Анализ ключевых факторов производства литий-ионных аккумуляторов

Производство литий-ионных аккумуляторов регулируется многими технологическими процессами. В целом, производство литий-ионных аккумуляторов включает в себя процесс изготовления полюсных наконечников, процесс сборки аккумуляторов и заключительный процесс впрыска жидкости, предварительного заполнения, формования и старения. На этих трех этапах процессов каждую рабочую процедуру можно разделить на несколько ключевых процессов. Каждый шаг оказал большое влияние на производительность аккумулятора.

Этап, процесс производства пластин можно разделить на приготовление суспензии, нанесение покрытия на суспензию, прокатку листов, резку листов и чрезвычайно сухой процесс. Процесс сборки батареи и в соответствии с различными типами ячеек, грубо разделенный на обмотку, оболочку, процесс сварки и т. Д. В конце жидкой фазы, включая впрыск жидкости, выхлоп, герметизацию, предварительное заполнение, в каждый процесс, такой как , старение. Процесс изготовления полюса - это все литиевое электричество. Основное содержание производства бассейнов, взаимосвязь между электрохимическими характеристиками батареи и качеством целлюлозы особенно важны.

Блок-схема производства литий-ионных аккумуляторов

Во-первых, основная теория навозной жижи.

Электродная паста для литий-ионных аккумуляторов - это жидкость, которую обычно можно разделить на ньютоновские жидкости и неньютоновские жидкости. Можно разделить на расширение неньютоновской жидкости, пластической жидкости, зависящей от времени неньютоновской жидкости, псевдопластической жидкости и пластической жидкости Бингема, ожидающих появления нескольких видов. По Ньютону жидкость очень легко подвергается механической деформации, а напряжение сдвига и скорость деформации пропорциональны жидкости с низкой вязкостью. Любая точка напряжения сдвига со скоростью деформации сдвига является линейной функцией зависимости жидкости. Многие жидкости по своей природе являются ньютоновскими. Самая чистая жидкость, такая как вода, спирт, легкая нефть, раствор низкомолекулярных соединений и низкоскоростной поток газа - это ньютоновская жидкость.

Неньютоновская жидкость, это означает, что она не соответствует жидкости эксперимента по закону вязкости Ньютона, а именно, линейная зависимость между напряжением сдвига и скоростью сдвига не является жидкостью. Неньютоновская жидкость широко присутствует в жизни, производстве и природе. Полимер, например концентрированный раствор и суспензия для неньютоновской жидкости. Подавляющее большинство биологических жидкостей теперь определяется неньютоновскими жидкостями. Кровь людей, лимфатическая жидкость, жидкость и другие жидкости организма, и подобно цитоплазме «полужидкие» относятся к неньютоновской жидкости.

Электродная паста представляет собой разновидность, состоящую из множества различных пропорций и зернистости сырья, представляет собой смешивающую дисперсию и твердую - жидкую фазу суспензии, относящуюся к неньютоновской жидкости. Пасту и пасту для литиевых аккумуляторов можно разделить на два типа положительных и отрицательных паст, поскольку система суспензии (масляная, на водной основе) различна, и природа будет различаться. Но, судите о характере наклеивания по следующим параметрам:

1. Вязкость суспензии

Вязкость - это мера вязкости жидкости, это сила потока жидкости в результате ее явления внутреннего трения. Когда жидкость течет, характер внутреннего трения в межмолекулярном соединении, известный как вязкость жидкости, величина зависимости вязкости от вязкости, используется для характеристики свойств жидкости, связанных с фактором сопротивления. Вязкость делится на состояние динамической вязкости и вязкости.

Вязкость определяется как пара параллельных пластин, покрывающих область A, Dr, за исключением заполненных жидкостью A. Сегодня, чтобы приложить силу F, заставить его изменить скорость du. Из-за вязкости жидкости передача этой силы слой за слоем, каждый слой жидкости также соответствует движению, образованию градиента скорости du / Dr, скорости сдвига, выраженной как ar '. F / A, известное как напряжение сдвига по тау. Со следующей зависимостью между скоростью сдвига и напряжением сдвига:

(F / A) = eta (du / Dr)

Ньютоновская жидкость в соответствии с формулой Ньютона связана только с температурой, вязкостью и скоростью сдвига, тау и D как пропорциональные отношения.

Неньютоновская жидкость не соответствует формуле Ньютона tau / D = f (D), выраженной в ета определенной вязкости при (tau / D), указанной кажущейся вязкости. Вязкость неньютоновской жидкости связана не только с температурой, но и со скоростью сдвига, временем и утонением при сдвиге или изменением утолщения при сдвиге.

2. Свойства пульпы

Суспензия - это разновидность неньютоновской жидкости, которая представляет собой смесь твердого вещества и жидкости, поэтому для того, чтобы соответствовать требованиям последующего процесса нанесения покрытия, проклеивающий агент должен иметь следующие три характеристики:

1) хорошая ликвидность. Ликвидность может размешать мезгу, сделать ее естественным течением, соблюсти ее непрерывность. Непрерывность хорошая, отключение показывает хорошую ликвидность. Ликвидность связана с твердостью и вязкостью суспензии,

(2) свойство потока. На текучесть пасты влияет плоскостность и однородность покрытия.

(3) реология. Реология относится к целлюлозной массе в характеристиках деформации потока, ее природа хорошая или плохая влияет на достоинства качества полюсного наконечника.

3. Дисперсия целлюлозы

Электроды литий-ионной батареи, анодная паста с помощью клея, проводящий агент, материал анода и т. Д. Катодная паста состоит из клея, графита, угольного порошка и т. Д. Подготовка пасты для положительного и отрицательного электрода включает жидкость и жидкость, жидкость и твердое вещество. смешивание материалов, растворение, между диспергированием и серией технологических процессов, и в этом процессе сопровождается температурой, вязкостью, окружающей средой и т. д. Процесс диспергирования суспензии литий-ионного аккумулятора можно разделить на макро- и микродисперсный процесс смешивания, два процесса будет сопровождаться всем процессом приготовления суспензии литий-ионных аккумуляторов. Приготовление пасты обычно проходит через следующие этапы:

1) порошковая смесь. Между частицами в виде точек, точки, точки, линии,

(2) фаза замешивания сухой грязи. После этого этапа перемешивания сухого порошка с добавлением вяжущей жидкости или растворителя сырье становится влажным, слизистым. После сильного перемешивания в смесителе материал разрезается под действием механической силы и трения, также возникает внутреннее трение между частицами, в то же время под действием различных сил сырье между частицами имеет тенденцию быть сильно фрагментированным. На этом этапе решающее значение имеют размер частиц готового продукта и вязкость суспензии.

(3) вниз по сцене. После завершения замеса медленно добавляют раствор для регулирования вязкости суспензии и содержания твердого вещества. Рассеивание и воссоединение этой стадии сосуществуют и, наконец, достигают стабильности. На этом этапе материал распространяется в основном за счет механической силы, сопротивления трения между жидкостью, порошком, рассеянной силы сдвига с высокой скоростью, влияния размера и силы удара стенки контейнера.

Во-вторых, анализ прицельных параметров свойств целлюлозы.

И мякоть целлюлозы должна иметь хорошую стабильность, это процесс производства батареи, чтобы обеспечить последовательность важного показателя. В конце пульпы перемешивание прекращается, суспензия будет конденсироваться и ждать явления, осаждения флокулянта, образования крупных частиц, на последующий процесс нанесения покрытия большое влияние и т. Д. Характеристики суспензии на стабильность основных параметров имеют ликвидность, вязкость, твердость, плотность и т. д.

1. Вязкость суспензии

Размер электрода должен быть стабильным и иметь соответствующую вязкость, это имеет решающее влияние на процесс нанесения покрытия на пластины. Слишком высокая или слишком низкая вязкость вредны для полюса покрытия, высокая вязкость суспензии затрудняет осаждение, и дисперсия будет лучше, но слишком высокая вязкость против эффекта выравнивания потока не благоприятствует покрытию; Низкая вязкость также является плохой, в то время как жидкая суспензия с низкой вязкостью является хорошей, но твердость в сухом состоянии снижает эффективность сушки покрытия, покрытие будет трескаться, плотность воссоединения частиц суспензии, консистенция поверхности плохая.

В нашем производстве проблемы, которые часто возникают в процессе изменения вязкости, и вот такие «изменения» можно разделить на: мгновенное изменение и статическое. Мгновенное относится к резким изменениям вязкости во время испытания, статическое изменение относится к статическим изменениям вязкости пасты после определенного периода времени. Изменение вязкости или высокая или низкая, или высокая низкая. Вообще говоря, факторами вязкости суспензии являются скорость перемешивания, контроль времени густого жидкого материала, порядок ингредиентов, температура и влажность окружающей среды и т. Д. Многие факторы, когда мы встречаем изменения вязкости, должны заключаться в том, как решить? Вязкость суспензии, по сути, зависит от связующего вещества. Воображаемый, без связующего PVDF / CMC / SBR (как показано на рис. 2, 3), или связующее будет очень хорошей комбинацией без активного материала, твердый материал будет жить, форма будет равномерно покрыта проводящим агентом неньютоновской жидкости? Не надо! Таким образом, решение причины изменения вязкости суспензии, от природы связующего и степени дисперсности пульпы.

(1) вязкость увеличивается

Различные системы имеют различный закон изменения вязкости пасты в настоящее время основным потоком суспензионной системы - это анодная паста PVDF / NMP масляная система, форма графитовой анодной пасты / водная система CMC / SBR.

(1) положительная вязкость пасты по прошествии определенного периода времени. Причина этого - слишком высокая (короткая) скорость перемешивания пульпы, связующее не полностью растворяется, помещенный порошок PVDF растворяется через некоторое время, вязкость увеличивается. Как правило, для полного растворения ПВДФ требуется не менее 3 часов, независимо от того, насколько быстро скорость перемешивания может изменить факторы влияния так называемой «большей скорости, меньшей скорости». В течение еще одного (длительного) процесса суспензию дают отстояться, коллоидный золь переходит в гелеобразное состояние, как если бы для замедления гомогената его вязкость можно было восстановить. Третья причина заключается в том, что между коллоидными частицами и живым материалом, проводящий агент образовал особую структуру, это состояние необратимо, не может восстановиться после увеличения вязкости пасты.

(2) вязкость анодной пасты увеличилась. Увеличение вязкости анодной пасты в основном вызвано повреждением адгезивной молекулярной структуры, разрывом молекулярной цепи после увеличения вязкости окисленной суспензии. Если материал чрезмерно растягивается, более крупный уменьшающийся размер частиц также может увеличить вязкость суспензии.

(2) уменьшить вязкость

(1) положительная вязкость пасты уменьшилась. Одна из причин - изменились адгезионные коллоидные свойства. Вызывают различные изменения, такие как процесс образования суспензии из-за сильной сдвигающей силы, связующее поглощает изменение качества воды, приводит к изменениям в структуре в процессе смешивания, само разрушается и так далее. С другой стороны, неравномерно распределено перемешивание твердого материала суспензии на большой площади проседания. В-третьих, процесс смешивания связующего с помощью оборудования и сильного сдвига живого существа и силы трения в условиях высокого характера изменения температуры, что приводит к снижению вязкости.

(2) вязкость анодной пасты снижена. Одна из причин, по которой КМЦ смешивается с примесями, большинство примесей КМЦ представляют собой труднорастворимую полимерную смолу, когда КМЦ и смешанный растворитель, такой как кальций и магний, уменьшают ее вязкость. С другой стороны, CMC представляет собой гидроксилметилцеллюлозу натрия, основным является комбинация C / O, прочность связи очень слабая и легко разрушается сдвигающей силой, когда скорость перемешивания слишком высокая или слишком длинная, что может повредить структуру CMC. в сгущении анодной суспензии и стабильном эффекте, разбросанные для сырья играют важную роль, в то же время, в случае повреждения ее структура обязательно вызовет оседание суспензии, вязкость снижается. Третья причина - разрушение связующего SBR. В реальном производстве часто выбирают CMC и SBR для совместной работы, две разные роли. SBR в основном имеет эффект связующего, но его деэмульгирование при длительном перемешивании легко происходит, что приводит к выходу из строя, вязкость связующей пасты снижается.

(3) особые обстоятельства (желеобразный своевременный высокий минимум)

В процессе приготовления анодной пасты иногда происходило «желе». Для этого в основном есть две причины: во-первых, влажность. Учитывайте поглощение влаги живым материалом, контроль влажности для процесса смешивания не очень хороший, сырье поглощает воду или влажность среды смешивания выше, после того как PVDF впитает воду в желе. Во-вторых, pH или наполнители. Чем выше значение pH, тем более строгий контроль воды требует, особенно NCA, NCM811 смешивание материалов с высоким содержанием никеля.

Вязкость пасты и высокая или низкая, одна из причин может быть не совсем стабильной, в процессе испытания суспензии вязкость суспензии зависит от температуры. В частности, после быстрого диспергирования внутренняя температура целлюлозы имеет определенный температурный градиент, образцы различной вязкости также различаются. Вторая причина заключается в различии в дисперсии пульпы, живом материале, связующем, проводящем агенте без хорошего распределения, пасты, нет хорошей текучести, естественной вязкости суспензии и высокой или низкой.

2. Размер частиц

После суспензии сплава, необходимо измерить зернистость, метод измерения зернистости обычно используется методом скребка. Зернистость является важным параметром качества пульпы, а размер частиц для процесса покрытия, процесса прокатки и производительности батареи имеет важное влияние, теоретически размер частиц суспензии должен быть как можно меньшим. Если размер частиц слишком велик, это может повлиять на стабильность суспензии, осаждение, консистенцию пульпы и т. Д. Появится в процессе нанесения покрытия экструзионным типом после забивания материала, чрезвычайно сухой точечной коррозии и т. Д., Проблема качества полюса. В последующем процессе прокатки плохое покрытие из-за неравномерного, легко вызывающего поломку полюсного наконечника, локальных микротрещин, цикла работы аккумулятора, соотношения производительности и безопасности нанесло большой вред.

Является ли катод активным материалом, адгезивом, проводящим материалом, например, размер частиц основного материала, плотность, появится в процессе перемешивания, перемешивания, экструзии, трения, вместе ждут различных способов контакта. Постепенно происходит смешивание сырья, растворителя, смачивания, разрыва крупных материалов и постепенной стабилизации, будет неравномерность смешивания материалов, растворение пряжи плохое серьезное воссоединение, изменение адгезионных свойств и так далее и так далее, приведет к более крупным частицам.

Когда мы выясняем причину появления частиц, нам кажется, что лекарство подходит для конкретного случая, чтобы решить эти проблемы. При смешивании сухого порошка влияние скорости индивидуального миксера на степень смешивания порошка невелико, но обоим требуется много времени для обеспечения смешивания сухого порошка. Некоторые производители выбирают порошковую пасту. Некоторый выбор: жидкое растворение хорошего клея, два вида различных связующих веществ определяют, что процесс отличается, при порошковом связующем требуется больше времени для растворения, в противном случае позже будет видно набухание, возвратная пружина, например, изменение вязкости . Воссоединение между мелкими частицами неизбежно, но мы должны обеспечить достаточное трение между материалом, чтобы частицы воссоединения выглядели выдавливанием, дроблением, перемешиванием. Это требует, чтобы мы контролировали суспензию на разных стадиях содержания твердого вещества, низкое содержание твердого вещества повлияет на трение между дисперсией гранул.

3. Твердое содержание суспензии.

Содержание твердого вещества в суспензии и стабильность суспензии тесно связаны, одна и та же технология и формула, чем выше содержание твердых веществ в суспензии, тем выше вязкость, и наоборот. В определенном диапазоне, чем выше вязкость, тем выше стабильность суспензии. Когда мы проектируем батарею, общая работа идет в обратном направлении от толщины обмотки сердечника батареи до конструкции полюсного наконечника, затем был разработан лист и поверхностная плотность, живые только физические параметры, такие как плотность, толщина. Параметры листа устанавливаются с помощью машины для нанесения покрытий и прокатной машины для корректировки результатов, твердое содержание суспензии не имеет прямого влияния на нее. Итак, выбор твердых частиц суспензии не имеет значения?

(1) твердое содержание для повышения эффективности смешивания и эффективности покрытия имеет определенное влияние. Чем выше содержание твердых веществ, тем короче время перемешивания пасты, меньше расход растворителя, выше эффективность сушки покрытия, экономится время.

(2) твердое содержимое на устройстве имеет определенные требования. Потери высокого содержания твердого вещества в шламе на оборудовании выше, поскольку из-за высокого содержания твердого вещества тем серьезнее износ оборудования.

(3) более высокая стабильность высокого содержания твердого вещества в суспензии, часть результатов испытаний на стабильность суспензии показывает, что (на фото) регулярное смешивание TSI (индекс нестабильности) выше, чем 1,05 0,75 значение TSI, процесс смешивания с высокой вязкостью, поэтому процесс смешивания суспензии с высокой стабильностью вязкости превосходит обычный процесс смешивания. Но высокое содержание твердых веществ в шламе будет влиять на его ликвидность, что очень затруднит нанесение покрытий на технологическое оборудование и технический персонал.

9374af778a5aabe04694a70d0c785138.jpg

(4) высокое содержание твердых веществ в суспензии может уменьшить толщину покрытия, снизить внутреннее сопротивление батареи.

4. Плотность суспензии.

Плотность пульпы - один из важных параметров консистенции реакционной смеси. Проверка плотности суспензии в другом месте может подтвердить эффект диспергирования суспензии. Прежде всего, я считаю, что можно приготовить хорошую электродную суспензию.

Страница содержит содержимое машинного перевода.