Ten Major Problems and Analysis in Lithium Battery Production

Tien grote problemen en analyses bij de productie van lithiumbatterijen

1. Wat is de reden voor gaatjes in de coating van de negatieve elektrode? Komt dit doordat het materiaal niet goed verspreid is? Is het mogelijk dat de slechte deeltjesgrootteverdeling van het materiaal de reden is?

Het verschijnen van gaatjes moet veroorzaakt worden door de volgende factoren: 1. De folie is niet schoon; 2. Het geleidende middel wordt niet verspreid; 3. Het hoofdmateriaal van de negatieve elektrode is niet verspreid; 4. Sommige ingrediënten in de formule bevatten onzuiverheden; 5. De deeltjes van het geleidende middel zijn ongelijkmatig en moeilijk te verspreiden; 6. De negatieve elektrodedeeltjes zijn ongelijkmatig en moeilijk te verspreiden; 7. Er zijn kwaliteitsproblemen met de formulematerialen zelf; 8. De mengpot werd niet grondig gereinigd, waardoor er droog poeder in de pot achterbleef. Ga gewoon naar procesmonitoring en analyseer zelf de specifieke redenen.

Wat betreft de zwarte vlekken op het middenrif, ik ben ze vele jaren geleden tegengekomen. Laat ik ze eerst kort beantwoorden. Corrigeer eventuele fouten. Volgens analyse is vastgesteld dat de zwarte vlekken worden veroorzaakt door de plaatselijke hoge temperatuur van de scheider, veroorzaakt door de polarisatie-ontlading van de batterij, en dat het negatieve elektrodepoeder zich aan de scheider hecht. Polarisatie-ontlading wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van actieve stoffen die om materiaal- en procesredenen aan het poeder in de batterijspoel zijn gehecht, wat resulteert in polarisatie-ontlading nadat de batterij is gevormd en opgeladen. Om de bovenstaande problemen te vermijden, is het eerst nodig om geschikte mengprocessen te gebruiken om de binding tussen actieve stoffen en metaalcollectieven op te lossen, en om kunstmatige poederverwijdering tijdens de productie van batterijplaten en de batterijassemblage te voorkomen.

Het toevoegen van enkele additieven die de prestaties van de batterij tijdens het coatingproces niet beïnvloeden, kan inderdaad bepaalde prestaties van de elektrode verbeteren. Uiteraard kan het toevoegen van deze componenten aan de elektrolyt een consolidatie-effect bereiken. De plaatselijke hoge temperatuur van het diafragma wordt veroorzaakt door de niet-uniformiteit van de elektrodeplaten. Strikt genomen behoort het tot een microkortsluiting, die lokale hoge temperaturen kan veroorzaken en ervoor kan zorgen dat de negatieve elektrode poeder verliest.

2. Wat zijn de redenen voor overmatige interne weerstand van de batterij?

Op het gebied van technologie:

1). Het positieve elektrode-ingrediënt heeft te weinig geleidend middel (de geleidbaarheid tussen materialen is niet goed omdat de geleidbaarheid van lithiumkobalt zelf erg slecht is)

2). Er is te veel lijm voor het positieve elektrode-ingrediënt. (Kleefstoffen zijn over het algemeen polymeermaterialen met sterke isolatie-eigenschappen)

3). Overmatige lijm voor negatieve elektrode-ingrediënten. (Kleefstoffen zijn over het algemeen polymeermaterialen met sterke isolatie-eigenschappen)

4). Ongelijkmatige verdeling van ingrediënten.

5). Onvolledig bindmiddeloplosmiddel tijdens de bereiding van de ingrediënten. (Niet volledig oplosbaar in NMP, water)

6). Het dichtheidsontwerp van het oppervlak van de coatingslurry is te hoog. (Lange ionenmigratieafstand)

7). De verdichtingsdichtheid is te hoog en het walsen is te verdicht. (Overmatig rollen kan schade aan de structuur van actieve stoffen veroorzaken)

8). Het positieve elektrodeoor is niet stevig gelast, wat resulteert in virtueel lassen.

9). Het oor van de negatieve elektrode is niet stevig gelast of geklonken, wat resulteert in verkeerd solderen of loslaten.

10). De wikkeling is niet strak en de kern is los. (Vergroot de afstand tussen positieve en negatieve elektrodeplaten)

11). Het oor van de positieve elektrode is niet stevig aan de behuizing gelast.

12). Het oor en de pool van de negatieve elektrode zijn niet stevig gelast.

13). Als de baktemperatuur van de batterij te hoog is, zal het diafragma krimpen. (Verkleinde diafragmaopening)

14). Onvoldoende vloeistofinjectiehoeveelheid (geleiding neemt af, interne weerstand neemt snel toe na circulatie!)

15). De bewaartijd na vloeistofinjectie is te kort en de elektrolyt is niet volledig doordrenkt

16). Niet volledig geactiveerd tijdens formatie.

17). Overmatige lekkage van elektrolyt tijdens het vormingsproces.

18). Onvoldoende waterbeheersing tijdens het productieproces, met als gevolg batterijuitbreiding.

19). De laadspanning van de accu is te hoog ingesteld, waardoor overlading ontstaat.

20). Onredelijke batterijopslagomgeving.

Qua materialen:

21). Het positieve elektrodemateriaal heeft een hoge weerstand. (Slechte geleidbaarheid, zoals lithiumijzerfosfaat)

22). Impact van membraanmateriaal (diafragmadikte, kleine porositeit, kleine poriegrootte)

23). Effecten van elektrolytmaterialen. (Lage geleidbaarheid en hoge viscositeit)

24). Positieve elektrode PVDF-materiaalinvloed. (hoog in gewicht of molecuulgewicht)

25). De invloed van geleidend materiaal voor positieve elektrodes. (Slechte geleidbaarheid, hoge weerstand)

26). Effecten van positieve en negatieve elektrodeoormaterialen (dunne dikte, slechte geleidbaarheid, ongelijkmatige dikte en slechte materiaalzuiverheid)

27). Koperfolie- en aluminiumfoliematerialen hebben een slechte geleidbaarheid of oppervlakteoxiden.

28). De interne weerstand van het klinkcontact van de afdekplaatpaal is te hoog.

29). Het negatieve elektrodemateriaal heeft een hoge weerstand. andere aspecten

30). Afwijking van interne weerstandstestinstrumenten.

31). Menselijke bediening.

3. Welke problemen moeten worden opgemerkt bij ongelijkmatige coating van elektrodeplaten?

Dit probleem komt vrij vaak voor en was oorspronkelijk relatief eenvoudig op te lossen, maar veel coatingwerkers zijn niet goed in het samenvatten, waardoor sommige bestaande probleempunten standaard worden omgezet in normale en onvermijdelijke verschijnselen. Ten eerste is het noodzakelijk om een ​​duidelijk inzicht te hebben in de factoren die de oppervlaktedichtheid beïnvloeden en de factoren die de stabiele waarde van de oppervlaktedichtheid beïnvloeden om het probleem gericht op te lossen.

De factoren die de dichtheid van het coatingoppervlak beïnvloeden zijn onder meer:

1). Materiaal zelf factoren

2). Formule

3). Materialen mengen

4). Coatingomgeving

5). Mesrand

6). Viscositeit van de slurrie

7). Poolsnelheid

8). Oppervlakte-vlakheid

9). Nauwkeurigheid van de coatingmachine

10). Windkracht van de oven

11). Coatingspanning enzovoort

Factoren die de uniformiteit van de elektrode beïnvloeden:

1). Drijfmest kwaliteit

2). Viscositeit van de slurrie

3). Reissnelheid

4). Folie spanning

5). Spanningsbalansmethode

6). Coating treklengte

7). Lawaai

8). Vlakheid van het oppervlak

9). Vlakheid van het blad

10). Vlakheid van foliemateriaal, etc

Het bovenstaande is slechts een lijst van enkele factoren, en u moet de redenen zelf analyseren om specifiek de factoren te elimineren die een abnormale oppervlaktedichtheid veroorzaken.

4. Is er een speciale reden waarom aluminiumfolie en koperfolie worden gebruikt voor de huidige verzameling van positieve en negatieve elektroden? Is er een probleem als je het omgekeerd gebruikt? Heb je veel literatuur gezien waarin rechtstreeks roestvrijstalen gaas wordt gebruikt? Is er een verschil?

1). Beide worden gebruikt als vloeistofcollectoren omdat ze een goede geleidbaarheid en een zachte textuur hebben (wat ook gunstig kan zijn voor de hechting) en relatief gebruikelijk en goedkoop zijn. Tegelijkertijd kunnen beide oppervlakken een laag oxidebeschermende film vormen.

2). De oxidelaag op het oppervlak van koper behoort tot halfgeleiders, met elektronengeleiding. De oxidelaag is te dik en heeft een hoge impedantie; De oxidelaag op het oppervlak van aluminium is een isolator en de oxidelaag kan geen elektriciteit geleiden. Vanwege de geringe dikte wordt elektronische geleidbaarheid echter bereikt door middel van tunneleffect. Als de oxidelaag dik is, is het geleidbaarheidsniveau van de aluminiumfolie slecht en zelfs isolerend. Voor gebruik kunt u het beste het oppervlak van de vloeistofcollector reinigen om olievlekken en dikke oxidelagen te verwijderen.

3). De positieve elektrodepotentiaal is hoog en de dunne aluminiumoxidelaag is zeer dicht, wat de oxidatie van de collector kan voorkomen. De oxidelaag van koperfolie is relatief los en om oxidatie ervan te voorkomen is het beter om een ​​lagere potentiaal te hebben. Tegelijkertijd is het voor Li moeilijk om een ​​lithium-intercalatielegering te vormen met Cu met een lage potentiaal. Als het koperoppervlak echter sterk geoxideerd is, zal Li reageren met koperoxide op een iets hoger potentieel. AL-folie kan niet als negatieve elektrode worden gebruikt, omdat LiAl-legeringen bij lage potentiaal kunnen optreden.

4). De vloeistofopvang vereist een zuivere samenstelling. De onzuivere samenstelling van AL zal leiden tot het niet-compacte gezichtsmasker aan het oppervlak en putcorrosie, en sterker nog, de vernietiging van het gezichtsmasker aan het oppervlak zal leiden tot de vorming van een LiAl-legering. Kopergaas wordt gereinigd met waterstofsulfaat en vervolgens gebakken met gedeïoniseerd water, terwijl aluminiumgaas wordt gereinigd met ammoniakzout en vervolgens gebakken met gedeïoniseerd water. Het geleidende effect van het spuitgaas is goed.

5. Bij het meten van de kortsluiting van de spoelkern wordt een batterijkortsluittester gebruikt. Wanneer de spanning hoog is, kan deze de kortsluitcel nauwkeurig testen. Wat is bovendien het hoogspanningsdoorslagprincipe van de kortsluittester?

Hoe hoog een spanning wordt gebruikt om een ​​kortsluiting in een batterijcel te meten, hangt af van de volgende factoren:

1). Het technologische niveau van uw bedrijf;

2). Structureel ontwerp van de batterij zelf

3). Membraanmateriaal van de batterij

4). Het doel van de batterij

Verschillende bedrijven gebruiken verschillende spanningen, maar veel bedrijven gebruiken dezelfde spanning, ongeacht de modelgrootte of capaciteit. Bovenstaande factoren kunnen in aflopende volgorde worden gerangschikt: 1>4>3>2, wat betekent dat het procesniveau van uw bedrijf de grootte van de kortsluitspanning bepaalt.

Simpel gezegd is het doorslagprincipe te wijten aan de aanwezigheid van potentiële kortsluitfactoren zoals stof, deeltjes, grotere diafragmagaten, bramen, enz. tussen de elektrode en het diafragma, die zwakke schakels kunnen worden genoemd. Bij een vaste en hoge spanning maken deze zwakke schakels de contactweerstand tussen de positieve en negatieve elektrodeplaten kleiner dan elders, waardoor het gemakkelijker wordt om lucht te ioniseren en bogen te genereren; Als alternatief zijn de positieve en negatieve polen al kortgesloten en zijn de contactpunten klein. Onder omstandigheden met hoge spanning lopen er onmiddellijk grote stromen door deze kleine contactpunten, waardoor elektrische energie wordt omgezet in warmte-energie, waardoor het membraan onmiddellijk smelt of kapot gaat.

6. Wat is het effect van de materiaaldeeltjesgrootte op de ontlaadstroom?

Simpel gezegd: hoe kleiner de deeltjesgrootte, hoe beter de geleidbaarheid. Hoe groter de deeltjesgrootte, hoe slechter de geleidbaarheid. Uiteraard hebben hoogwaardige materialen over het algemeen een hoge structuur, kleine deeltjes en een hoge geleidbaarheid.

Alleen al vanuit een theoretische analyse kan de manier waarop dit in de praktijk kan worden bereikt alleen worden uitgelegd door vrienden die materialen maken. Het verbeteren van de geleidbaarheid van materialen met kleine deeltjes is een zeer moeilijke taak, vooral voor materialen op nanoschaal, en materialen met kleine deeltjes zullen een relatief kleine verdichting hebben, dat wil zeggen een kleine volumecapaciteit.

7. De positieve en negatieve elektrodeplaten kaatsten met 10um terug nadat ze 12 uur na het rollen waren gebakken. Waarom is er zo'n grote rebound?

Er zijn twee fundamentele beïnvloedende factoren: materialen en processen.

1). De prestaties van materialen bepalen de rebound-coëfficiënt, die varieert tussen verschillende materialen; Hetzelfde materiaal, verschillende formules en verschillende rebound-coëfficiënten; Hetzelfde materiaal, dezelfde formule, de dikte van de tablet is anders en de rebound-coëfficiënt is anders;

2). Als de procesbeheersing niet goed is, kan dit ook voor rebound zorgen. Bewaartijd, temperatuur, druk, vochtigheid, stapelmethode, interne spanning, apparatuur, enz.

8. Hoe het lekkageprobleem van cilindrische batterijen oplossen?

De cilinder wordt gesloten en afgedicht na vloeistofinjectie, dus het afdichten wordt natuurlijk de moeilijkheid van het afdichten van cilinders. Momenteel zijn er waarschijnlijk verschillende manieren om cilindrische batterijen af ​​te dichten:

1). Laserlassen afdichting

2). Afdichtring afdichting

3). Lijm afdichting

4). Ultrasone trillingsafdichting

5). Combinatie van twee of meer bovengenoemde afdichtingstypen

6). Andere afdichtingsmethoden

Verschillende oorzaken van lekkage:

1). Een slechte afdichting kan vloeistoflekkage veroorzaken, wat meestal resulteert in vervorming en vervuiling van het afdichtingsgebied, wat wijst op een slechte afdichting.

2). De stabiliteit van de afdichting is ook een factor, dat wil zeggen dat de afdichting tijdens de afdichting de inspectie doorstaat, maar dat het afdichtingsgebied gemakkelijk beschadigd raakt, waardoor vloeistoflekkage ontstaat.

3). Tijdens de vorming of het testen wordt gas geproduceerd om de maximale spanning te bereiken die de afdichting kan weerstaan, wat de afdichting kan beïnvloeden en vloeistoflekkage kan veroorzaken. Het verschil met punt 2 is dat punt 2 betrekking heeft op lekkage van defecte producten, terwijl punt 3 betrekking heeft op destructieve lekkage, wat betekent dat de afdichting gekwalificeerd is, maar overmatige interne druk kan schade aan de afdichting veroorzaken.

4). Andere lekkagemethoden.

De specifieke oplossing is afhankelijk van de oorzaak van de lekkage. Zolang de oorzaak wordt geïdentificeerd, is deze eenvoudig op te lossen, maar de moeilijkheid ligt in de moeilijkheid om de oorzaak te vinden, aangezien het afdichtende effect van de cilinder relatief moeilijk te inspecteren is en meestal behoort tot het soort schade dat wordt gebruikt voor steekproeven. .

9. Bij het uitvoeren van experimenten is er altijd een teveel aan elektrolyt. Heeft een teveel aan elektrolyt invloed op de prestaties van de batterij zonder morsen?

Geen overloop? Er zijn verschillende situaties:

1). Het elektrolyt is precies goed

2). Iets teveel elektrolyt

3). Overmatige hoeveelheid elektrolyt, maar de limiet wordt niet bereikt

4). Een grote hoeveelheid elektrolyt is te hoog en nadert de limiet

5). Het heeft zijn limiet bereikt en kan worden verzegeld

Het eerste scenario is ideaal, zonder problemen.

De tweede situatie is dat een kleine overmaat soms een precisieprobleem is, soms een ontwerpprobleem, en meestal een beetje overdreven ontwerp.

Het derde scenario is geen probleem, het is alleen maar kostenverspilling.

De vierde situatie is een beetje gevaarlijk. Omdat tijdens het gebruik of het testproces van batterijen verschillende redenen ervoor kunnen zorgen dat de elektrolyt ontbindt en bepaalde gassen produceert; De batterij warmt op, waardoor thermische uitzetting ontstaat; De bovenstaande twee situaties kunnen gemakkelijk uitpuilen (ook bekend als vervorming) of lekkage van de batterij veroorzaken, waardoor de veiligheidsrisico's van de batterij toenemen.

Het vijfde scenario is feitelijk een verbeterde versie van het vierde scenario, dat een nog groter gevaar met zich meebrengt.

Om het nog eens te overdrijven: vloeistof kan ook een batterij worden. Dat wil zeggen dat zowel de positieve als de negatieve elektroden tegelijkertijd in een container met een grote hoeveelheid elektrolyt (zoals een bekerglas van 500 ml) worden geplaatst. Op dit moment kunnen de positieve en negatieve elektroden worden opgeladen en ontladen, wat ook een batterij is. Daarom is de overtollige elektrolyt hier niet klein. Elektrolyt is slechts een geleidend medium. Het volume van de batterij is echter beperkt, en binnen dit beperkte volume is het logisch om rekening te houden met ruimtegebruik en vervormingsproblemen.

10. Zal de hoeveelheid geïnjecteerde vloeistof te klein zijn en zal dit uitpuilen veroorzaken nadat de batterij is verdeeld?

Er kan alleen maar worden gezegd dat het misschien niet nodig is, het hangt af van hoe weinig vloeistof er wordt geïnjecteerd.

1). Als de batterijcel volledig doordrenkt is met elektrolyt maar er geen residu achterblijft, zal de batterij na capaciteitsdeling niet uitpuilen;

2). Als de batterijcel volledig doordrenkt is met elektrolyt en er een kleine hoeveelheid residu achterblijft, maar de hoeveelheid geïnjecteerde vloeistof kleiner is dan de vereiste van uw bedrijf (deze vereiste is uiteraard niet noodzakelijkerwijs de optimale waarde, met een kleine afwijking), de batterij met gedeelde capaciteit zal op dit moment niet uitpuilen;

3). Als de batterijcel volledig doordrenkt is met elektrolyt en er een grote hoeveelheid achtergebleven elektrolyt is, maar de vereisten van uw bedrijf voor de injectiehoeveelheid hoger zijn dan feitelijk, is de zogenaamde onvoldoende injectiehoeveelheid slechts een bedrijfsconcept en kan deze niet echt de de geschiktheid van de werkelijke injectiehoeveelheid van de batterij, en de batterij met gesplitste capaciteit puilt niet uit;

4). Aanzienlijk onvoldoende vloeistofinjectievolume. Dit is ook afhankelijk van de graad. Als de elektrolyt de batterijcel nauwelijks kan doordrenken, kan deze wel of niet uitpuilen na gedeeltelijke capaciteit, maar de kans op uitstulping van de batterij is groter;

Als er een ernstig tekort is aan vloeistofinjectie in de batterijcel, kan de elektrische energie tijdens de vorming van de batterij niet worden omgezet in chemische energie. Op dit moment is de kans op uitstulping van de capaciteitscel bijna 100%.

Het kan dus als volgt worden samengevat: Ervan uitgaande dat de daadwerkelijke optimale vloeistofinjectiehoeveelheid van de batterij Mg is, zijn er verschillende situaties waarin de vloeistofinjectiehoeveelheid relatief klein is:

1). Vloeistofinjectievolume=M: Batterij normaal

2). De hoeveelheid vloeistofinjectie is iets minder dan M: de batterij heeft geen uitpuilend vermogen en de capaciteit kan normaal zijn of iets lager dan de ontwerpwaarde. De kans op uitpuilen van de fiets neemt toe en de fietsprestaties gaan achteruit;

3). De hoeveelheid vloeistofinjectie is veel minder dan M: de batterij heeft een relatief hoge capaciteit en uitpuilende snelheid, wat resulteert in een lage capaciteit en een slechte fietsstabiliteit. Over het algemeen is de capaciteit na enkele weken minder dan 80%

4). M=0, de batterij puilt niet uit en heeft geen capaciteit.