Làm thế nào để sản xuất pin gói mềm?

Một ô là đơn vị nhỏ nhất của mộthệ thống pin. Nhiều ô tạo thành một mô-đun và nhiều mô-đun tạo thành một bộ pin, tạo thành cấu trúc cơ bản của pin điện ô tô.

Quá trình sản xuất tế bào bao gồm:

(1) Chuẩn bị bùn hoạt chất - Quá trình trộn

Trộn bao gồm việc trộn các vật liệu hoạt tính (lithium sắt photphat cho cực âm, than chì cho cực dương) vào hỗn hợp sệt bằng máy trộn chân không. Đây là bước đầu tiên trong quá trình sản xuất pin. Việc kiểm soát chất lượng của quá trình này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng pin và năng suất thành phẩm. Nó bao gồm một quy trình làm việc phức tạp với các yêu cầu nghiêm ngặt về tỷ lệ nguyên liệu thô, các bước trộn, thời gian khuấy, v.v.

(2) Phủ hỗn hợp đã khuấy lên lá đồng - Quy trình phủ

Quá trình này bao gồm việc phủ đều hỗn hợp đã trộn sẵn lên cả hai mặt của lá đồng.

Trọng tâm quan trọng của lớp phủ là đạt được độ dày và trọng lượng phù hợp.

Lớp phủ là tối quan trọng để đảm bảo độ dày và trọng lượng điện cực đồng đều, vì độ lệch sẽ ảnh hưởng đến tính nhất quán của pin. Nó cũng phải ngăn ngừa ô nhiễm hạt, mảnh vụn hoặc bụi trong các điện cực. Sự ô nhiễm như vậy có thể khiến pin nhanh hết và thậm chí gây nguy hiểm về an toàn.

(3) Ép nguội và cắt trước: Hợp nhất vật liệu cực dương trên lá đồng

Trong xưởng cán, cuộn nén các tấm điện cực được phủ bằng vật liệu cực dương và cực âm. Quá trình này làm đậm đặc lớp phủ để tăng cường mật độ năng lượng và đảm bảo độ đồng đều về độ dày đồng thời kiểm soát bụi và độ ẩm hơn nữa.

Ép lạnh nén các vật liệu điện cực dương và âm trên lá nhôm, điều này rất quan trọng để tăng cường mật độ năng lượng.

Các tấm điện cực được ép lạnh sau đó được cắt theo kích thước pin yêu cầu, với sự kiểm soát chặt chẽ sự hình thành gờ (chỉ có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi). Điều này ngăn cản các gờ xuyên qua dải phân cách, có thể gây ra các mối nguy hiểm nghiêm trọng về an toàn.

(4) Tạo các tab dương và âm của pin—Cắt và chia rãnh tab

Quá trình cắt khuôn tab sử dụng máy cắt khuôn để tạo thành các tab dẫn điện cho tế bào. Vì pin có cực dương và cực âm nên các tab này đóng vai trò là dây dẫn kim loại kết nối các điện cực của tế bào. Nói một cách đơn giản, chúng là “tai” của các cực của pin, đóng vai trò là điểm tiếp xúc trong quá trình sạc và xả.

Quá trình rạch tiếp theo sử dụng lưỡi cắt để phân chia các tấm điện cực của pin.

(5) Hoàn thiện nguyên mẫu tế bào - Quá trình cán màng

Các tấm điện cực khe được xếp chồng lên nhau theo trình tự: điện cực âm, dải phân cách, điện cực dương, dải phân cách, điện cực âm, dải phân cách, điện cực dương… điện cực dương, dải phân cách, điện cực âm. Quá trình này được gọi là xếp chồng và các tấm điện cực được lắp ráp được gọi là tế bào.

(6) Hàn tab

Đây là quá trình thứ hai trong chế tạo tế bào. Sử dụng thiết bị hàn chuyên dụng, các tab được hàn vào ô xếp chồng lên nhau.

(7) Đóng gói

Đây là bước thứ ba trong quá trình chuẩn bị tế bào. Tế bào được bọc trong màng nhựa nhôm.

(8) Loại bỏ độ ẩm và tiêm chất điện giải - Nướng và làm đầy chất điện giải

Độ ẩm là kẻ thù không đội trời chung của hệ thống pin. Quá trình nướng đảm bảo độ ẩm bên trong đạt tiêu chuẩn, đảm bảo hiệu suất tối ưu trong suốt vòng đời của pin.

Đổ đầy chất điện giải là bước thứ tư trong quá trình chuẩn bị tế bào. Chất điện phân được bơm vào tế bào đã đóng gói thông qua cổng nạp dành riêng, tạo thành tế bào bán thành phẩm. Chất điện giải hoạt động giống như máu chảy qua cơ thể tế bào, nơi quá trình trao đổi năng lượng diễn ra thông qua việc chuyển các ion tích điện. Các ion này vận chuyển từ chất điện phân đến điện cực đối diện, hoàn thành quá trình sạc và xả. Lượng chất điện giải được tiêm vào là rất quan trọng. Đổ đầy quá mức có thể khiến pin quá nóng hoặc hỏng ngay lập tức, trong khi đổ đầy không đủ sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin.

(9) Quá trình kích hoạt tế bào - Hình thành

Sự hình thành là quá trình kích hoạt tế bào sau khi nạp đầy chất điện giải. Thông qua việc sạc và xả lặp đi lặp lại, các phản ứng hóa học xảy ra bên trong để tạo thành màng SEI (màng SEI: lớp thụ động được hình thành trong chu kỳ đầu tiên của pin lithium khi chất điện phân phản ứng với vật liệu cực dương ở bề mặt rắn-lỏng, giống như áp dụng một lớp phủ bảo vệ cho tế bào). Điều này đảm bảo sự an toàn, độ tin cậy và tuổi thọ dài của pin trong các chu kỳ sạc và xả tiếp theo. Kích hoạt hiệu suất của tế bào cũng bao gồm một loạt “kiểm tra tình trạng” bao gồm kiểm tra bằng tia X, giám sát cách điện, kiểm tra mối hàn và kiểm tra năng lực.

Quá trình hình thành còn bao gồm:

- Làm đầy chất điện giải thứ hai sau khi kích hoạt tế bào

- Cân

- Hàn các cổng nạp

- Kiểm tra rò rỉ

- Kiểm tra tự xả

- Lão hóa ở nhiệt độ cao

- Lão hóa tĩnh

Các bước này đảm bảo hiệu suất của sản phẩm.

(10) Phân loại công suất

Do sự khác biệt trong sản xuất, các tế bào pin không thể đạt được dung lượng giống nhau. Phân loại công suất bao gồm việc nhóm các ô theo công suất thông qua thử nghiệm phóng điện cụ thể.

(11) Kiểm tra và đóng gói để bảo quản