Десять основных проблем и анализ производства литиевых батарей

Десять основных проблем и анализ производства литиевых батарей

1、 Какова причина появления микроотверстий в покрытии отрицательного электрода? Это потому, что материал плохо диспергирован? Возможно ли, что причиной является плохой гранулометрический состав материала?

Появление точечных отверстий должно быть вызвано следующими факторами: 1. Фольга загрязнена; 2. Проводящий агент не диспергируется; 3. Основной материал отрицательного электрода не рассеивается; 4. Некоторые ингредиенты формулы содержат примеси; 5. Частицы проводящего агента неровные и их трудно диспергировать; 6. Частицы отрицательного электрода неровные и их трудно диспергировать; 7. Есть проблемы с качеством самих материалов формулы; 8. Емкость для смешивания не была тщательно очищена, в результате чего внутри емкости остался сухой порошок. Просто зайдите в мониторинг процессов и сами проанализируйте конкретные причины.

Также, что касается черных точек на диафрагме, я столкнулся с ними много лет назад. Позвольте мне сначала кратко ответить на них. Пожалуйста, исправьте ошибки. В результате анализа было установлено, что черные пятна вызваны локальной высокой температурой сепаратора, вызванной поляризационным разрядом батареи, и порошок отрицательного электрода прилипает к сепаратору. Поляризационный разряд вызван наличием активных веществ, прикрепленных к порошку в катушке аккумулятора по материальным и технологическим причинам, что приводит к поляризационному разряду после формирования и зарядки аккумулятора. Чтобы избежать вышеупомянутых проблем, сначала необходимо использовать соответствующие процессы смешивания, чтобы устранить связь между активными веществами и металлическими коллективами, а также избежать искусственного удаления порошка во время изготовления пластин батареи и сборки батареи.

Добавление некоторых добавок, которые не влияют на производительность батареи в процессе нанесения покрытия, действительно может улучшить определенные характеристики электрода. Конечно, добавлением этих компонентов в электролит можно добиться эффекта консолидации. Локальная высокая температура диафрагмы вызвана неоднородностью электродных пластин. Строго говоря, это связано с микрокоротким замыканием, которое может вызвать локальную высокую температуру и привести к потере порошка с отрицательного электрода.

2. Каковы причины чрезмерного внутреннего сопротивления аккумулятора?

С точки зрения технологии:

1). Компонент положительного электрода содержит слишком мало проводящего агента (проводимость между материалами плохая, поскольку проводимость самого лития-кобальта очень плохая)

2). Слишком много клея для компонента положительного электрода. (Клеи обычно представляют собой полимерные материалы с сильными изоляционными свойствами)

3). Чрезмерное количество клея для ингредиентов отрицательного электрода. (Клеи обычно представляют собой полимерные материалы с сильными изоляционными свойствами)

4). Неравномерное распределение ингредиентов.

5). Неполный растворитель связующего при приготовлении ингредиентов. (Не полностью растворяется в NMP, воде)

6). Плотность поверхности суспензии покрытия слишком высока. (Большое расстояние миграции ионов)

7). Плотность уплотнения слишком высока, и прокатка слишком уплотнена. (Чрезмерное скатывание может привести к повреждению структуры активных веществ)

8). Ушко положительного электрода не приварено прочно, что приводит к виртуальной сварке.

9). Ушко отрицательного электрода неплотно приварено или заклепано, что приводит к неправильной пайке или отсоединению.

10). Обмотка не герметична, сердечник ослаблен. (Увеличьте расстояние между пластинами положительного и отрицательного электрода)

11). Ушко положительного электрода неплотно приварено к корпусу.

12). Ушко и полюс отрицательного электрода не сварены прочно.

13). Если температура выпечки батареи слишком высока, диафрагма сожмется. (Уменьшенная апертура диафрагмы)

14). Недостаточное количество впрыскиваемой жидкости (проводимость снижается, внутреннее сопротивление быстро увеличивается после циркуляции!)

15). Время хранения после впрыска жидкости слишком короткое, а электролит не полностью пропитан.

16). Не полностью активирован во время формирования.

17). Чрезмерная утечка электролита в процессе формирования.

18). Недостаточный контроль воды в процессе производства, что приводит к расширению батареи.

19). Напряжение зарядки аккумулятора установлено слишком высоким, что приводит к перезарядке.

20). Необоснованные условия хранения аккумуляторов.

По материалам:

21). Материал положительного электрода имеет высокое сопротивление. (Плохая проводимость, например, фосфат лития-железа)

22). Влияние материала диафрагмы (толщина диафрагмы, малая пористость, малый размер пор)

23). Влияние электролитных материалов. (Низкая проводимость и высокая вязкость)

24). Влияние материала положительного электрода ПВДФ. (высокая масса или молекулярная масса)

25). Влияние проводящего материала положительного электрода. (Плохая проводимость, высокое сопротивление)

26). Влияние материалов ушек положительных и отрицательных электродов (малая толщина, плохая проводимость, неравномерная толщина и плохая чистота материала)

27). Медная фольга и алюминиевая фольга имеют плохую проводимость или поверхностные оксиды.

28). Внутреннее сопротивление заклепочного контакта полюса крышки слишком велико.

29). Материал отрицательного электрода имеет высокое сопротивление. другие аспекты

30). Отклонение приборов для измерения внутреннего сопротивления.

31). Человеческая операция.

3、 На какие проблемы следует обратить внимание при неравномерном покрытии электродных пластин?

Эта проблема довольно распространена, и изначально ее относительно легко решить, но многие работники, занимающиеся нанесением покрытий, не умеют подводить итоги, в результате чего некоторые существующие проблемные точки по умолчанию относят к нормальным и неизбежным явлениям. Во-первых, необходимо иметь четкое представление о факторах, влияющих на поверхностную плотность, и факторах, влияющих на стабильное значение поверхностной плотности, чтобы целенаправленно решать проблему.

К факторам, влияющим на плотность поверхности покрытия, относятся:

1). Факторы самого материала

2). Формула

3). Смешивание материалов

4). Среда покрытия

5). Острие ножа

6). Вязкость суспензии

7). Скорость полюса

8). Ровность поверхности

9). Точность окрасочной машины

10). Духовка Сила ветра

11). Натяжение покрытия и так далее

Факторы, влияющие на однородность электрода:

1). Качество навозной жижи

2). Вязкость суспензии

3). Скорость движения

4). Натяжение фольги

5). Метод баланса натяжения

6). Длина тяги покрытия

7). Шум

8). Ровность поверхности

9). Плоскостность лезвия

10). Плоскость фольгированного материала и т. д.

Выше приведен лишь перечень некоторых факторов, и вам необходимо самостоятельно проанализировать причины, чтобы конкретно устранить факторы, вызывающие аномальную плотность поверхности.

4、 Есть ли какая-то особая причина, по которой для сбора токов положительных и отрицательных электродов используются алюминиевая и медная фольга? Есть ли проблемы с его использованием в обратном направлении? Вы видели много литературы, в которой непосредственно используется сетка из нержавеющей стали? Есть ли разница?

1). Оба используются в качестве коллекторов жидкости, поскольку имеют хорошую проводимость, мягкую текстуру (что также может быть полезно для склеивания), а также относительно распространены и недороги. При этом обе поверхности могут образовывать слой оксидной защитной пленки.

2). Оксидный слой на поверхности меди относится к полупроводникам, обладающим электронной проводимостью. Оксидный слой слишком толстый и имеет высокий импеданс; Оксидный слой на поверхности алюминия является изолятором и не может проводить электричество. Однако из-за его небольшой толщины электронная проводимость достигается за счет туннельного эффекта. Если оксидный слой толстый, уровень проводимости алюминиевой фольги плохой, равно как и изоляция. Перед использованием лучше всего очистить поверхность коллектора жидкости от масляных пятен и толстого оксидного слоя.

3). Потенциал положительного электрода высокий, а тонкий слой оксида алюминия очень плотный, что может предотвратить окисление коллектора. Оксидный слой медной фольги относительно рыхлый, и для предотвращения его окисления лучше иметь более низкий потенциал. В то же время Li трудно сформировать интеркаляционный сплав лития с Cu при низком потенциале. Однако если поверхность меди сильно окислена, Li будет реагировать с оксидом меди при несколько более высоком потенциале. Фольгу AL нельзя использовать в качестве отрицательного электрода, так как легирование LiAl может происходить при низких потенциалах.

4). Для сбора жидкости требуется чистый состав. Нечистый состав AL приведет к некомпактной поверхностной лицевой маске и питтинговой коррозии, и более того, разрушение поверхностной лицевой маски приведет к образованию сплава LiAl. Медную сетку очищают гидросульфатом, а затем обжигают деионизированной водой, а алюминиевую сетку очищают аммиачной солью, а затем обжигают деионизированной водой. Проводящий эффект распылительной сетки хороший.

5. При измерении короткого замыкания сердечника катушки используется тестер короткого замыкания аккумулятора. Когда напряжение высокое, оно может точно проверить ячейку короткого замыкания. Кроме того, каков принцип пробоя тестера короткого замыкания при высоком напряжении?

Насколько высокое напряжение используется для измерения короткого замыкания в аккумуляторной ячейке, зависит от следующих факторов:

1). Технологический уровень вашей компании;

2). Конструктивное решение самой батареи

3). Материал диафрагмы аккумулятора

4). Назначение аккумулятора

Разные компании используют разные напряжения, но многие компании используют одно и то же напряжение независимо от размера и мощности модели. Вышеуказанные факторы можно расположить в порядке убывания: 1>4>3>2, что означает, что уровень технологического процесса вашей компании определяет величину напряжения короткого замыкания.

Проще говоря, принцип пробоя обусловлен наличием потенциальных факторов короткого замыкания, таких как пыль, частицы, большие отверстия диафрагмы, заусенцы и т. д. между электродом и диафрагмой, которые можно назвать слабыми звеньями. При фиксированном и высоком напряжении эти слабые звенья делают контактное сопротивление между пластинами положительного и отрицательного электрода меньшим, чем где-либо еще, что облегчает ионизацию воздуха и создание дуг; Альтернативно, положительный и отрицательный полюса уже закорочены, а точки контакта малы. В условиях высокого напряжения через эти маленькие точки контакта мгновенно проходят большие токи, преобразующие электрическую энергию в тепловую, что приводит к мгновенному плавлению или разрушению мембраны.

6. Как размер частиц материала влияет на ток разряда?

Проще говоря, чем меньше размер частиц, тем лучше проводимость. Чем больше размер частиц, тем хуже проводимость. Естественно, материалы с высокой скоростью обычно имеют высокую структуру, мелкие частицы и высокую проводимость.

Просто из теоретического анализа, как этого добиться на практике, могут объяснить только друзья, которые делают материалы. Улучшение проводимости материалов с мелкими частицами является очень сложной задачей, особенно для наноразмерных материалов, а материалы с мелкими частицами будут иметь относительно небольшое уплотнение, то есть небольшую объемную емкость.

7. Пластины положительного и отрицательного электрода отскочили на 10 мкм после обжига в течение 12 часов после прокатки. Почему такой сильный отскок?

Есть два фундаментальных фактора влияния: материалы и процессы.

1). Характеристики материалов определяют коэффициент отскока, который варьируется в зависимости от материала; Тот же материал, разные формулы и разные коэффициенты отскока; Тот же материал, та же формула, другая толщина таблетки и другой коэффициент отскока;

2). Если управление процессом плохое, это также может привести к отскоку. Время хранения, температура, давление, влажность, способ штабелирования, внутреннее напряжение, оборудование и т. д.

8. Как решить проблему утечки цилиндрических батарей?

Цилиндр закрывается и герметизируется после впрыска жидкости, поэтому герметизация, естественно, становится проблемой герметизации цилиндра. В настоящее время, вероятно, существует несколько способов герметизации цилиндрических аккумуляторов:

1). Лазерная сварка герметизации

2). Уплотнительное кольцо уплотнительное

3). Клеевое уплотнение

4). Ультразвуковая вибрационная герметизация

5). Комбинация двух или более типов уплотнений, упомянутых выше.

6). Другие способы герметизации

Несколько причин протечки:

1). Плохая герметизация может привести к утечке жидкости, что обычно приводит к деформации и загрязнению области герметизации, что указывает на плохую герметизацию.

2). Стабильность уплотнения также является важным фактором, то есть оно выдерживает проверку во время уплотнения, но область уплотнения легко повреждается, что приводит к утечке жидкости.

3). Во время формования или испытаний выделяется газ, достигающий максимального напряжения, которое может выдержать уплотнение, что может повлиять на уплотнение и вызвать утечку жидкости. Отличие от пункта 2 состоит в том, что точка 2 относится к утечке дефектного продукта, а точка 3 – к разрушающей утечке, то есть герметизация квалифицирована, но избыточное внутреннее давление может привести к повреждению уплотнения.

4). Другие способы утечки.

Конкретное решение зависит от причины утечки. Пока причина определена, ее легко решить, но трудность заключается в сложности поиска причины, поскольку герметичность цилиндра относительно трудно проверить и в основном относится к типу повреждений, используемому для выборочных проверок. .

9、 При проведении экспериментов всегда имеется избыток электролита. Влияет ли избыток электролита на работу аккумулятора без его утечки?

Нет переполнения? Есть несколько ситуаций:

1). Электролит в порядке

2). Немного избыток электролита

3). Избыточное количество электролита, но не достигающее предела

4). Большое количество электролита избыточно, приближается к пределу

5). Он достиг своего предела и может быть запечатан.

Первый сценарий – идеальный, без проблем.

Вторая ситуация заключается в том, что небольшое превышение иногда является проблемой точности, иногда проблемой дизайна и обычно немного перебором.

Третий сценарий не является проблемой, это просто пустая трата средств.

Четвертая ситуация немного опасна. Поскольку в процессе использования или тестирования аккумуляторов различные причины могут привести к разложению электролита и выделению некоторых газов; Аккумулятор нагревается, вызывая тепловое расширение; Две вышеуказанные ситуации могут легко привести к вздутию (также известному как деформация) или утечке батареи, что увеличивает угрозу безопасности батареи.

Пятый сценарий на самом деле является расширенной версией четвертого сценария, который представляет еще большую опасность.

Если преувеличить, жидкость тоже может стать аккумулятором. То есть одновременно вставить как положительный, так и отрицательный электроды в контейнер, содержащий большое количество электролита (например, стакан объемом 500 мл). В это время положительные и отрицательные электроды могут заряжаться и разряжаться, что также является аккумулятором. Поэтому избыток электролита здесь немаленький. Электролит – это всего лишь проводящая среда. Однако объем батареи ограничен, и в рамках этого ограниченного объема естественно учитывать вопросы использования пространства и деформации.

10、 Будет ли количество впрыскиваемой жидкости слишком маленьким и не приведет ли это к вздутию после разделения батареи?

Можно только сказать, что это может и не понадобиться, это зависит от того, насколько мало жидкости впрыскивается.

1). Если элемент аккумулятора полностью пропитан электролитом, но остатков нет, то аккумулятор не будет вздуваться после разделения емкости;

2). Если элемент аккумулятора полностью пропитан электролитом и имеется небольшое количество остатков, но количество впрыскиваемой жидкости меньше, чем требует ваша компания (конечно, это требование не обязательно является оптимальным значением, с небольшим отклонением), аккумулятор разделенной емкости в это время не будет вздуваться;

3). Если аккумуляторный элемент полностью пропитан электролитом и имеется большое количество остаточного электролита, но требования вашей компании к количеству впрыска выше фактических, так называемый недостаточный объем впрыска является лишь концепцией компании и не может действительно отражать пригодность фактического количества впрыска аккумулятора, а аккумулятор разделенной емкости не выпирает;

4). Существенно недостаточный объем впрыска жидкости. Это также зависит от степени. Если электролит едва способен пропитать элемент аккумулятора, он может или не может вздуться после частичной емкости, но вероятность вздутия аккумулятора выше;

При серьезном недостатке впрыска жидкости в элемент аккумулятора электрическая энергия при формировании аккумулятора не может быть преобразована в химическую энергию. В это время вероятность вздутия ячейки емкости составляет практически 100%.

So, it can be summarized as follows: Assuming that the actual optimal liquid injection amount of the battery is Mg, there are several situations where the liquid injection amount is relatively small:

1). Объем впрыска жидкости = M: Аккумулятор в норме

2). Объем впрыска жидкости немного меньше М: аккумулятор не имеет выпирающей емкости, емкость может быть нормальной или немного ниже расчетной. Увеличивается вероятность велосипедной выпуклости, ухудшаются характеристики езды на велосипеде;

3). Количество впрыскиваемой жидкости намного меньше, чем M: аккумулятор имеет относительно высокую емкость и скорость набухания, что приводит к низкой емкости и плохой циклической устойчивости. Как правило, через несколько недель емкость составляет менее 80%.

4). М=0, аккумулятор не выпирает и не имеет емкости.