1단계: 폴 조각 제작
-
1. 믹싱
리튬전지 전극의 제조는 먼저 양극재, 음극재, 전해질을 준비한 후 이들을 혼합, 코팅, 건조하여 전극을 제조해야 합니다. 그 중에서 성분 혼합은 후속 리튬 배터리 공정의 기초이며 고품질 혼합은 후속 코팅 및 압연 공정의 고품질 완성의 기초입니다.
양극 성분:양극 활물질, 도전제, 바인더 및 용매를 혼합하여 균일한 흐름의 슬러리를 형성합니다.
음극 성분:음극 활물질, 도전제, 바인더 및 용매를 혼합하여 균일한 흐름의 슬러리를 형성합니다.
-
2. 코팅
코팅은 교반된 슬러리를 금속 호일에 균일하게 도포하고 건조시켜 양극 시트와 음극 시트를 만드는 것입니다. 리튬배터리 전극 생산 전단 공정의 핵심 연결 고리로서 코팅 공정의 수행 품질은 완성된 배터리의 일관성, 안전성 및 수명 주기에 심각한 영향을 미칩니다.
-
3. 전극 롤인
롤링은 코팅된 전극을 특정 압축 밀도로 압축하여 전극 표면을 매끄럽게 하는 것입니다. 재료 입자는 전극의 저항을 줄이고 단위 부피당 에너지 밀도를 증가시키기 위해 밀접하게 접촉하여 리튬 전지의 에너지 밀도를 증가시킵니다. 압연 후 전극의 평탄도는 후속 절단 공 정에 직접적인 영향을 미치며 전극 활물질의 균일성도 간접적으로 배터리 셀의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
-
4. 슬리팅
분할은 넓은 전극 롤을 원하는 너비의 좁은 조각으로 연속적으로 절단하는 것입니다. 절단 과정에서 전극이 전단 및 파손됩니다. 절단 후 가장자리의 부드러움 (버러 및 휘어짐 없음)은 절단기의 성능을 연구하는 핵심입니다. 따라서 절단 과정에서 절개에 가시가 있는 것을 피하고 전극 표면에 먼지가 있는 것을 피해야 합니다.
-
5. 전극 제작
생산 공정은 전극 탭에 작은 롤의 초음파 스폿 용접을 사용하여 전극의 초음파 스폿 용접을 사용하여 전극의 길이를 절단하여 전극의 길이를 절단합니다.
2단계: 배터리 셀 제조
-
1. 권선
권선은 양극과 음극을 분리막으로 분리해 특정 크기의 롤코어(리튬이온전지의 셀) 로 말아주는 것으로, 주로 사각형의 둥근 리튬전지 생산에 사용됩니다.
권선기는 사각형 권선기와 원통형 권선기로 세분될 수 있는데, 이는 각각 사각형 및 원통형 리튬 전지의 생산에 사용됩니다. 사각형 권선 공정은 원통형 권선에 비해 장력 제어에 대한 요구 사항이 높기 때문에 사각형 권선기 기술이 더 어렵습니다.
-
2.ALF 쉐이핑
ALF 성형은 배터리 셀의 포장을 용이하게 하기 위해 알루미늄 플라스틱 필름을 특정 크기의 쉘에 펀칭하는 것입니다.
-
3. 조립
압연된 셀을 펀칭된 알루미늄 플라스틱 쉘 필름에 넣고 알루미늄 플라스틱 필름을 측면 개구가 있는 봉지에 밀봉합니다.
-
4. 베이킹
배터리 셀의 생산 과정에서 일정량의 수분이 유입될 것입니다. 수분이 제때 기준치 이내로 조절되지 않으면 배터리의 성능과 안전성에 심각한 영향을 미칠 것입니다.
일반적으로 베이킹에는 자동 진공 오븐이 사용됩니다. 베이킹할 셀을 깔끔하게 배치하고 건조제를 오븐에 넣고 매개변수를 설정하고 온도를 85°C까지 올립니다(리튬 인산철 셀을 예로 들어보면). 몇 번의 진공 건조 사이클이 필요합니다.
베이킹 공정: 가열, 진공, 질소 대체, 이 세 단계는 사이클의 역할을 합니다. 약 6 ~ 10 사이클 동안 굽는 방식으로 전극의 수분 함량을 150ppm 이내로 제어할 수 있습니다. 완료 후 배터리 온도를 정상 온도로 냉각하고 액체로 채웁니다.
-
5. 전해질 주입
베이킹된 배터리 셀에 수분 테스트를 수행합니다. 이전 베이킹 기준을 부합한 후에야 다음 단계인 전해질 주입을 진행할 수 있습니다.
액체 주입은 일정량의 전해질을 배터리 셀에 주입하여 전극과 분리막을 적시는 것입니다. 액체 주입 과정은 창고에 들어가서 액체를 채우고 진공을 하고 1회 밀봉하는 과정을 포함합니다.
구운 셀을 진공 글로브 박스 안으로 넣고 무게를 기록하며, 액체 주입 슬리브에 넣고 액체 주입 슬리브에 넣습니다.전해액으로 전해액을 컵에 넣고 전극의 관통하는 진공 상자에 전해질을 가속화하기 위해 진공 상자에 넣습니다.
몇 번 사이클 후 배터리 셀을 꺼내어 무게를 측정하여 액체 분사량이 설계치에 부합하는지 계산합니다. 재수화 필요성이 줄어듭니다. 한계치를 초과하면 설계치에 부합할 때까지 초과분은 폐기해야 합니다.
액체 주입이 완료된 후 45°C에서 24시간 동안 방치해야 형성 공정으로 옮겨질 수 있습니다.
3단계: 배터리 셀 조립
-
백엔드 공정의 생산 목표는 화학적 포장을 완성하는 것입니다. 지금까지 리튬 전지 셀의 기능 구조는 형성되어 있습니다.
백엔드 프로세스의 주요 프로세스에는 형성, 부피 분획, 검출, 노화 등이 있습니다. 이러한 프로세스에는 높은 정확도, 효율성 및 일관성이 필요합니다.
1. 포메이션
포메이션은 첫 번째 충전을 통한 배터리 셀의 활성화입니다. 이 과정에서 음극 표면에 효과적인 패시베이션 막(SEI 필름)이 형성되어 리튬 배터리의 "초기화"를 달성합니다.
SEI필름 형성 과정에서 소량의 가스(CO2, CH4, C2H6 등)가 발생하므로 알루미늄 플라스틱 필름은 에어백을 비축하여 가스를 저장합니다. 리튬 배터리 셀 내부의 수분이 과다하면 화학 가스 생산이 증가하여 셀 내부에 남아있는 HF를 형성하고, 나중에 금속의 부식을 일으켜 배터리 셀이 부풀어 오르게 됩니다.
-
2. 가스 제거
2차 실링 단계는 형성된 배터리 셀에서 공기를 추출하여 고온에서 실링하고, 잉여 에어백을 차단한 후, 마지막으로 에지 실링을 접어서 사각형 배터리를 만드는 단계입니다.
-
3. 용량 테스트
용량 시험은 배터리 셀의 용량을 측정하기 위해 설계 기준에 따라 형성된 배터리 셀을 충전 및 방전하는 "용량 분석"을 말합니다. 배터리 셀의 형성 및 용량 시험 과정 전반에 걸쳐 배터리 셀을 충전 및 방전합니다.
-
4. 육안 검사
외관 검사는 먼저 표면의 PET 필름을 제거한 후 육안 검사를 통해 내부 이물질, 스크래치, 구덩이, 오염, 팽만, 손상, 왜곡 탭, 접힘 불량 등의 결함이 있는 세포를 선별합니다. 마지막으로 흰색 테스트 블리스터 상자에 넣습니다.
-
5.OCV1 테스트
OCV1 테스트는 자동 OCV 테스트 기계를 사용하여 배터리 셀의 전압과 내부 저항을 테스트하고 데이터와 테스트 시간을 기록합니다.
-
6. 노화
에이징은 고온 노화를 위해 OCV1에서 테스트한 세포를 주변 온도 45°C의 에이징 룸에 배치하는 것입니다.
이 과정은 적어도 5일 동안 지속될 필요가 있습니다. 그리고 나서 배터리 셀은 정상 온도로 냉각되고 OCV2 테스트를 위해 준비됩니다. 노화의 기능은 배터리 내부의 이상 반응을 가속화하는 것인데, 보통 정상 온도의 7배에서 10배의 속도로 진행됩니다.
-
7.OCV2 테스트
OCV2 테스트는 자동 OCV 테스트 기계를 사용하여 배터리 셀의 전압과 내부 저항을 테스트하고 데이터와 테스트 시간을 기록합니다. 장치는 해당 지점에서 배터리의 자가 방전율 K 값을 자동으로 계산합니다.
4단계: 배터리 팩
-
배터리 팩은 일반적으로 결합된 배터리를 말하며, 주로 리튬이온 배터리 팩의 가공 및 조립을 말합니다. 이 공정은 주로 배터리 팩 공정을 통해 배터리 셀, 배터리 보호 보드 등을 고객이 원하는 제품으로 가공하는 과정을 포함합니다.
1. 배터리 셀 테스트
개별 배터리 셀을 조립하여 셀을 서로 다른 직렬 및 병렬 배터리 팩으로 구성합니다. 리튬 배터리 팩은 높은 수준의 일관성(용량, 내부 저항, 전압, 방전 곡선, 수명 등)을 가져야 합니다.
리튬이온 배터리 팩이 형성된 후에는 배터리 전압과 용량이 크게 향상되어 충전 등화, 온도, 전압, 과전류 등을 보호하고 모니터링해야 합니다. 동시에 설계된 전압과 용량 요구 사항도 충족해야 해서 배터리 팩을 테스트할 필요가 있습니다.
-
2. 탭 다듬기
보호판을 더 잘 용접하려면 지나치게 긴 탭을 다듬어야 합니다.
-
3. PCB/PCM 용접
독립형 리튬이온 배터리는 전자기기에 직접 연결하여 사용할 수 없어서 배터리의 과충전, 과방전, 단락 등을 방지하기 위해 보호회로를 추가해야 합니다.
보호판은 리튬 배터리를 보호하기 위해 리튬 배터리 셀에 용접되어 있습니다. PCM 또는 PCB(보호 회로 모듈 또는 회로 기판)는 리튬 배터리 팩의 "심장"입니다. 배터리 보호판의 기능으로는 과충전 보호, 과방전 보호, 과전류 보호, 단락 보호 등이 있습니다. 보호판을 통해 리튬 배터리 팩의 폭발, 화재, 파손 등을 피할 수 있습니다.
-
4. 고무 코팅
래깅은 더 나은 절연, 고정 및 외관을 위해 보호판을 감싸는 것입니다.
-
5. 접착제 포장
보호판과 배터리를 더 잘 고정하기 위해 접착제로 감싸줍니다.
-
6. 테스트
리튬전지 셀이 조립된 후에는 반드시 종합적인 테스터를 사용하여 완전히 테스트해야 합니다. 테스터를 사용하여 배터리 성능을 테스트하여 배터리 성능이 지정된 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.
테스트 항목에는 배송 전압, 과전류 값, 회로 단락 보호 기능 서미스터 저항 값 등이고, 테스트 데이터는 나중에 참조할 수 있도록 저장해야 합니다.
-
7. 배송
배터리는 박스에 포장되어 있으며, 품질부서의 임의검사를 통과하고 선적검사보고서를 발급해야 선적을 정리할 수 있습니다. 마지막으로 물류를 통해 고객에게 배송됩니다.
배터리 생산 장비
배터리 실험실
배터리 제조 기계
- 1. 용량
- 2. 충전 복구
- 3. 충전 유지
- 4. 충충전율
- 5. 방전 용량
- 1. 외부 단락 테스트
- 2. 압축 테스트
- 3. 충격 테스트
- 4. 손톱 침투 테스트
- 5. 기타 안전 테스트
- 1. 밀도
- 2. 점도
- 3. 융점
- 4. 끓는점
