Diferențele de performanță ale celulelor bateriei cu litiu se datorează în mare măsură controlului de precizie al proceselor de fabricație. Companiile de frunte la nivel mondial au obținut un salt calitativ în consistența și fiabilitatea celulelor prin îmbunătățirea preciziei de control a parametrilor cheie ai procesului de la nivelul micrometrului la nivelul nanometrului. Această capacitate de „producție de precizie” a devenit un simbol important al competitivității principale a companiei.
1 Proces de omogenizare: urmărirea finală a amestecului la nivel molecular
Tehnologia „Ultra {-}} omogenizare de înaltă presiune”. O anumită fabrică de baterii adoptă un sistem de omogenizare de înaltă presiune de 300MPa - pentru a dispersa particulele în suspensia pozitivă a electrodului la o dimensiune a particulelor d 50=1 μm (procesul tradițional este 5 μm) până la ridicarea presiunii - în interiorul 1.2. Această „amestecare la nivel molecular” distribuie uniform substanța activă, agentul conductor și liantul în suspensie, rezultând o abatere a densității de suprafață mai mică de 2% pentru foaia de electrod acoperită, care este cu 60% mai mică decât procesele tradiționale. Testul unei anumite celule de baterie de putere arată că această tehnologie reduce diferența de capacitate între celule de la 5%la 1%și îmbunătățește consistența ciclului cu 20%.
Sistemul „Monitorizarea vâscozității online” din Germania. În timpul procesului de omogenizare, metoda de împrăștiere laser este utilizată pentru a monitoriza vâscozitatea suspensii în timp real (cu o precizie de ± 0,1mpa · s), iar algoritmul AI este utilizat pentru a ajusta automat viteza și timpul de agitare pentru a se asigura că abaterea vâscozității dintre loturi este mai mică de 3%. Combinată cu echipamentul „Twin - omogenizare continuă” (cu o capacitate de producție de 5 tone/oră), asigură amestecarea calității și crește eficiența producției de trei ori. După aplicarea acestei tehnologii într -o anumită fabrică de celule de baterii de stocare a energiei, rata de resturi a suspensiei a scăzut de la 2% la 0,5%, economisind un cost anual de 12 milioane de yuani.
2 Presiunea de acoperire și rulouri: control geometric cu precizie micron
Procesul de „acoperire cu extrudare a fantei” din Japonia. Mașina de acoperire a unei anumite întreprinderi adoptă pompe cu șurub de precizie importate (precizia debitului ± 0,5%), combinată cu calibrele cu grosime laser (precizie ± 1 μm), pentru a controla densitatea extremă a suprafeței în ± 1g/m ². Sistemul său de uscare compus „Air Hot+Infrarod” (precizia controlului temperaturii ± 1 grad) asigură că conținutul de umiditate al polarizatorului este mai mic de 20 ppm, evitând generarea de gaze în procesele ulterioare. În producerea unei anumite celule cilindrice de baterie, acest proces reduce eroarea de aliniere în timpul înfășurării, făcând curbura piesei de pol mai mică de 0,5 mm/m.
Tehnologia „Adaptive Roller Pressing” din Statele Unite. Presa cu role este echipată cu un senzor de presiune (precizie ± 1N) și grosime închisă - control buclă (timp de răspuns 10ms), care poate regla automat presiunea (intervalul 0-500KN) în funcție de diferența de densitate în diferite zone ale polarizatorului, astfel încât abaterea densității de compactare a polarizatorului este mai mică de 0,02g/cm ³. Folosind „presarea cu role segmentate” (apăsarea luminii urmată de apăsarea grea), detașarea substanței active este evitată, iar rezistența la coajă a polarizatorului este crescută la 1,5N/cm, care este cu 50% mai mare decât cea a unei singure role de presare. După ce a fost supus acestui proces, rata de retenție a capacității bucăților de stâlp dintr -o anumită celulă de baterie pătrată a crescut cu 8% după 500 de cicluri.
3 Asamblare și injecție de lichid: garanție de etanșare pentru goluri la nano -scară
Controlul de precizie al „sudurii laser” în Coreea de Sud. În sudarea capacului superior al celulelor bateriei, se folosește un laser verde (lungime de undă 532Nm), cu un diametru local controlat la 50 μm, o abatere de adâncime de sudură a<5 μ m, and a uniform weld width (± 3 μ m). The airtightness reaches 1 × 10 ⁻⁸ Pa · m ³/s (helium mass spectrometry leak detection). This high-precision welding ensures that the battery cell does not leak during high-temperature cycling at 100 ℃, which is 10 times more reliable than traditional ultrasonic welding. After being applied in a certain power battery factory, the defect rate of battery cells decreased from 100ppm to 10ppm.
Inovația Chinei în „injecția cantitativă de lichid”. Adoptarea procesului de injecție compozită „cântărire+vid”: mai întâi cântăriți greutatea electrolitului folosind un echilibru de precizie ridicat - (precizie ± 0,1 mg) și apoi injectați soluția într -o {- 95kPa de vid pentru a asigura o abatere mai mică de 0,5% în volumul de injecție. Combinată cu „plasarea statică cu mai multe etape” (alternativă în vid și presiune atmosferică), asigurându-se că electrolitul se infiltrează complet în electrozi, eficiența inițială de încărcare și descărcare a celulei bateriei este crescută la 92%, ceea ce este cu 3% mai mare decât injecția tradițională de lichid. O anumită fabrică de celule de baterii de stocare a energiei a scurtat ciclul de producție al procesului de injecție de la 2 ore la 1 oră prin această tehnologie.
Revoluția de precizie a producției celulelor bateriei cu litiu determină industria de la „expansiunea la scară” la „concurența de calitate”. În viitor, odată cu aplicarea tehnologiilor precum Digital Twin (Procesul de optimizare a simulării virtuale) și depunerea stratului atomic (acoperire la nano -scală), precizia fabricației va trece prin barierele nano -scală, va realiza producția de „defect zero” și va atinge noi înălțimi în performanța și fiabilitatea celulelor bateriei cu litiu.