Yumuşak paket pil hücreleri nasıl üretilir?

Hücre bir canlının en küçük birimidirpil sistemi. Birden fazla hücre bir modülü oluşturur ve birden fazla modül bir akü paketi oluşturur; bu da otomotiv güç akülerinin temel yapısını oluşturur.

Hücre üretim süreci şunları içerir:

(1) Aktif Madde Bulamacının Hazırlanması - Karıştırma Prosesi

Karıştırma, aktif malzemelerin (katot için lityum demir fosfat, anot için grafit) bir vakumlu karıştırıcı kullanılarak bir bulamaç halinde harmanlanmasını içerir. Bu pil üretiminin ilk adımıdır. Bu sürecin kalite kontrolü, pil kalitesini ve bitmiş ürün verimini doğrudan etkiler. Hammadde oranları, karıştırma adımları, karıştırma süresi ve daha fazlası için katı gereksinimleri olan karmaşık bir iş akışını içerir.

(2) Karıştırılan bulamacın bakır folyo üzerine kaplanması - Kaplama Prosesi

Bu işlem, önceden karıştırılmış bulamacın bakır folyonun her iki tarafına eşit şekilde kaplanmasını içerir.

Kaplamanın kritik odağı tutarlı kalınlık ve ağırlığa ulaşmaktır.

Sapmalar pil tutarlılığını tehlikeye attığından kaplama, eşit elektrot kalınlığı ve ağırlığı sağlamak için çok önemlidir. Ayrıca elektrotlarda parçacık, döküntü veya toz kirlenmesini de önlemelidir. Bu tür kirlenme, pilin daha hızlı boşalmasına neden olabilir ve hatta güvenlik tehlikeleri oluşturabilir.

(3) Soğuk Presleme ve Ön Kesim: Anot Malzemesinin Bakır Folyo Üzerinde Birleştirilmesi

Haddeleme atölyesinde rulolar, anot ve katot malzemeleriyle kaplanmış elektrot levhalarını sıkıştırır. Bu işlem, toz ve nemi daha fazla kontrol ederken, enerji yoğunluğunu artırmak ve kalınlık homojenliğini sağlamak için kaplamayı yoğunlaştırır.

Soğuk presleme, alüminyum folyo üzerindeki pozitif ve negatif elektrot malzemelerini sıkıştırır ve bu, enerji yoğunluğunun arttırılması için çok önemlidir.

Soğuk preslenmiş elektrot tabakaları daha sonra çapak oluşumu üzerinde sıkı bir kontrol sağlanarak (yalnızca mikroskop altında görülebilir) gerekli pil boyutlarına göre kesilir. Bu, ciddi güvenlik tehlikeleri yaratabilecek çapakların ayırıcıyı delmesini önler.

(4) Pilin pozitif ve negatif tırnaklarının oluşturulması - Tırnaklı Kalıpta Kesme ve Dilme

Şerit kalıplı kesme işlemi, hücre için iletken şeritleri oluşturmak üzere bir kalıplı kesme makinesi kullanır. Pillerin pozitif ve negatif kutupları olduğundan, bu tırnaklar hücrenin elektrotlarını bağlayan metal iletkenler görevi görür. Basitçe söylemek gerekirse, bunlar pilin terminallerinin "kulaklarıdır" ve şarj ve deşarj sırasında temas noktaları görevi görürler.

Sonraki dilimleme işleminde akü elektrot tabakalarını bölmek için kesme bıçakları kullanılır.

(5) Hücre Prototipinin Tamamlanması - Laminasyon Süreci

Yarık elektrot levhaları şu sırayla istiflenir: negatif elektrot, ayırıcı, pozitif elektrot, ayırıcı, negatif elektrot, ayırıcı, pozitif elektrot... pozitif elektrot, ayırıcı, negatif elektrot. Bu işleme istifleme adı verilir ve birleştirilen elektrot tabakalarına hücre adı verilir.

(6) Sekme Kaynağı

Bu hücre üretimindeki ikinci süreçtir. Özel kaynak ekipmanı kullanılarak tırnaklar istiflenmiş hücreye kaynaklanır.

(7) Kapsülleme

Bu hücre hazırlığının üçüncü adımıdır. Hücre alüminyum-plastik filmle sarılmıştır.

(8) Nem Giderme ve Elektrolit Enjeksiyonu - Pişirme ve Elektrolit Doldurma

Nem, akü sistemlerinin baş düşmanıdır. Pişirme işlemi, pilin kullanım ömrü boyunca optimum performansı garanti ederek dahili nem seviyelerinin standartlara uygun olmasını sağlar.

Elektrolit dolumu hücre hazırlığının dördüncü adımıdır. Elektrolit, ayrılmış bir doldurma portu yoluyla kapsüllenmiş hücreye enjekte edilerek yarı mamul bir hücre oluşturulur. Elektrolit, yüklü iyonların transferi yoluyla enerji alışverişinin gerçekleştiği hücrenin gövdesinden akan kan gibi davranır. Bu iyonlar elektrolitten karşı elektroda taşınarak şarj ve deşarj işlemini tamamlar. Enjekte edilen elektrolitin hacmi kritiktir. Aşırı doldurma, pilin aşırı ısınmasına veya anında arızalanmasına neden olabilir; yetersiz doldurma ise pilin çevrim ömrünü tehlikeye atar.

(9) Hücre Aktivasyon Süreci - Oluşumu

Oluşum, elektrolit dolumundan sonra hücrelerin aktive edilmesi işlemidir. Tekrarlanan şarj ve deşarj yoluyla, SEI filmini oluşturmak için dahili olarak kimyasal reaksiyonlar meydana gelir (SEI filmi: lityum pilin ilk döngüsü sırasında, elektrolitin katı-sıvı arayüzünde anot malzemesi ile reaksiyona girmesiyle oluşan, hücreye koruyucu bir kaplama uygulamaya benzer şekilde oluşan bir pasifleştirme katmanı). Bu, sonraki şarj ve deşarj döngüleri sırasında hücrenin emniyetini, güvenilirliğini ve uzun çevrim ömrünü garanti eder. Hücre performansının etkinleştirilmesi aynı zamanda X-ışını muayenesi, izolasyon izleme, kaynak muayenesi ve kapasite testini içeren bir dizi “sağlık kontrolünü” de içerir.

Oluşturma süreci ayrıca şunları içerir:

- Hücre aktivasyonundan sonra ikinci elektrolit dolumu

- Tartım

- Dolum portlarının kaynağı

- Sızıntı testi

- Kendi kendine deşarj testi

- Yüksek sıcaklıkta yaşlanma

- Statik yaşlanma

Bu adımlar ürün performansını garanti eder.

(10) Kapasite Ayırma

Üretim farklılıkları nedeniyle pil hücreleri aynı kapasitelere ulaşamaz. Kapasite sıralama, belirli şarj-deşarj testleri yoluyla hücrelerin kapasiteye göre gruplandırılmasını içerir.

(11) Depolama için Muayene ve Paketleme