Dieci principali problemi e analisi nella produzione di batterie al litio

Dieci principali problemi e analisi nella produzione di batterie al litio

1、 Qual è la ragione dei fori di spillo nel rivestimento degli elettrodi negativi? È perché il materiale non è ben disperso? È possibile che la ragione sia dovuta alla scarsa distribuzione granulometrica del materiale?

La comparsa di fori di spillo dovrebbe essere causata dai seguenti fattori: 1. La lamina non è pulita; 2. L'agente conduttivo non viene disperso; 3. Il materiale principale dell'elettrodo negativo non viene disperso; 4. Alcuni ingredienti della formula contengono impurità; 5. Le particelle dell'agente conduttivo sono irregolari e difficili da disperdere; 6. Le particelle dell'elettrodo negativo sono irregolari e difficili da disperdere; 7. Ci sono problemi di qualità con i materiali stessi della formula; 8. Il recipiente di miscelazione non è stato pulito a fondo, con conseguenti residui di polvere secca all'interno del recipiente. Basta andare al monitoraggio del processo e analizzare tu stesso i motivi specifici.

Inoltre, per quanto riguarda le macchie nere sul diaframma, le ho riscontrate molti anni fa. Permettimi prima di rispondere brevemente. Si prega di correggere eventuali errori. Secondo l'analisi, è stato determinato che i punti neri sono causati dall'elevata temperatura locale del separatore causata dalla scarica di polarizzazione della batteria e la polvere dell'elettrodo negativo aderisce al separatore. La scarica della polarizzazione è causata dalla presenza di sostanze attive attaccate alla polvere nella bobina della batteria per motivi materiali e di processo, con conseguente scarica della polarizzazione dopo che la batteria si è formata e caricata. Per evitare i problemi di cui sopra, è innanzitutto necessario utilizzare processi di miscelazione appropriati per risolvere il legame tra le sostanze attive e i collettivi metallici ed evitare la rimozione artificiale della polvere durante la produzione delle piastre e l'assemblaggio della batteria.

L'aggiunta di alcuni additivi che non influiscono sulle prestazioni della batteria durante il processo di rivestimento può effettivamente migliorare alcune prestazioni dell'elettrodo. Naturalmente, l'aggiunta di questi componenti all'elettrolita può ottenere un effetto di consolidamento. L'elevata temperatura locale del diaframma è causata dalla non uniformità delle piastre degli elettrodi. A rigor di termini, si tratta di un microcortocircuito, che può causare un'elevata temperatura locale e può causare la perdita di polvere dall'elettrodo negativo.

2、 Quali sono le ragioni dell'eccessiva resistenza interna della batteria?

In termini di tecnologia:

1). L'ingrediente dell'elettrodo positivo ha troppo poco agente conduttivo (la conduttività tra i materiali non è buona perché la conduttività del litio-cobalto stesso è molto scarsa)

2). C'è troppo adesivo per l'ingrediente dell'elettrodo positivo. (Gli adesivi sono generalmente materiali polimerici con forti proprietà isolanti)

3). Adesivo eccessivo per gli ingredienti dell'elettrodo negativo. (Gli adesivi sono generalmente materiali polimerici con forti proprietà isolanti)

4). Distribuzione non uniforme degli ingredienti.

5). Solvente legante incompleto durante la preparazione degli ingredienti. (Non completamente solubile in NMP, acqua)

6). La densità della superficie dell'impasto liquido di rivestimento è troppo elevata. (Lunga distanza di migrazione ionica)

7). La densità di compattazione è troppo elevata e il rotolamento è troppo compattato. (Un rotolamento eccessivo può causare danni alla struttura delle sostanze attive)

8). L'orecchio dell'elettrodo positivo non è saldato saldamente, con conseguente saldatura virtuale.

9). L'estremità dell'elettrodo negativo non è saldata o rivettata saldamente, con conseguenti false saldature o distacchi.

10). L'avvolgimento non è stretto e il nucleo è allentato. (Aumentare la distanza tra le piastre degli elettrodi positivi e negativi)

11). L'orecchio dell'elettrodo positivo non è saldato saldamente all'alloggiamento.

12). L'orecchio e il polo dell'elettrodo negativo non sono saldati saldamente.

13). Se la temperatura di cottura della batteria è troppo elevata, il diaframma si restringerà. (Apertura del diaframma ridotta)

14). Quantità di liquido iniettata insufficiente (la conduttività diminuisce, la resistenza interna aumenta rapidamente dopo la circolazione!)

15). Il tempo di conservazione dopo l'iniezione del liquido è troppo breve e l'elettrolita non è completamente imbevuto

16). Non completamente attivato durante la formazione.

17). Perdita eccessiva di elettrolita durante il processo di formazione.

18). Controllo insufficiente dell'acqua durante il processo di produzione, con conseguente espansione della batteria.

19). La tensione di carica della batteria è impostata troppo alta, causando un sovraccarico.

20). Ambiente di conservazione della batteria irragionevole.

In termini di materiali:

21). Il materiale dell'elettrodo positivo ha un'elevata resistenza. (Scarsa conduttività, come litio ferro fosfato)

22). Impatto del materiale del diaframma (spessore del diaframma, piccola porosità, piccola dimensione dei pori)

23). Effetti dei materiali elettrolitici. (Bassa conduttività e alta viscosità)

24). Influenza del materiale PVDF dell'elettrodo positivo. (alto peso o peso molecolare)

25). L'influenza del materiale conduttivo dell'elettrodo positivo. (Scarsa conduttività, alta resistenza)

26). Effetti dei materiali degli elettrodi positivi e negativi (spessore sottile, scarsa conduttività, spessore irregolare e scarsa purezza del materiale)

27). I materiali in foglio di rame e foglio di alluminio hanno scarsa conduttività o ossidi superficiali.

28). La resistenza interna del contatto di rivettatura del polo della piastra di copertura è troppo elevata.

29). Il materiale dell'elettrodo negativo ha un'elevata resistenza. altri aspetti

30). Deviazione degli strumenti di prova della resistenza interna.

31). Operazione umana.

3、 Quali problemi occorre tenere presente in caso di rivestimento non uniforme delle piastre degli elettrodi?

Questo problema è abbastanza comune e originariamente era relativamente facile da risolvere, ma molti addetti al rivestimento non sono bravi a riassumere, con il risultato che alcuni punti problematici esistenti vengono trasformati in fenomeni normali e inevitabili. Innanzitutto è necessario avere una chiara comprensione dei fattori che influenzano la densità superficiale e dei fattori che influenzano il valore stabile della densità superficiale per poter risolvere il problema in modo mirato.

I fattori che influenzano la densità della superficie del rivestimento includono:

1). Il materiale stesso influisce

2). Formula

3). Miscelazione di materiali

4). Ambiente di rivestimento

5). Bordo del coltello

6). Viscosità del liquame

7). Velocità polare

8). Livellatura della superficie

9). Precisione della macchina di rivestimento

10). Forza del vento del forno

11). Tensione del rivestimento e così via

Fattori che influenzano l'uniformità dell'elettrodo:

1). Qualità del liquame

2). Viscosità del liquame

3). Velocità di viaggio

4). Tensione della lamina

5). Metodo del bilancio di tensione

6). Lunghezza trazione rivestimento

7). Rumore

8). Planarità della superficie

9). Planarità della lama

10). Planarità del materiale in lamina, ecc

Quanto sopra è solo un elenco di alcuni fattori ed è necessario analizzare personalmente i motivi per eliminare in modo specifico i fattori che causano una densità superficiale anomala.

4、 C'è qualche motivo particolare per cui vengono utilizzati fogli di alluminio e rame per la raccolta corrente di elettrodi positivi e negativi? Ci sono problemi nell'usarlo al contrario? Hai visto molta letteratura che utilizza direttamente la rete di acciaio inossidabile? C'è una differenza?

1). Entrambi vengono utilizzati come collettori di fluidi perché hanno una buona conduttività, una consistenza morbida (che può anche essere utile per l'incollaggio) e sono relativamente comuni e poco costosi. Allo stesso tempo, entrambe le superfici possono formare uno strato di pellicola protettiva di ossido.

2). Lo strato di ossido sulla superficie del rame appartiene ai semiconduttori, con conduzione di elettroni. Lo strato di ossido è troppo spesso e ha un'alta impedenza; Lo strato di ossido sulla superficie dell'alluminio è un isolante e lo strato di ossido non può condurre elettricità. Tuttavia, a causa del suo spessore sottile, la conduttività elettronica viene raggiunta attraverso l'effetto tunnel. Se lo strato di ossido è spesso, il livello di conduttività del foglio di alluminio è scarso e anche di isolamento. Prima dell'uso, è meglio pulire la superficie del raccoglitore del fluido per rimuovere macchie di olio e spessi strati di ossido.

3). Il potenziale dell'elettrodo positivo è elevato e lo strato sottile di ossido di alluminio è molto denso, il che può prevenire l'ossidazione del collettore. Lo strato di ossido del foglio di rame è relativamente sciolto e per prevenirne l'ossidazione è meglio avere un potenziale inferiore. Allo stesso tempo, è difficile per il Li formare una lega intercalante di litio con Cu a basso potenziale. Tuttavia, se la superficie del rame è fortemente ossidata, il Li reagirà con l’ossido di rame a un potenziale leggermente superiore. La lamina AL non può essere utilizzata come elettrodo negativo, poiché a potenziali bassi può verificarsi una lega LiAl.

4). La raccolta del fluido richiede una composizione pura. La composizione impura di AL porterà alla superficie non compatta della maschera facciale e alla corrosione per vaiolatura e, inoltre, la distruzione della superficie della maschera facciale porterà alla formazione di lega LiAl. La rete di rame viene pulita con idrogeno solforato e poi cotta con acqua deionizzata, mentre la rete di alluminio viene pulita con sale di ammoniaca e poi cotta con acqua deionizzata. L'effetto conduttivo della rete spray è buono.

5、 Quando si misura il cortocircuito del nucleo della bobina, viene utilizzato un tester per cortocircuiti della batteria. Quando la tensione è alta, può testare accuratamente la cella di cortocircuito. Inoltre, qual è il principio di rottura dell'alta tensione del tester di cortocircuito?

L'altezza della tensione utilizzata per misurare un cortocircuito in una cella della batteria è correlata ai seguenti fattori:

1). Il livello tecnologico della tua azienda;

2). Progettazione strutturale della batteria stessa

3). Materiale del diaframma della batteria

4). Lo scopo della batteria

Aziende diverse utilizzano voltaggi diversi, ma molte aziende utilizzano lo stesso voltaggio indipendentemente dalle dimensioni o dalla capacità del modello. I fattori di cui sopra possono essere organizzati in ordine decrescente: 1>4>3>2, il che significa che il livello di processo della vostra azienda determina la dimensione della tensione di cortocircuito.

In parole povere, il principio di rottura è dovuto alla presenza di potenziali fattori di cortocircuito come polvere, particelle, fori più grandi del diaframma, bave, ecc. tra l'elettrodo e il diaframma, che possono essere definiti anelli deboli. A tensione fissa e alta, questi collegamenti deboli rendono la resistenza di contatto tra le piastre degli elettrodi positivo e negativo inferiore che altrove, rendendo più facile ionizzare l'aria e generare archi; In alternativa, i poli positivo e negativo sono già stati cortocircuitati e i punti di contatto sono piccoli. In condizioni di alta tensione, questi piccoli punti di contatto sono attraversati istantaneamente da grandi correnti, convertendo l'energia elettrica in energia termica, provocando la fusione o la rottura istantanea della membrana.

6、 Qual è l'effetto della dimensione delle particelle del materiale sulla corrente di scarica?

In poche parole, minore è la dimensione delle particelle, migliore è la conduttività. Maggiore è la dimensione delle particelle, peggiore è la conduttività. Naturalmente, i materiali ad alta velocità hanno generalmente una struttura elevata, particelle piccole e un'elevata conduttività.

Solo da un'analisi teorica, come realizzarlo nella pratica può essere spiegato solo da amici che producono materiali. Migliorare la conduttività dei materiali a particelle piccole è un compito molto difficile, soprattutto per i materiali su scala nanometrica, e i materiali con particelle piccole avranno una compattazione relativamente piccola, cioè una capacità di volume ridotta.

7、 Le piastre degli elettrodi positivo e negativo hanno rimbalzato di 10um dopo essere state cotte per 12 ore dopo essere state arrotolate, perché c'è un rimbalzo così grande?

I fattori d’influenza fondamentali sono due: i materiali e i processi.

1). Le prestazioni dei materiali determinano il coefficiente di rimbalzo, che varia tra i diversi materiali; Lo stesso materiale, formule diverse e coefficienti di rimbalzo diversi; Lo stesso materiale, la stessa formula, lo spessore della compressa è diverso e il coefficiente di rimbalzo è diverso;

2). Se il controllo del processo non è buono, può anche causare un rimbalzo. Tempo di conservazione, temperatura, pressione, umidità, metodo di impilamento, stress interno, attrezzatura, ecc.

8、 Come risolvere il problema delle perdite delle batterie cilindriche?

Il cilindro viene chiuso e sigillato dopo l'iniezione del liquido, quindi la sigillatura diventa naturalmente la difficoltà della sigillatura del cilindro. Attualmente esistono probabilmente diversi modi per sigillare le batterie cilindriche:

1). Sigillatura tramite saldatura laser

2). Anello di tenuta di tenuta

3). Sigillatura con colla

4). Sigillatura a vibrazione ultrasonica

5). Combinazione di due o più tipi di tenuta sopra menzionati

6). Altri metodi di sigillatura

Diverse cause di perdita:

1). Una scarsa tenuta può causare perdite di liquido, che di solito provocano deformazione e contaminazione dell'area di tenuta, indicando una scarsa tenuta.

2). Anche la stabilità della sigillatura è un fattore, ovvero supera l'ispezione durante la sigillatura, ma l'area di sigillatura si danneggia facilmente, causando perdite di liquido.

3). Durante la formazione o il test, viene prodotto gas per raggiungere la sollecitazione massima che la guarnizione può sopportare, il che può avere un impatto sulla guarnizione e causare perdite di liquido. La differenza rispetto al punto 2 è che il punto 2 appartiene alla perdita di prodotto difettoso, mentre il punto 3 appartiene alla perdita distruttiva, il che significa che la tenuta è qualificata, ma un'eccessiva pressione interna può causare danni alla tenuta.

4). Altri metodi di perdita.

La soluzione specifica dipende dalla causa della perdita. Finché la causa viene identificata, è facile da risolvere, ma la difficoltà sta nella difficoltà di trovare la causa, poiché l'effetto di tenuta del cilindro è relativamente difficile da ispezionare e appartiene principalmente al tipo di danno utilizzato per i controlli a campione .

9、 Quando si conducono esperimenti, c'è sempre un eccesso di elettrolita. Un eccesso di elettrolito ha un impatto sulle prestazioni della batteria senza fuoriuscite?

Nessun trabocco? Ci sono diverse situazioni:

1). L'elettrolito è giusto

2). Elettrolito leggermente eccessivo

3). Quantità eccessiva di elettrolito, ma non raggiunge il limite

4). Una grande quantità di elettrolito è eccessiva e si sta avvicinando al limite

5). Ha raggiunto il limite e può essere sigillato

Il primo scenario è ideale, senza problemi.

La seconda situazione è che un leggero eccesso a volte è un problema di precisione, a volte un problema di progettazione e di solito un po' eccessivo.

Il terzo scenario non è un problema, è solo uno spreco di costi.

La quarta situazione è un po’ pericolosa. Perché durante l'uso o il processo di test delle batterie, vari motivi possono causare la decomposizione dell'elettrolito e la produzione di alcuni gas; La batteria si surriscalda provocando dilatazione termica; Le due situazioni precedenti possono facilmente causare rigonfiamenti (noti anche come deformazione) o perdite della batteria, aumentando i rischi per la sicurezza della batteria.

Il quinto scenario è in realtà una versione migliorata del quarto scenario, che presenta un pericolo ancora maggiore.

Per esagerare, il liquido può diventare anche una batteria. Cioè inserire contemporaneamente sia gli elettrodi positivi che quelli negativi in ​​un contenitore contenente una grande quantità di elettrolita (come un bicchiere da 500 ml). In questo momento, gli elettrodi positivi e negativi possono essere caricati e scaricati, il che costituisce anche una batteria. Pertanto, l'elettrolito in eccesso qui non è poco. L'elettrolita è solo un mezzo conduttivo. Tuttavia, il volume della batteria è limitato e, all'interno di questo volume limitato, è naturale considerare i problemi di utilizzo dello spazio e di deformazione.

10、 La quantità di liquido iniettato sarà troppo piccola e causerà un rigonfiamento dopo la divisione della batteria?

Si può solo dire che potrebbe non essere necessario, dipende da quanto poco liquido viene iniettato.

1). Se la cella della batteria è completamente immersa nell'elettrolito ma non vi sono residui, la batteria non si gonfierà dopo la divisione della capacità;

2). Se la cella della batteria è completamente immersa nell'elettrolita ed è presente una piccola quantità di residui, ma la quantità di liquido iniettato è inferiore al fabbisogno aziendale (ovviamente questo requisito non è necessariamente il valore ottimale, con una leggera deviazione), la batteria a capacità divisa non si gonfierà in questo momento;

3). Se la cella della batteria è completamente immersa nell'elettrolito e vi è una grande quantità di elettrolito residuo, ma i requisiti della vostra azienda per la quantità di iniezione sono superiori a quelli effettivi, la cosiddetta quantità di iniezione insufficiente è solo un concetto aziendale e non può realmente riflettere l'idoneità della quantità effettiva di iniezione della batteria e la batteria a capacità divisa non si gonfia;

4). Volume di iniezione del liquido sostanzialmente insufficiente. Questo dipende anche dal titolo di studio. Se l'elettrolito riesce a malapena a assorbire la cella della batteria, potrebbe rigonfiarsi o meno dopo la capacità parziale, ma la probabilità del rigonfiamento della batteria è maggiore;

Se c'è una grave carenza di iniezione di liquido nella cella della batteria, l'energia elettrica durante la formazione della batteria non può essere convertita in energia chimica. In questo momento, la probabilità che la cella di capacità si rigonfia è quasi del 100%.

Quindi, si può riassumere come segue: Supponendo che la quantità effettiva di liquido iniettato ottimale della batteria sia Mg, ci sono diverse situazioni in cui la quantità di liquido iniettato è relativamente piccola:

1). Volume di iniezione del liquido=M: batteria normale

2). La quantità di liquido iniettato è leggermente inferiore a M: la batteria non ha una capacità di rigonfiamento e la capacità potrebbe essere normale o leggermente inferiore al valore di progetto. La probabilità di rigonfiamento ciclistico aumenta e le prestazioni ciclistiche peggiorano;

3). La quantità di liquido iniettato è molto inferiore a M: la batteria ha una capacità e un tasso di rigonfiamento relativamente elevati, con conseguente bassa capacità e scarsa stabilità del ciclo. Generalmente, la capacità è inferiore all'80% dopo diverse settimane

4). M=0, la batteria non si gonfia e non ha capacità.