Mười vấn đề lớn trong sản xuất pin lithium! Chia sẻ kinh nghiệm kỹ sư chuyên nghiệp

Mười vấn đề lớn trong sản xuất pin lithium! Chia sẻ kinh nghiệm kỹ sư chuyên nghiệp

1, Nguyên nhân gây ra lỗ kim trên lớp phủ điện cực âm là gì? Đó có phải là nguyên nhân khiến vật liệu phân tán không tốt? Có thể nguyên nhân là do sự phân bố kích thước hạt kém của vật liệu?

Sự xuất hiện của lỗ kim có thể do các yếu tố sau: 1. Giấy bạc không sạch; 2. Chất dẫn điện không bị phân tán; 3. Vật liệu chính của điện cực âm không bị phân tán; 4. Một số thành phần trong công thức có chứa tạp chất; 5. Các hạt chất dẫn điện không đồng đều và khó phân tán; 6. Các hạt điện cực âm không đồng đều và khó phân tán; 7. Bản thân nguyên liệu công thức có vấn đề về chất lượng; 8. Nồi trộn không được vệ sinh sạch sẽ dẫn đến bột khô còn sót lại bên trong nồi. Chỉ cần tiến hành theo dõi quá trình và tự mình phân tích các lý do cụ thể.

Ngoài ra, về những đốm đen trên màng loa, tôi đã gặp phải từ nhiều năm trước. Hãy để tôi trả lời ngắn gọn trước. Hãy sửa chữa bất kỳ sai lầm. Theo phân tích, người ta đã xác định rằng các đốm đen là do nhiệt độ cục bộ của thiết bị phân tách gây ra bởi sự phóng điện phân cực của pin và bột điện cực âm bám vào thiết bị phân tách. Sự phóng điện phân cực là do sự hiện diện của các hoạt chất gắn với bột trong cuộn dây pin do nguyên nhân vật liệu và quy trình, dẫn đến hiện tượng phóng điện phân cực sau khi pin được hình thành và sạc. Để tránh những vấn đề trên, trước tiên cần sử dụng các quy trình trộn thích hợp để giải quyết mối liên kết giữa các hoạt chất và tập thể kim loại, đồng thời tránh loại bỏ bột nhân tạo trong quá trình sản xuất tấm pin và lắp ráp pin.

Việc thêm một số chất phụ gia không ảnh hưởng đến hiệu suất của pin trong quá trình phủ thực sự có thể cải thiện hiệu suất nhất định của điện cực. Tất nhiên, việc thêm các thành phần này vào chất điện phân có thể đạt được hiệu quả củng cố. Nhiệt độ cao cục bộ của màng ngăn là do các tấm điện cực không đồng đều. Nói một cách chính xác, nó thuộc loại ngắn mạch vi mô, có thể gây ra nhiệt độ cao cục bộ và có thể khiến điện cực âm bị mất bột.

2 、 Nguyên nhân dẫn đến điện trở trong của pin quá cao là gì?

Về mặt công nghệ:

1. Thành phần điện cực dương có quá ít chất dẫn điện (độ dẫn điện giữa các vật liệu không tốt vì bản thân độ dẫn điện của lithium coban rất kém)

2. Có quá nhiều chất kết dính cho thành phần điện cực dương. (Chất kết dính nói chung là vật liệu polymer có đặc tính cách nhiệt mạnh)

3. Chất kết dính quá mức đối với các thành phần điện cực âm. (Chất kết dính nói chung là vật liệu polymer có đặc tính cách nhiệt mạnh)

4. Phân bố thành phần không đồng đều.

5. Dung môi kết dính không đầy đủ trong quá trình chuẩn bị nguyên liệu. (Không tan hoàn toàn trong NMP, nước)

6. Mật độ thiết kế của bề mặt bùn phủ quá cao. (Khoảng cách di chuyển ion dài)

7. Mật độ nén quá cao và quá trình cán quá nén. (Lăn quá nhiều có thể làm hỏng cấu trúc của hoạt chất)

8. Tai điện cực dương không được hàn chắc chắn dẫn đến hàn ảo.

9. Tai điện cực âm không được hàn hoặc tán đinh chắc chắn, dẫn đến hàn sai hoặc bong ra.

10. Cuộn dây không chặt và lõi bị lỏng. (Tăng khoảng cách giữa các tấm điện cực dương và âm)

11. Tai điện cực dương không được hàn chắc chắn vào vỏ.

12. Tai và cực âm không được hàn chắc chắn.

13. Nếu nhiệt độ nướng của pin quá cao, màng ngăn sẽ co lại. (Giảm khẩu độ màng chắn)

14. Lượng chất lỏng phun không đủ (độ dẫn điện giảm, điện trở trong tăng nhanh sau khi lưu thông!)

15. Thời gian bảo quản sau khi phun chất lỏng quá ngắn và chất điện phân không được ngâm hoàn toàn

16. Không được kích hoạt đầy đủ trong quá trình hình thành.

17. Rò rỉ chất điện phân quá mức trong quá trình hình thành.

18. Kiểm soát nước không đầy đủ trong quá trình sản xuất dẫn đến giãn nở pin.

19. Điện áp sạc pin được đặt quá cao gây ra tình trạng sạc quá mức.

20. Môi trường bảo quản pin không hợp lý.

Về chất liệu:

21. Vật liệu điện cực dương có điện trở cao. (Độ dẫn điện kém, chẳng hạn như lithium iron phosphate)

22. Ảnh hưởng của vật liệu màng (độ dày màng, độ xốp nhỏ, kích thước lỗ rỗng nhỏ)

23. Tác dụng của vật liệu điện phân. (Độ dẫn điện thấp và độ nhớt cao)

24. Ảnh hưởng của vật liệu PVDF điện cực dương. (có trọng lượng hoặc trọng lượng phân tử cao)

25. Ảnh hưởng của vật liệu dẫn điện cực dương. (Độ dẫn điện kém, điện trở cao)

26. Ảnh hưởng của vật liệu tai điện cực dương và âm (độ dày mỏng, độ dẫn điện kém, độ dày không đồng đều và độ tinh khiết của vật liệu kém)

27. Vật liệu lá đồng và lá nhôm có độ dẫn điện kém hoặc có lớp oxit bề mặt.

28. Điện trở trong tiếp xúc đinh tán của cực tấm che quá cao.

29. Vật liệu điện cực âm có điện trở cao. Những khía cạnh khác

30. Độ lệch của dụng cụ thử điện trở trong.

31. Hoạt động của con người.

3, Các vấn đề cần chú ý khi phủ điện cực không đều là gì?

Vấn đề này khá phổ biến và ban đầu tương đối dễ giải quyết, nhưng nhiều công nhân phủ không giỏi tóm tắt, dẫn đến một số điểm vấn đề hiện tại được mặc định là hiện tượng bình thường và không thể tránh khỏi. Thứ nhất, cần hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ bề mặt và các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị ổn định của mật độ bề mặt để giải quyết vấn đề một cách có mục tiêu.

Các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ của bề mặt lớp phủ bao gồm:

1. Yếu tố bản thân vật chất

2. Công thức

3. Trộn nguyên liệu

4. Môi trường phủ

5. Cạnh dao

6. Độ nhớt của bùn

7. Tốc độ cực

8. Độ phẳng bề mặt

9. Độ chính xác của máy phủ

10. Lực gió lò

11. Độ căng của lớp phủ, v.v.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tính đồng nhất của điện cực:

1. Chất lượng bùn

2. Độ nhớt của bùn

3. Tốc độ di chuyển

4. Độ căng của lá

5. Phương pháp cân bằng lực căng

6. Chiều dài lực kéo lớp phủ

7. Tiếng ồn

8. Độ phẳng bề mặt

9. Độ phẳng của lưỡi

10. Độ phẳng của vật liệu giấy bạc, v.v.

Trên đây chỉ là danh sách một số yếu tố, bạn cần tự mình phân tích nguyên nhân để loại bỏ cụ thể những yếu tố gây ra mật độ bề mặt bất thường.

4. Xin lỗi, có lý do đặc biệt nào khiến bộ thu dòng dương và âm lần lượt được làm bằng lá nhôm và lá đồng không? Có vấn đề gì khi sử dụng nó ngược lại? Bạn đã thấy nhiều tài liệu sử dụng trực tiếp lưới inox chưa? Có sự khác biệt không?

1. Cả hai đều được sử dụng làm chất thu gom chất lỏng vì chúng có độ dẫn điện tốt, kết cấu mềm (cũng có thể có lợi cho việc liên kết) và tương đối phổ biến và rẻ tiền. Đồng thời, cả hai bề mặt có thể tạo thành một lớp màng bảo vệ oxit.

2. Lớp oxit trên bề mặt đồng thuộc chất bán dẫn, có khả năng dẫn điện tử. Lớp oxit quá dày và có trở kháng cao; Lớp oxit trên bề mặt nhôm là chất cách điện và lớp oxit không thể dẫn điện. Tuy nhiên, do độ dày mỏng nên độ dẫn điện đạt được nhờ hiệu ứng xuyên hầm. Nếu lớp oxit dày thì độ dẫn điện của lá nhôm kém, thậm chí còn có khả năng cách nhiệt. Trước khi sử dụng, tốt nhất nên làm sạch bề mặt của bộ thu chất lỏng để loại bỏ vết dầu và lớp oxit dày.

3. Thế điện cực dương cao và lớp oxit mỏng nhôm rất dày đặc, có thể ngăn chặn quá trình oxy hóa của bộ thu. Lớp oxit của lá đồng tương đối lỏng lẻo, và để ngăn chặn quá trình oxy hóa của nó, tốt hơn là nên có điện thế thấp hơn. Đồng thời, Li khó có thể tạo thành hợp kim xen kẽ lithium với Cu ở thế năng thấp. Tuy nhiên, nếu bề mặt đồng bị oxy hóa mạnh, Li sẽ phản ứng với oxit đồng ở thế năng cao hơn một chút. Lá AL không thể được sử dụng làm điện cực âm vì hợp kim LiAl có thể xảy ra ở điện thế thấp.

4. Việc thu thập chất lỏng đòi hỏi thành phần nguyên chất. Thành phần không tinh khiết của AL sẽ dẫn đến bề mặt mặt nạ không nhỏ gọn và ăn mòn rỗ, thậm chí hơn nữa, sự phá hủy bề mặt mặt nạ sẽ dẫn đến sự hình thành hợp kim LiAl. Lưới đồng được làm sạch bằng hydro sunfat rồi nung bằng nước khử ion, trong khi lưới nhôm được làm sạch bằng muối amoniac rồi nung bằng nước khử ion. Hiệu ứng dẫn điện của lưới phun là tốt.

5, Tôi có một câu hỏi muốn hỏi. Chúng tôi sử dụng máy kiểm tra đoản mạch của pin khi kiểm tra lõi cuộn dây xem có bị đoản mạch không. Khi điện áp cao, nó có thể kiểm tra chính xác các tế bào ngắn mạch. Ngoài ra, nguyên lý đánh thủng điện áp cao của máy kiểm tra ngắn mạch là gì? Chúng tôi mong nhận được lời giải thích chi tiết của bạn. Cảm ơn!

Mức điện áp được sử dụng để đo ngắn mạch trong pin có liên quan đến các yếu tố sau:

1. Trình độ công nghệ của công ty bạn;

2. Thiết kế cấu trúc của pin

3. Chất liệu màng ngăn của pin

4. Mục đích của pin

Các công ty khác nhau sử dụng điện áp khác nhau, nhưng nhiều công ty sử dụng cùng một điện áp bất kể kích thước hoặc công suất của model. Các yếu tố trên có thể được sắp xếp theo thứ tự giảm dần: 1>4>3>2, nghĩa là cấp độ quy trình của công ty bạn quyết định kích thước của điện áp ngắn mạch.

Nói một cách đơn giản, nguyên lý đánh thủng là do sự hiện diện của các yếu tố ngắn mạch tiềm ẩn như bụi, hạt, lỗ màng lớn hơn, gờ, v.v. giữa điện cực và màng ngăn, có thể gọi là liên kết yếu. Ở điện áp cao và cố định, các liên kết yếu này làm cho điện trở tiếp xúc giữa các bản điện cực dương và âm nhỏ hơn những nơi khác, giúp ion hóa không khí và tạo ra hồ quang dễ dàng hơn; Ngoài ra, các cực dương và cực âm đã bị đoản mạch và các điểm tiếp xúc nhỏ. Trong điều kiện điện áp cao, những điểm tiếp xúc nhỏ này ngay lập tức có dòng điện lớn chạy qua, chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt, khiến màng tan chảy hoặc vỡ ngay lập tức.

6, Ảnh hưởng của kích thước hạt vật liệu đến dòng phóng điện là gì? Rất mong nhận được câu trả lời, cảm ơn bạn!

Nói một cách đơn giản, kích thước hạt càng nhỏ thì độ dẫn điện càng tốt. Kích thước hạt càng lớn thì độ dẫn điện càng kém. Đương nhiên, vật liệu tốc độ cao thường có cấu trúc cao, hạt nhỏ và độ dẫn điện cao.

Chỉ từ phân tích lý thuyết, làm thế nào để đạt được nó trong thực tế chỉ có thể được giải thích bởi những người bạn làm tài liệu. Cải thiện độ dẫn điện của vật liệu hạt nhỏ là một nhiệm vụ rất khó khăn, đặc biệt đối với vật liệu có kích thước nano và vật liệu có hạt nhỏ sẽ có độ nén tương đối nhỏ, tức là dung lượng thể tích nhỏ.

7、Tôi có thể hỏi bạn một câu được không? Các tấm điện cực dương và âm của chúng tôi đã phục hồi 10um trong một ngày sau khi được nung trong 12 giờ sau khi được cuộn lại. Tại sao lại có sự phục hồi lớn như vậy?

Có hai yếu tố ảnh hưởng cơ bản: vật liệu và quy trình.

1. Hiệu suất của vật liệu xác định hệ số bật lại, hệ số này khác nhau giữa các vật liệu khác nhau; Cùng một chất liệu, công thức khác nhau và hệ số đàn hồi khác nhau; Cùng một chất liệu, cùng một công thức, độ dày của viên thuốc là khác nhau và hệ số bật lại cũng khác nhau;

2. Nếu kiểm soát quá trình không tốt cũng có thể gây ra hiện tượng bật lại. Thời gian bảo quản, nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, phương pháp xếp chồng, ứng suất bên trong, thiết bị, v.v.

8, Làm thế nào để giải quyết vấn đề rò rỉ pin hình trụ?

Xy lanh được đóng và bịt kín sau khi phun chất lỏng, do đó việc bịt kín tự nhiên trở thành khó khăn trong việc bịt kín xi lanh. Hiện nay, có lẽ có một số cách để bịt kín pin hình trụ:

1. Hàn laser

2. Niêm phong vòng đệm

3. Dán keo

4. Niêm phong rung siêu âm

5. Kết hợp hai hoặc nhiều loại niêm phong nêu trên

6. Các phương pháp niêm phong khác

Một số nguyên nhân gây rò rỉ:

1. Việc bịt kín kém có thể gây rò rỉ chất lỏng, thường dẫn đến biến dạng và nhiễm bẩn khu vực bịt kín, cho thấy khả năng bịt kín kém.

2. Độ ổn định của niêm phong cũng là một yếu tố, nghĩa là nó vượt qua vòng kiểm tra trong quá trình niêm phong, nhưng khu vực niêm phong dễ bị hư hỏng, gây rò rỉ chất lỏng.

3. Trong quá trình hình thành hoặc thử nghiệm, khí được tạo ra để đạt đến ứng suất tối đa mà phớt có thể chịu được, điều này có thể tác động lên phớt và gây rò rỉ chất lỏng. Điểm khác biệt so với điểm 2 là điểm 2 thuộc về rò rỉ sản phẩm bị lỗi, trong khi điểm 3 thuộc về rò rỉ phá hủy, nghĩa là lớp đệm kín đủ tiêu chuẩn, nhưng áp suất bên trong quá cao có thể gây hư hỏng lớp đệm kín.

4. Các phương pháp rò rỉ khác.

Giải pháp cụ thể tùy thuộc vào nguyên nhân gây rò rỉ. Chỉ cần xác định được nguyên nhân thì dễ giải quyết, nhưng khó khăn nằm ở chỗ khó tìm ra nguyên nhân, vì tác dụng bịt kín của xi lanh tương đối khó kiểm tra và phần lớn thuộc về loại hư hỏng dùng để kiểm tra tại chỗ. .

9, Khi chúng tôi tiến hành thí nghiệm, chất điện phân luôn dư thừa. Tôi có thể hỏi liệu chất điện phân quá mức có ảnh hưởng đến hiệu suất của pin mà không bị đổ không?

Không tràn? Có một số tình huống:

1. Chất điện phân vừa phải

2. Chất điện giải hơi dư thừa

3. Lượng chất điện giải dư thừa nhưng chưa đạt mức giới hạn

4. Lượng lớn chất điện giải dư thừa, sắp đạt đến giới hạn

5. Nó đã đạt đến giới hạn và có thể bị phong ấn

Kịch bản đầu tiên là một kịch bản lý tưởng, không có vấn đề gì.

Tình huống thứ hai là sự dư thừa một chút đôi khi là vấn đề về độ chính xác, đôi khi là vấn đề về thiết kế và thường là do thiết kế quá mức một chút.

Kịch bản thứ ba không phải là vấn đề, chỉ là lãng phí chi phí.

Tình huống thứ tư hơi nguy hiểm. Bởi vì trong quá trình sử dụng hoặc kiểm tra pin, có nhiều nguyên nhân khác nhau có thể khiến chất điện phân bị phân hủy và sinh ra một số khí; Pin nóng lên, gây giãn nở nhiệt; Hai tình huống trên rất dễ gây ra hiện tượng phồng (hay còn gọi là biến dạng) hoặc rò rỉ pin, làm tăng độ nguy hiểm về an toàn của pin.

Kịch bản thứ năm thực chất là phiên bản nâng cao của kịch bản thứ tư, thậm chí còn nguy hiểm hơn.

Nói rộng hơn, chất lỏng cũng có thể trở thành pin. Tức là cắm cả hai điện cực dương và điện cực âm vào một bình chứa một lượng lớn chất điện phân (chẳng hạn như cốc thủy tinh 500ML) cùng một lúc. Lúc này, các điện cực dương và âm có thể được sạc và xả, đây cũng là một loại pin. Vì vậy lượng chất điện giải dư thừa ở đây không phải là ít. Chất điện phân chỉ là chất dẫn điện. Tuy nhiên, dung lượng của pin có hạn và trong dung lượng giới hạn này, việc xem xét các vấn đề về sử dụng không gian và biến dạng là điều đương nhiên.

10, Liệu lượng chất lỏng được bơm vào có quá nhỏ và có bị phồng lên sau khi chia pin không?

Chỉ có thể nói là có thể không cần thiết, còn tùy vào lượng chất lỏng được bơm vào ít như thế nào.

1. Nếu cell pin được ngâm hoàn toàn trong chất điện phân nhưng không có cặn thì pin sẽ không bị phồng sau khi chia dung lượng;

2. Nếu pin được ngâm hoàn toàn trong chất điện phân và có một lượng cặn nhỏ nhưng lượng chất lỏng được bơm vào ít hơn yêu cầu của công ty bạn (tất nhiên, yêu cầu này không nhất thiết phải là giá trị tối ưu, có độ lệch nhỏ ), pin dung lượng phân chia sẽ không bị phồng vào thời điểm này;

3. Nếu pin đã được ngâm hoàn toàn trong chất điện phân và có một lượng lớn chất điện phân còn sót lại, nhưng yêu cầu của công ty bạn về lượng tiêm cao hơn thực tế, thì cái gọi là lượng tiêm không đủ chỉ là khái niệm của công ty và không thể phản ánh thực sự sự phù hợp của lượng phun thực tế của pin và pin có dung lượng phân chia không bị phồng lên;

4. Lượng phun chất lỏng không đủ đáng kể. Điều này còn phụ thuộc vào mức độ. Nếu chất điện phân hầu như không thể ngâm pin, nó có thể phồng lên hoặc không phồng lên sau khi nạp một phần điện dung, nhưng xác suất pin phồng lên cao hơn;

Nếu thiếu chất lỏng phun vào pin một cách nghiêm trọng, năng lượng điện trong quá trình hình thành pin không thể chuyển hóa thành năng lượng hóa học. Lúc này, xác suất pin điện dung bị phồng lên là gần như 100%.

Vì vậy, có thể tóm tắt như sau: Giả sử lượng phun chất lỏng tối ưu thực tế của pin là Mg, có một số trường hợp lượng phun chất lỏng tương đối nhỏ:

1. Lượng phun chất lỏng=M: Pin bình thường

2. Lượng phun chất lỏng nhỏ hơn M một chút: pin không có độ phồng và dung lượng có thể ở mức bình thường hoặc thấp hơn một chút so với giá trị thiết kế. Khả năng bị phồng khi đạp xe tăng lên và hiệu suất đạp xe giảm sút;

3. Lượng phun chất lỏng nhỏ hơn nhiều so với M: pin có công suất và tốc độ phồng tương đối cao, dẫn đến công suất thấp và độ ổn định khi đạp xe kém. Nói chung, công suất sẽ dưới 80% sau vài tuần

4. M=0, pin không bị phồng và không còn dung lượng.