کرد.
فرآیند میانی تولید باتری لیتیومی، بخش مونتاژ است و هدف تولید آن تکمیل ساخت سلول‌ها است. به طور خاص، فرآیند میانی، مونتاژ الکترودهای (مثبت و منفی) ساخته شده در فرآیند قبلی با جداکننده و الکترولیت به صورت منظم است.
با توجه به ساختارهای متفاوت ذخیره انرژی انواع باتری‌های لیتیومی شامل باتری پوسته آلومینیومی منشوری، باتری استوانه‌ای و باتری کیسه‌ای، باتری تیغه‌ای و غیره، تفاوت‌های آشکاری در فرآیند فنی آنها در فرآیند مرحله میانی وجود دارد.
فرآیند مرحله میانی باتری پوسته آلومینیومی منشوری و باتری استوانه‌ای شامل سیم‌پیچ، تزریق الکترولیت و بسته‌بندی است.
فرآیند میانی باتری کیسه‌ای و باتری تیغه‌ای شامل انباشت، تزریق الکترولیت و بسته‌بندی است.
تفاوت اصلی بین این دو، فرآیند پیچیدن و فرآیند انباشتگی است.
سیم پیچی
فرآیند سیم‌پیچ سلول به این صورت است که کاتد، آند و جداکننده را از طریق دستگاه سیم‌پیچ به هم می‌پیچانند و کاتد و آند مجاور توسط جداکننده از هم جدا می‌شوند. در جهت طولی سلول، جداکننده از آند و آند از کاتد جلوتر می‌رود تا از اتصال کوتاه ناشی از تماس بین کاتد و آند جلوگیری شود. پس از سیم‌پیچ، سلول توسط نوار چسب ثابت می‌شود تا از جدا شدن آن جلوگیری شود. سپس سلول به فرآیند بعدی می‌رود.
در این فرآیند، اطمینان از عدم تماس فیزیکی بین الکترودهای مثبت و منفی و اینکه الکترود منفی بتواند الکترود مثبت را به طور کامل در جهت افقی و عمودی بپوشاند، بسیار مهم است.
با توجه به ویژگی‌های فرآیند سیم‌پیچ، فقط می‌توان از آن برای ساخت باتری‌های لیتیومی با شکل منظم استفاده کرد.
انباشته کردن
در مقابل، فرآیند انباشت، الکترودهای مثبت و منفی و جداکننده را روی هم قرار می‌دهد تا یک سلول انباشت تشکیل شود که می‌تواند برای تولید باتری‌های لیتیومی با اشکال منظم یا غیرطبیعی مورد استفاده قرار گیرد. این فرآیند از انعطاف‌پذیری بالاتری برخوردار است.
انباشتگی معمولاً فرآیندی است که در آن الکترودهای مثبت و منفی و جداکننده به صورت لایه به لایه و به ترتیب الکترود مثبت-جداکننده-الکترود منفی روی هم قرار می‌گیرند تا یک سلول انباشته با جمع‌کننده جریان تشکیل دهند.به عنوان زبانه‌ها. روش‌های انباشت از انباشت مستقیم، که در آن جداکننده بریده می‌شود، تا تا کردن به روش Z که در آن جداکننده بریده نمی‌شود و به شکل z روی هم چیده می‌شود، متغیر است.
در فرآیند انباشت، هیچ پدیده خمیدگی در همان صفحه الکترود وجود ندارد و هیچ مشکل "گوشه C" در فرآیند سیم‌پیچ وجود ندارد. بنابراین، می‌توان از فضای گوشه در پوسته داخلی به طور کامل استفاده کرد و ظرفیت در واحد حجم بالاتر است. در مقایسه با باتری‌های لیتیومی ساخته شده با فرآیند سیم‌پیچ، باتری‌های لیتیومی ساخته شده با فرآیند انباشت، مزایای آشکاری در چگالی انرژی، امنیت و عملکرد تخلیه دارند.
فرآیند سیم‌پیچ تاریخچه توسعه نسبتاً طولانی‌تری دارد، فرآیندی بالغ، کم‌هزینه و با بازدهی بالا است. با این حال، با توسعه خودروهای انرژی جدید، فرآیند انباشتگی با حجم بالای استفاده، ساختار پایدار، مقاومت داخلی کم، عمر چرخه‌ای طولانی و سایر مزایا، به یک ستاره در حال ظهور تبدیل شده است.
چه فرآیند سیم‌پیچ باشد و چه روی هم چیدن، هر دو مزایا و معایب آشکاری دارند. باتری پشته‌ای نیاز به چندین برش الکترود دارد که در نتیجه اندازه سطح مقطع آن بلندتر از ساختار سیم‌پیچ است و خطر ایجاد پلیسه را افزایش می‌دهد. در مورد باتری سیم‌پیچ، گوشه‌های آن فضا را هدر می‌دهند و کشش و تغییر شکل ناهموار سیم‌پیچ ممکن است باعث ناهمگنی شود.
بنابراین، آزمایش اشعه ایکس بعدی بسیار مهم می‌شود.
آزمایش اشعه ایکس
باتری‌های سیم‌پیچ و پشته نهایی باید آزمایش شوند تا بررسی شود که آیا ساختار داخلی آنها با فرآیند تولید مطابقت دارد یا خیر، مانند تراز سلول‌های پشته یا سیم‌پیچ، ساختار داخلی زبانه‌ها و برآمدگی الکترودهای مثبت و منفی و غیره، تا کیفیت محصولات کنترل شود و از ورود سلول‌های بی‌کیفیت به فرآیندهای بعدی جلوگیری شود.
برای آزمایش اشعه ایکس، شرکت Dacheng Precision مجموعه‌ای از تجهیزات بازرسی تصویربرداری اشعه ایکس را راه‌اندازی کرد:
دستگاه بازرسی باتری سی تی اسکن آفلاین ایکس ری
دستگاه بازرسی باتری سی تی اسکن آفلاین اشعه ایکس: تصویربرداری سه بعدی. از طریق نمای برش، می‌توان برآمدگی جهت طول و جهت عرض سلول را مستقیماً تشخیص داد. نتایج تشخیص تحت تأثیر پخ یا خمیدگی الکترود، زبانه یا لبه سرامیکی کاتد قرار نمی‌گیرد.
دستگاه بازرسی باتری سیم پیچ درون خطی با اشعه ایکس
دستگاه بازرسی باتری با سیم‌پیچ درون‌خطی اشعه ایکس: این دستگاه به خط نقاله بالادست متصل می‌شود تا جمع‌آوری خودکار سلول‌های باتری انجام شود. سلول‌های باتری برای آزمایش چرخه داخلی در دستگاه قرار داده می‌شوند. سلول‌های NG به طور خودکار انتخاب می‌شوند. حداکثر 65 لایه حلقه‌های داخلی و خارجی به طور کامل بازرسی می‌شوند.
دستگاه بازرسی باتری استوانه‌ای درون خطی با اشعه ایکس
این دستگاه از طریق منبع اشعه ایکس، اشعه ایکس ساطع می‌کند و از طریق باتری به داخل نفوذ می‌کند. تصویربرداری اشعه ایکس دریافت شده و توسط سیستم تصویربرداری عکس گرفته می‌شود. این سیستم تصاویر را از طریق نرم‌افزار و الگوریتم‌های توسعه‌یافته خود پردازش می‌کند و به طور خودکار اندازه‌گیری و تعیین می‌کند که آیا محصولات خوب هستند یا خیر و محصولات بد را انتخاب می‌کند. قسمت جلویی و پشتی دستگاه را می‌توان به خط تولید متصل کرد.
دستگاه بازرسی باتری پشته ای درون خطی با اشعه ایکس
این تجهیزات به خط انتقال بالادست متصل هستند. این دستگاه می‌تواند سلول‌ها را به طور خودکار دریافت کرده و برای تشخیص حلقه داخلی در تجهیزات قرار دهد. این دستگاه می‌تواند سلول‌های NG را به طور خودکار مرتب کند و سلول‌های OK را به طور خودکار روی خط انتقال، در تجهیزات پایین‌دست قرار دهد تا تشخیص کاملاً خودکار انجام شود.
دستگاه بازرسی باتری دیجیتال درون خطی با اشعه ایکس
این تجهیزات به خط انتقال بالادستی متصل هستند. این دستگاه می‌تواند سلول‌ها را به صورت خودکار یا دستی بارگیری کند و سپس برای تشخیص حلقه داخلی در دستگاه قرار دهد. این دستگاه می‌تواند باتری NG را به طور خودکار مرتب کند، باتری OK به طور خودکار در خط انتقال یا صفحه قرار می‌گیرد و برای تشخیص کاملاً خودکار به تجهیزات پایین‌دستی ارسال می‌شود.
زمان ارسال: ۱۳ سپتامبر ۲۰۲۳
