Pêvajoya Çêkirina Pîlê Lîtyûmê

Pêvajoya Çêkirina Pîlê Lîtyûmê

Danasînek giştî ya pêvajoya çêkirina bateriya lîtyûmê

Bi pêşketina bilez abataryaya lîtyûmêpîşesaziyê, senaryoyên sepandina pîlên lîtyûmê berdewam dikin berfireh dibin û di jiyan û karê mirovan de dibin amûrek enerjiyê ya girîng. Dema ku dor tê ser pêvajoya hilberînê ya hilberînerên pîlên lîtyûmê yên xwerû, pêvajoya hilberîna pîlên lîtyûmê bi giranî pêkhate, pêçandin, pelkirin, amadekirin, pêçandin, şûştin, gêrkirin, pijandin, derzîkirina şilavê, qeymaqkirin û hwd. vedihewîne. Li jêr xalên sereke yên pêvajoya hilberîna pîlên lîtyûmê têne nasîn. Pêkhatên elektroda pozîtîf Elektroda pozîtîf a pîlên lîtyûmê ji materyalên çalak, ajanên rêvebir, zeliqok û hwd. pêk tê. Pêşî, madeyên xav têne piştrast kirin û pijandin. Bi gelemperî, ajana rêvebir hewce ye ku di ≈120℃ de ji bo 8 demjimêran were pijandin, û zeliqoka PVDF hewce ye ku di ≈80℃ de ji bo 8 demjimêran were pijandin. Ma materyalên çalak (LFP, NCM, hwd.) hewceyê pijandin û zuwakirinê ne, bi rewşa madeyên xav ve girêdayî ye. Niha, atolyeya pîlên lîtyûmê ya giştî germahî ≤40℃ û şilbûn ≤25%RH hewce dike. Piştî ku zuwakirin qediya, pêdivî ye ku zeliqoka PVDF (çareserkera PVDF, çareseriya NMP) pêşwext were amadekirin. Kalîteya çîmentoya PVDF ji bo berxwedana navxweyî û performansa elektrîkî ya bateriyê pir girîng e. Faktorên ku bandorê li ser sepandina çîmentoyê dikin germahî û leza tevdanê ne. Ger germahî bilindtir be, zerbûna çîmentoyê dê bandorê li ser zeliqandinê bike. Ger leza tevlihevkirinê pir zû be, çîmento dikare bi hêsanî zirarê bibîne. Leza zivirîna taybetî bi mezinahiya dîska belavbûnê ve girêdayî ye. Bi gelemperî, leza xêzikî ya dîska belavbûnê 10-15m/s ye (li gorî alavê). Di vê demê de, pêdivî ye ku tanka tevlihevkirinê ava gerok veke, û germahî divê ≤30°C be.

2

Şileya katod bi komî lê zêde bikin. Di vê demê de, divê hûn bala xwe bidin rêza lêzêdekirina materyalan. Pêşî materyalê çalak û maddeya guhêrbar lê zêde bikin, hêdî hêdî tev bidin, paşê zeliq lê zêde bikin. Dema xwarinê û rêjeya xwarinê jî divê li gorî pêvajoya hilberîna bateriya lîtyûmê bi hişkî were bicîh kirin. Ya duyemîn, leza zivirînê û leza zivirîna alavan divê bi hişkî were kontrol kirin. Bi gelemperî, leza xêzikî ya belavbûnê divê ji 17m/s jortir be. Ev bi performansa cîhazê ve girêdayî ye. Hilberînerên cûda pir cûda dibin. Her weha valahî û germahiya tevlihevkirinê kontrol bikin. Di vê qonaxê de, mezinahiya perçeyan û vîskozîteya şileyê divê bi rêkûpêk werin tespît kirin. Mezinahiya perçeyan û vîskozîtî bi naveroka hişk, taybetmendiyên materyalê, rêza xwarinê û pêvajoya çêkirina bateriya lîtyûmê ve girêdayî ne. Di vê demê de, pêvajoya kevneşopî germahî ≤30℃, şilbûn ≤25%RH, û pileya valahî ≤-0.085mpa hewce dike. Şileyê veguhezînin tankek veguhastinê an atolyeyek boyaxkirinê. Piştî ku şileya hate veguheztin, divê were parzûn kirin. Armanc ew e ku perçeyên mezin werin fîltrekirin, madeyên ferromanyetîk û yên din werin danîn û rakirin. Perçeyên mezin dê bandorê li ser pêçanê bikin û dibe ku bibin sedema zêde xitimîna xwe ya bateriyê an jî xetera kurteçûnekê; pir zêde madeya ferromanyetîk di şilavê de dikare bibe sedema zêde xitimîna xwe ya bateriyê û kêmasiyên din. Pêdiviyên pêvajoyê yên vê pêvajoya hilberîna bateriya lîtyûmê ev in: germahî ≤ 40°C, şilbûn ≤ 25% RH, mezinahiya tora ekranê ≤ 100 mesh, û mezinahiya perçeyan ≤ 15um.

Elektroda neyînîPêkhate Elektroda neyînî ya bataryaya lîtyûmê ji madeya çalak, madeya guhêzbar, girêdan û belavker pêk tê. Pêşî, madeyên xav piştrast bikin. Sîstema anod a kevneşopî pêvajoyek tevlihevkirinê ya li ser bingeha avê ye (çareser ava deîyonîzekirî ye), ji ber vê yekê ji bo madeyên xav hewcedariyên zuwakirinê yên taybetî tune ne. Pêvajoya hilberîna bataryaya lîtyûmê hewce dike ku guhêzbariya ava deîyonîzekirî ≤1us/cm be. Pêdiviyên atolyeyê: germahî ≤40℃, şilbûn ≤25%RH. Çîmento amade bikin. Piştî ku madeyên xav hatin destnîşankirin, divê pêşî çîmento (ji CMC û avê pêk tê) were amadekirin. Di vê nuqteyê de, grafît C û madeya guhêzbar ji bo tevlihevkirina hişk berdin nav tevlihevkerekê. Tête pêşniyar kirin ku ava gerok bi makîneya paqijkirinê an jî venekin, ji ber ku perçe di dema tevlihevkirina hişk de têne derxistin, rijandin û germ kirin. Leza zivirînê leza nizm 15~20rpm e, çerxa xêzkirin û hûrkirinê 2-3 caran e, û dema navberê ≈15 deqe ye. Çîmentoyê berdin nav tevlihevkerê û dest bi paqijkirinê bikin (≤-0.09mpa). Lastîkê bi leza nizm a 15~20rpm 2 caran bipêçin, paşê lezê rast bikin (leza nizm 35rpm, leza bilind 1200~1500rpm), û li gorî pêvajoya şil a her hilberîner bi qasî 15deqe~60deqeyan bixebitin. Di dawiyê de, SBRê berdin nav blenderê. Tevlihevkirina leza nizm tê pêşniyar kirin ji ber ku SBR polîmerek zincîra dirêj e. Ger leza zivirînê ji bo demek dirêj pir zêde be, zincîra molekulî dê bi hêsanî bişkê û çalakiya xwe winda bike. Tê pêşniyar kirin ku bi leza nizm a 35-40rpm û leza bilind a 1200-1800rpm ji bo 10-20 deqeyan tevbigerînin. Vîskozîtî (2000~4000 mPa.s), mezinahiya perçeyan (35um≤), naveroka hişk (40-70%), pileya valahiyê û tora ekranê (≤100 mesh) biceribînin. Nirxên pêvajoyê yên taybetî dê li gorî taybetmendiyên fîzîkî yên materyalê û pêvajoya tevlihevkirinê cûda bibin. Germahiya atolyeyê ≤30℃ û şilbûna ≤25%RH hewce dike. Pêçandina katodê Pêvajoya çêkirina bateriya lîtyûmê behsa derxistin an rijandina şileya katodê li ser rûyê AB ya koleksiyonera herikê ya aluminiumê dike, bi dendika rûyê yekane ≈20~40 mg/cm2 (cureya bateriya lîtyûmê ya sêalî). Germahiya firnê bi gelemperî ji 4 heta 8 girêkan jortir e, û germahiya pijandinê ya her beşê li gorî hewcedariyên rastîn di navbera 95°C û 120°C de tê verast kirin da ku di dema şikestina pijandinê de ji şikestinên transversal û dilopîna çareserker dûr bikeve. Rêjeya leza rolika pêçandina veguhastinê 1.1-1.2 e, û pozîsyona valahiyê bi 20-30um ziravtir dibe da ku ji ber dûvikbûna di dema çerxandina bateriyê de, ku dibe sedema barîna lîtyûmê, zêde zexmbûna pozîsyona etîketê dûr bikeve. Şilbûna pêçandinê ≤2000-3000ppm (li gorî materyal û pêvajoyê). Germahiya elektroda pozîtîf di atolyeyê de ≤30℃ û şilbûn ≤25% e. Nexşeya şematîk wiha ye: Nexşeya şematîk a teypa pêçandinê

3

Ewçêkirina bateriya lîtyûmêpêvajoyapêçandina elektroda neyînîbehsa derxistin an rijandina şileya elektroda neyînî li ser rûyê AB yê kolektorê herikîna sifir dike. Tîrbûna rûyê yekane ≈ 10~15 mg/cm2. Germahiya firna pêçandinê bi gelemperî 4-8 beş (an jî zêdetir) hene, û germahiya pijandinê ya her beşê 80℃~105℃ ye. Ew dikare li gorî hewcedariyên rastîn were sererast kirin da ku ji şikestinên pijandinê û şikestinên transversal dûr bikeve. Rêjeya leza çerxa veguhastinê 1.2-1.3 e, valahî 10-15um tê zirav kirin, rêjeya boyaxê ≤3000ppm e, germahiya elektroda neyînî di atolyeyê de ≤30℃ ye, û şilbûn ≤25% e. Piştî ku pêça erênî ya plakaya erênî zuwa dibe, pêdivî ye ku def di nav dema pêvajoyê de were hevrêz kirin. Çerx ji bo kompaktkirina pelê elektrodê (girseya cilê li gorî yekîneya qebareyê) tê bikar anîn. Niha, di pêvajoya çêkirina bateriya lîtyûmê de du rêbazên zextkirina elektroda erênî hene: zextkirina germ û zextkirina sar. Li gorî zextkirina sar, zextkirina germ xwedan kompaktbûnek bilindtir û rêjeya vegera nizmtir e. Lêbelê, pêvajoya pêçandina sar nisbeten hêsan û hêsan e ku were bikar anîn û kontrol kirin. Amûrên sereke yên silindirê ew e ku nirxên pêvajoyê yên jêrîn bi dest bixe, dendika pêçandinê, rêjeya vegerandin û dirêjkirinê. Di heman demê de, divê were zanîn ku çîpên şikestî, girêkên hişk, materyalên ketî, qiraxên pêlan û hwd. li ser rûyê perçeya çîpê nayên destûr kirin, û di valahiyan de şikestin nayên destûr kirin. Di vê demê de, germahiya jîngeha atolyeyê: ≤23℃, şilbûn: ≤25%. Dendika rastîn a materyalên kevneşopî yên heyî:

4

Teknîka zexmkirina ku bi gelemperî tê bikar anîn:

Rêjeya vegerandinê: vegerandineke giştî 2-3 μm

Dirêjkirin: Pelê elektroda erênî bi gelemperî ≈1.002 e

5

 

Piştî ku gerandina elektroda pozîtîf qediya, gava din ew e ku tevahiya perçeya elektrodê li şerîtên piçûk ên bi heman firehiyê (li gorî bilindahiya pîlê) were dabeş kirin. Dema ku hûn diqetînin, bala xwe bidin şopên perçeya qutê. Pêdivî ye ku perçeyên qutê bi alîkariya alavên du-alî ji bo şopên di rêgezên X û Y de bi berfirehî werin kontrol kirin. Dirêjahiya şopa dirêjahî ya pêvajoyê Y≤1/2 H stûriya dîyaframê. Germahiya hawîrdorê ya atolyeyê divê ≤23℃ be, û xala şilbûnê divê ≤-30℃ be. Pêvajoya çêkirina pelên elektroda neyînî ji bo pelên elektroda neyînî yên pîla lîtyûmê wekî ya elektrodên pozîtîf e, lê sêwirana pêvajoyê cûda ye. Germahiya hawîrdorê ya atolyeyê divê ≤23℃ be û şilbûn divê ≤25% be. Densiya rastîn a materyalên elektroda neyînî yên hevpar:

6

Pêçandina elektroda neyînî ya ku bi gelemperî tê bikar anîn: Rêjeya vegerê: Bi gelemperî vegerê 4-8um Dirêjkirin: Plaqeya erênî bi gelemperî ≈ 1.002 Pêvajoya hilberîna rakirina elektroda erênî ya bateriya lîtyûmê dişibihe pêvajoya rakirina elektroda erênî, û her du jî hewce ne ku di rêwerzên X û Y de burrs kontrol bikin. Germahiya hawîrdorê ya atolyeyê divê ≤23℃ be, û xala şilbûnê jî divê ≤-30℃ be. Piştî ku plakaya erênî amade ye ku were rakirin, pêdivî ye ku plakaya erênî were zuwa kirin (120°C), û dûv re pelê aluminiumê were qelandin û pakêt kirin. Di vê pêvajoyê de, divê dirêjahiya tabê û firehiya qalibê were hesibandin. Bi girtina sêwirana **650 (wek bateriya 18650) wekî mînak, sêwirana bi tabên vekirî bi giranî ji bo berçavgirtina hevkariya maqûl a tabên katodê di dema qelandina qapax û xêza gêrkirinê de ye. Ger tabên stûnê pir dirêj vekirî bin, di dema pêvajoya gerandinê de dikare bi hêsanî di navbera tabên stûnê û qalikê pola de kurteçûnek çêbibe. Ger lûle pir kurt be, qapax nayê lehimkirin. Niha, du celeb serên kaynakirina ultrasonîk hene: xêzikî û xalî. Di pêvajoyên navxweyî de bi piranî serên kaynakirina xêzikî têne bikar anîn ji ber berçavgirtina herikîna zêde û hêza kaynakirinê. Wekî din, ji bo nixumandina tabloyên lehimkirinê, bi taybetî ji bo dûrketina ji xetera kurteçûnên ji ber birînên metal û bermayiyên metal, çîmentoya germahiya bilind tê bikar anîn. Germahiya hawîrdorê ya atolyeyê divê ≤23℃, xala şilbûnê divê ≤-30℃, û rêjeya şilbûna katodê divê ≤500-1000ppm be.

8 78

 

Amadekirina Plaqeya NeyînîPêdivî ye ku plakaya neyînî were zuwakirin (105-110°C), paşê pelên nîkel têne qelandin û pakêt kirin. Dirêjahiya taba lehimkirinê û firehiya şekilkirinê jî divê li ber çavan werin girtin. Germahiya hawîrdora atolyeyê divê ≤23℃, xala şilbûnê divê ≤-30℃ be, û rêjeya şilbûna elektroda neyînî divê ≤500-1000ppm be. Çêkirin ev e ku veqetandek, pelê elektroda erênî û pelê elektroda neyînî bi rêya makîneya pêçandinê di nav dendika hesin de werin pêçandin. Prensîp ev e ku elektroda erênî bi elektroda neyînî ve were pêçandin, û dûv re elektrodên erênî û neyînî bi rêya veqetandekê werin veqetandin. Ji ber ku elektroda neyînî ya pergala kevneşopî elektroda kontrolê ya sêwirana bateriyê ye, sêwirana kapasîteyê ji ya elektroda erênî bilindtir e, da ku di dema barkirina şekilkirinê de, Li+ ya elektroda erênî dikare di "valahiya" elektroda neyînî de were hilanîn. Dema pêçandinê divê baldariyek taybetî li ser tansiyona pêçandinê û rêzkirina perçeya polê were dayîn. Tansiyona pêçandinê ya pir kêm dê bandorê li berxwedana navxweyî û rêjeya têketina xanî bike. Tansiyona zêde dikare bibe sedema xetera kurteçûn an şikestinê. Hevrêzkirin behsa pozîsyona nisbî ya elektroda neyînî, elektroda erênî û veqetînerê dike. Firehiya elektroda neyînî 59.5 mm, elektroda erênî 58 mm û veqetînerê jî 61 mm ye. Hersê di dema lêdanê de têne hevrêzkirin da ku ji xetera kurteçûnan dûr bikevin. Tansiyona pêçanê bi gelemperî di navbera 0.08-0.15Mpa de ji bo qutba erênî, 0.08-0.15Mpa ji bo qutba neyînî, 0.08-0.15Mpa ji bo dîyaframa jorîn, û 0.08-0.15Mpa ji bo dîyaframa jêrîn de ye. Rêzkirinên taybetî li gorî alav û pêvajoyê diguherin. Germahiya hawîrdorê ya vê atolyeyê ≤23℃, xala şilbûnê ≤-30℃ ye, û naveroka şilbûnê ≤500-1000ppm e.

9

Berî ku navika bataryayê ya di qutîkê de were sazkirin, ceribandinek Hi-Pot a 200~500V hewce ye (ji bo ceribandina ka bataryaya voltaja bilind kurt bûye), û her weha paqijkirin jî hewce ye da ku berî sazkirina tozê toz bêtir were kontrol kirin. Sê xalên kontrolê yên sereke yên bataryayên lîtyûmê şilbûn, xirr û toz in. Piştî ku pêvajoya berê qediya, gasketa jêrîn têxin binê navika bataryayê, pelê elektroda erênî bitewînin da ku rûyê wê ber bi qulika pêçandina navika bataryayê ve be, û di dawiyê de wê bi awayekî vertîkal têxin nav qalikê pola an qalikê aluminiumê. Mînaka celebê 18650, çapa derve ≈ 18mm + bilindahî ≈ 71.5mm e. Dema ku qada xaçerêya navika pêçayî ji qada xaçerêya hundurîn a qutika pola piçûktir be, rêjeya danîna qutika pola bi qasî %97 heta %98.5 e. Ji ber ku divê nirxa vegera perçeya polê û pileya penetrasyona şilavê di dema derzîkirina paşîn de were hesibandin. Heman pêvajoya wekî binê rûberê, civandina binê jorîn jî vedihewîne. Germahiya hawîrdorê ya atolyeyê divê ≤23℃ be, û xala şilbûnê divê ≤-40℃ be.

10

 

Gerandinpîneke lehimkirinê (bi gelemperî ji sifir an jî alloy tê çêkirin) dixe nav navenda navika lehimkirinê. Pînên lehimkirinê yên ku bi gelemperî têne bikar anîn Φ2.5*1.6mm ne, û hêza lehimkirinê ya elektroda neyînî divê ≥12N be da ku were pejirandin. Ger pir kêm be, ew ê bi hêsanî bibe sedema lehimkirina virtual û berxwedana navxweyî ya zêde. Ger pir zêde be, qata nîkelê ya li ser rûyê qalikê pola bi hêsanî tê wehimkirin, ku dibe sedema girêdanên lehimkirinê, ku dibe sedema xetereyên veşartî yên wekî zeng û rijandinê. Têgihîştina hêsan a xendeka gerandinê ew e ku navika pîlê ya pêçayî bêyî hejandinê li ser qutikê were rastkirin. Di pêvajoya çêkirina vê pîlê lîtyûmê de, divê baldariyek taybetî li ser hevahengiya leza derxistina transversal û leza zextkirina dirêjahî were dayîn da ku qutkirina qutikê bi leza transversal a pir zêde neyê birîn, û qata nîkelê ya noçê dê bikeve ger leza dirêjahî pir zû be an bilindahiya noçê dê bandor bibe û mohrkirin dê bandor bibe. Pêdivî ye ku were kontrol kirin ka nirxên pêvajoyê ji bo kûrahiya xêzkirinê, dirêjkirin û bilindahiya xêzê li gorî standardan in (bi hesabên pratîkî û teorîk). Mezinahîyên ocaxê yên hevpar 1.0, 1.2 û 1.5 mm ne. Piştî ku xendeka gerandinê qediya, ji bo dûrketina ji bermahiyên metal, pêdivî ye ku tevahiya makîneyê dîsa were paqijkirin. Asta valahiyê divê ≤-0.065Mpa be, û dema paqijkirinê divê 1~2 s be. Pêdiviyên germahiya hawîrdorê yên vê atolyeyê ≤23℃ ne, û xala şilbûnê ≤-40℃ ye. Pijandina navika bateriyê Piştî ku pelên bateriya silindirî têne gerandin û xendekirin, pêvajoya hilberîna bateriya lîtyûmê ya din pir girîng e: pijandin. Di dema hilberîna şaneyên bateriyê de, mîqdarek diyarkirî ya şilbûnê tê danîn. Ger şilbûn di nav rêza standard a demê de neyê kontrol kirin, performans û ewlehiya bateriyê dê bi giranî bandor bibe. Bi gelemperî, firinek valahiyê ya otomatîk ji bo pijandinê tê bikar anîn. Şaneyên ku werin pijandin bi rêkûpêk rêz bikin, zuwakerê têxin nav firinê, parametreyan saz bikin, û germahîyê bigihînin 85°C (mînak bateriyên fosfata hesinê lîtyûmê bigirin). Li jêr standardên pijandinê ji bo çend taybetmendiyên cûda yên şaneyên bateriyê hene:

11

Derzîkirina ŞilePêvajoya çêkirina bateriya lîtyûmê ceribandina şilbûna şaneyên bateriya pijyayî dihewîne. Tenê piştî gihîştina standardên pijandinê yên berê hûn dikarin derbasî gava din bibin: derzîkirina elektrolîtê. Bateriyên pijyayî bi lez têxin nav qutiya lepikên valahiyê, giraniya wê bipîvin û tomar bikin, kasa derzîkirinê deynin ser, û giraniya sêwirandî ya elektrolîtê têxin nav kasê (bi gelemperî ceribandinek bateriya di şilekê de tê kirin: bateriyê têxin nav navenda kasê). Navika bateriyê têxin nav elektrolîtê, demekê bihêlin, kapasîteya herî zêde ya vegirtina şilekê ya bateriyê biceribînin (bi gelemperî şilekê li gorî qebareya ceribandinê tijî bikin), wê têxin nav qutiyek valahiyê da ku valahiyê bike (pileya valahiyê ≤ -0.09Mpa), û ketina elektrolîtê nav elektrodê bilezînin. Piştî çend çerxan, perçeyên bateriyê derxînin û wan bipîvin. Hesab bikin ka qebareya derzîkirinê li gorî nirxa sêwiranê ye. Ger kêmtir be, pêdivî ye ku were dagirtin. Ger pir zêde be, tenê zêdehiyê birijînin heya ku hûn hewcedariyên sêwiranê bicîh bînin. Jîngeha qutiya lepikan germahî ≤23℃ û xala şilbûnê ≤-45℃ hewce dike.

12

QeydankirinDi vê pêvajoya çêkirina bateriya lîtyûmê de, divê qapaxa bateriyê pêşwext di qutiya lepikan de were danîn, û divê qapaxa bateriyê bi destekê li qalibê jêrîn ê makîneya super welding were sabît kirin, û divê navika bateriyê bi destê din were girtin. Çerxa erênî ya şaneya bateriyê bi çenga termînalê ya qapaxê re hevrêz bikin. Piştî ku we piştrast kir ku çenga termînala erênî bi çenga termînala qapaxê re hevrêz e, li ser makîneya weldingê ya ultrasonîk bisekinin. Dûv re li ser guhêrbarê lingê makîneya weldingê bisekinin. Piştre, divê yekîneya bateriyê bi tevahî were kontrol kirin da ku bandora weldingê ya pêlên lehimkirinê were kontrol kirin.

 

Bala xwe bidin ka pêlên lehimkirinê li hev tên yan na.

 

Bi nermî li ser pelika lehimê bikşînin da ku bibînin ka ew sist e an na.

 

Pîlên ku qapaxa wan bi zexmî nehatiye qalibkirin, pêdivî ye ku ji nû ve werin qalibkirin.

 


Dema weşandinê: 27ê Gulana 2024an