リチウムイオン電池の製造工程:巻き取り・積層工程

Jan 02, 2025 伝言を残す

巻線工程

 

 

 

1 巻線技術の原理とプロセス

 

 

1. 原則:巻き取り針を固定することにより、前処理された正極板、セパレータ、負極板が順に巻き取られ、押し出される。

 

2. プロセス:原料を負極、セパレータ、正極、セパレータの順に積層し、直接ワインディング法により円筒形または楕円形に丸め、角形または円筒形の主体金具に収納します。具体的な手順には、コイル材料とダイヤフラムの正極と負の磁極片の巻き戻し、自動補正、自動張力検出と制御が含まれます。ポールピースはグリッパー送り機構によって巻線部に導入され、指定されたプロセス要件に従って振動板とともに自動的に巻かれます。巻き取り完了後、自動的にワークステーションが変更され、ダイアフラムが切断され、終端テープが貼られます。完成したベア電池セルは自動的に切断され、プリプレス後、最終的に牽引ベルトによって切断口まで搬送されます。

 

3. アプリケーションシナリオ:主に角型電池や円筒型電池に使用されます。

 

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2 キーパラメータコントロール

 

1. 張力パラメータ:張力は主に、巻回されたバッテリーセルの形成と形成後の電極の界面を確実にするために使用されます。張力が低すぎるため、バッテリーセルが緩み、バッテリーセルの輸送中に磁極片さえも移動します。バッテリーセルを過度に張ったり強く締め付けたりすると、電極プレートにしわが生じる可能性があります。

 

2. ダイヤフラムカッター温度:ダイヤフラム カッターの温度は、主に、最適なカッター温度を決定するために、さまざまな温度での切削効果を実験的に比較することによって決定されます。ダイヤフラム室の耐熱温度は、ダイヤフラムの種類と厚みを決めると、ホットプレス温度と乾燥温度の上限となります。この温度を超えると、ダイヤフラムの収縮がさらに激しくなり、コーティングのサイズに影響を与え、さらには細孔が閉じてしまいます。

 

3.針の周囲:針周長の基準は設計プロセスから生まれます。理論上、巻き取り針の円周は(セル幅-セル厚さ)×2となりますが、実際にはセルをホットプレスした後、セルの両側の角は半円ではなく、台形に近くなります。 。その後の材料の厚み変動に対応し、PTFEを調整するため、巻針の周長は理論値よりも確実に小さくなっています。

 

4. 負極カッターの寿命:負極カッターの寿命は主にお客様の要件に基づいて決定されます。切断位置にバリがあっても、電池セルの巻き始めと巻き終わりのマイナス側がプラス巻きされているため、バリが隔膜に突き刺さった後の重なり部分は依然としてマイナス極であるため、電池セルの巻き取りの必要はありません。コントロール。

 

5. ロールの開始時と終了時のダイヤフラムの空の回転数:現在は主に設計図から巻き始めが1.5回転、巻き終わりが1.25回転となっております。巻き始めの巻き数の調整では、主にコアの引っ張りやバッテリーセルの厚みへの影響を確認する必要があります。ロール端の巻き数は、主に端部接着剤の影響と、主に組み立てと溶接方法に関連するバッテリーセル QR コードの位置とスキャンの影響を考慮しています。

 

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3 設備および技術的要件

 

1. 自動化装置:巻き取りプロセスは通常、巻き取りの均一性と一貫性を確保するために自動化された装置で完了します。これらのデバイスは通常、高精度、高速、高信頼性という特性を備えています。

 

2.CCD検出器:巻き取りプロセス中、CCD 検出器を使用して位置合わせをリアルタイムで監視し、偏光子とダイアフラム間の均一かつ強固な接着と、適切な巻き付けを保証します。

 

3. プロセスパラメータの厳密な制御:巻き取りプロセスでは、バッテリーセルの品質と性能を確保するために、張力、ダイアフラムカッターの温度、巻き取り針の周長など、複数の重要なパラメーターを厳密に制御する必要があります。

 

 

4 品質検査と試験


巻き取りプロセスが完了したら、バッテリーセルに対して一連の品質検査とテストを実施して、バッテリーセルが設計要件と品質基準を満たしていることを確認する必要があります。これらの検査とテストには通常、目視検査、電気的性能テスト、安全性能テストが含まれます。

 

 

 

 

積層工程

 

 

 

1 積層技術の原理とプロセス

 

 

1. 原則:コーティングされた正極材料層と負極材料層を初期サイズに分割し、正極材料層、セパレータ、負極材料層を順に接着し、複数の「サンドイッチ」構造層を平行に積層して、カプセル化できる電極コアを形成します。 。ガスケットプロセスの連続性は、ダイヤフラムの「Z」字型の曲げに依存しており、正極と負極がダイヤフラム上に連続的に積み重ねられます。 「Z」字型の振動板がそれらの間を通過して 2 つの極を分離し、最後にシェルで梱包されます。

 

2. プロセス:正極と負極は自動伝送ラインを通じてラミネート機に供給され、電極材料箱は自動的に装填および返却されます。ダイアフラムは積極的に巻き戻され、張力機構と補正機構を通過した後、ラミネートテーブルに導入されます。ラミネートテーブルはダイヤフラムを駆動して前後に移動し、偏光子を配置します。 2組のロボット吸盤を使用して各材料箱から正極板と負極板を取り出し、事前位置決めシステムによって正確に位置決めされた後、ラミネートテーブル上に積み重ねられます。ラミネートが完了すると、バッテリーセルは自動テールロール用のロボットアームによってテールロール接着ステーションに移送されます。ダイアフラムを切り取り、側面に接着剤を自動的に塗布します。同時に次のバッテリーセルの自動スタッキングを開始します。接着された電池セルは、電池セル伝送ライン上の付随治具に自動的に移載され、次工程へ搬送されます。

 

3. アプリケーションシナリオ:主に角形電池やソフトパック電池に使用されますが、高レート電池、大型電池、成形電池の製造にも適しています。

 

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2 ラミネート工程の核となる設備

 

スタッカーはリチウム電池生産における重要な装置の 1 つであり、一般に次の機構で構成されています。

 

1.材料供給機構:正負の電極板とセパレータを配置するために使用されます。

 

2.極性フィルムボックス:ポジティブおよびネガティブ極性フィルムの保管および輸送に使用されます。

 

3. ポール位置決め機構:スタッキングプロセス中にポールの正確な位置を確保するために使用されます。

 

4. 供給機構:偏光子ボックスから偏光子を取り出し、ラミネートテーブルに移送するために使用されます。

 

5.スタッキングテーブル:正極板、負極板、セパレータの運搬や積み重ねに使用します。

 

6. 接着剤の付着メカニズム:完成後にバッテリーセルに保護接着剤を貼り付けるために使用されます。

 

7.切断機構:完成した積層セルを積層テーブルから削除するために使用されます。

 

 

スタッキング加工の3つのメリット

 

1. バッテリー性能の向上:スタッキング技術により、バッテリーのエネルギー密度、安全性、サイクル寿命が大幅に向上します。ラミネート電池は、捲回型電池に比べて体積エネルギー密度の上限が高く、内部構造がより安定し、サイクル寿命が長い。

 

2. 強い適応力:ラミネートプロセスは、高レート電池、大型電池、成形電池の製造に適しており、電池のさまざまな分野の性能要件を満たすことができます。

 

3. 高い材料利用率:ラミネートプロセスでは、除去するために材料の 1 つの部分だけを除去する必要がありますが、巻線が拒否されると、部分全体、または前後 2 つの磁極片さえも無駄になる可能性があります。したがって、ラミネートプロセスの材料利用率が高くなります。

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