バッテリーはどのように製造されていますか？

バッテリーはどのように製造されていますか？

新しいエネルギー時代のコアパワーキャリアとして、リチウムバッテリーの生産プロセスは、材料科学、精密製造、インテリジェントテクノロジーの最高の成果を統合します。業界チェーン全体の観点から、この記事では、リチウムバッテリーの完全な生産プロセスを「粉末」から「バッテリーセル」までの完全な生産プロセスを詳細に分析し、材料の準備、電極コーティング、バッテリーセルアセンブリ、フォーメーターテストなどの重要なリンクをカバーし、プロセスパラメーターと機器選択を組み合わせて、リチウムバッテリーの基礎となるロジックを習得します。

リチウム電池の性能の70％は、原材料によって決定されます。陽性および負の活性材料、導電性剤、およびバインダーの比率と前処理は、製造プロセスの出発点です。

1.1陽性電極材料の調製

• 原材料の混合：酸化リチウム（LCO）、リチウムリン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン材（NCM）は、マトリックスとして使用され、導電性剤（超伝導カーボンブラックなど）とバインダー（PVDFなど）と混合されます。
• 接着剤溶液の調製：ウェットプロセスを使用する場合、PVDFをN-メチルピロリドン（NMP）に溶解して、安定した粘度（粘度範囲2000-4000 MPA・S）を備えた接着溶液を形成する必要があります。
• スラリー分散：高速分散は、活性物質の均一な分布（15μm以下）の均一な分布を確保するために、真空下の惑星ミキサー（-0}。085mpa以下）によって実行されます。

1.2負の電極材料の調製

• グラファイト前処理：天然\/人工のグラファイトは、ボールミリングとスクリーニング後に導電性剤（カーボンナノチューブ）およびバインダー（SBR、CMC）と混合され、水溶媒（1μs\/cm以下の脱イオン水伝導率）を使用します。
• スラリー安定性制御：長鎖の分子破壊は、段階的な混合（乾燥混合→湿式混合→SBR添加）によって回避され、粘度は2000-4000 MPA・sで制御されます。

重要な機器： 真空混合機、ナノサンドミル、超音波分散器。

コーティングは、スラリーを電極シートに変換するコアプロセスであり、エネルギー密度とバッテリーのサイクル寿命に直接影響します。

2.1コーティングプロセスの分類

• ブレードコーティング：高ソリッド含有量のスラリー（正の電極固体含有量{60-70％）、コーティングの厚さ精度±1μmに適しています。
• スリット押出コーティング：ウルトラシンコーティング（負の電極表面密度8-12 mg\/cm²）、±0 2mmのエッジ均一性に使用されます。

2.2乾燥パラメーター制御

• 正の電極ベーキング：亀裂と「オレンジピール効果」を防ぐために、マルチステージ温度ゾーン設計（95-120}程度）、2000ppm以下の溶媒残基。
• 負の電極ベーキング：低温乾燥（80-105程度）、グラファイトの酸化、3000ppm以下の水分制御を避けます。

技術的な問題：電極シートの端を薄くする（正の電極薄化{20-30}μm、負の電極10-15μm）。

コーティングされた電極は、標準化された電極アセンブリを形成するために、コンパクト、スライト、およびバッテリータブ溶接をする必要があります。

3.1ローリングプロセス

• コールドプレスとホットプレス：ホットプレス（80-120程度）は、圧縮密度（LFPが2。4-2。6g\/cm³に達する）を増加させ、リバウンド速度（3μm以下の正電極）を減らすことができます。
• 伸長制御：巻線中の破損を避けるために、{{0}}}。

3.2スリットとタブの溶接

• スリットバール検出：レーザー二次要素測定機器が使用され、1\/2ダイアフラムの厚さ（20μmダイアフラムなど、10μm以下）以下のburrの高さが使用されます。
• 超音波溶接：8n\/mm²以上の正のアルミニウム極耳溶接強度、負のニッケル極は線形溶接ヘッドを使用して、過電流の損傷を防ぎます。

重要な機器：高精度ローラープレス、電極スリッティングマシン、バッテリータブスポット溶接機。

電極シートとダイアフラムの正確なラミネーション設計は、バッテリーセルの安全性とエネルギー密度の中心的な保証です。

4.1巻線プロセス

• 緊張制御：陽性電極張力{{0}}
• アライメント精度：負の電極幅>陽性電極1.5mm（陽性電極58mmおよび負の電極59.5mmなど）、ダイアフラムの中心偏差は±0。3mm以下。

4.2砲撃および液体注入

• 真空乾燥：電解質分解を避けるために、80度のベーキング、500ppm以下の水分含有量。
• 電解質注入：グローブボックスの窒素保護（酸素含有量は1 0 ppm以下）、注入量誤差±0.1g以下、8時間以上の浸漬時間。

技術的なブレークスルー：スタッキングプロセスは、巻線（ブレードバッテリーなど）に取って代わり、スペース使用率は15％以上増加しました。

バッテリーセルは、フォーメーション、容量分割、老化などの複雑な処理を受ける前に、適格な完成品に変換する必要があります。

5.1フォーメーションプロセス

• 最初の充電と排出：0。
• 排気治療：高温加圧（6 0度\/0.5MPa）が残留ガスを排出し、膨張速度を下げます。

5.2容量のグレーディングとスクリーニング

• キャパシティグレーディング：0。5c充電および放電サイクル、容量偏差は±3％以下、内部抵抗の差は5％以下です。
• K値テス​​ト：72時間立った後、電圧低下は5mV以下で、自己放電異常なバッテリーセルをスクリーニングします。

インテリジェントアップグレード：AIの目視検査システムは、99.9％以上大きい極ピースの欠陥（黒い斑点、傷）の検出率を達成します。

「キャパシティグレーディング：バッテリーの製造プロセス中、プロセスの理由により、バッテリーの実際の容量は完全に一貫性を保つことはできません。特定の充電および放電テストを通じて容量によってバッテリーを分類するプロセスバッテリー充電排出試験装置キャパシティグレーディングと呼ばれます。」

陽性および負の電極材料均質化➯電極コーティング➯電極ローリング➯電極スライト➯電極乾燥➯電極巻きcan cas case電極溶接など

「バッテリーフォーメーション：組み立てられたバッテリーに特定の電流が与えられた後、バッテリーの正と負の電極の活性材料が刺激され、最終的にバッテリーの放電容量を持つ電気化学プロセスは形成と呼ばれます。バッテリーは、フォーメーション後の電源としてのみ使用できます。」

リチウムバッテリーの生産は、効率と持続可能性を考慮に入れる必要があり、粉塵回収から廃水処理までの閉ループ管理が必要です。

6.1ダスト回復システム

• 正の電極ダスト：バッグダストの除去 +活性炭吸着、回収率は98％以上。
• NMP回復：蒸留塔の浄化、溶媒再利用率は95％以上。

6.2廃水処理

• フッ化物を含む廃水：化学的降水量 +逆浸透治療、フッ化物イオン濃度は10mg\/L以下。
• グラファイトスラッジ：リサイクルグラファイト、リソース利用率を80％以上に調製するための高温焼成。

ソリッドステートバッテリープロセス：乾燥電極技術は、溶媒の使用を排除し、エネルギー消費を40％削減します。
極端な製造：4680フルアーリーデザインの大規模な円柱バッテリーセル、生産サイクルは300ppmに増加します。
デジタルツイン：スラリー分散から形成までのプロセス全体の仮想シミュレーションにより、試行錯誤のコストが70％削減されました。
ナノスケールの材料分散からインテリジェントな品質管理まで、リチウムバッテリー製造は、ミクロレベルとマクロレベルにまたがる正確な交響曲です。