Zehn Hauptprobleme und Analyse bei der Herstellung von Lithiumbatterien

Zehn Hauptprobleme und Analyse bei der Herstellung von Lithiumbatterien

1、 Was ist der Grund für Nadellöcher in der Beschichtung der negativen Elektrode? Liegt es daran, dass das Material nicht gut verteilt ist? Ist es möglich, dass die schlechte Partikelgrößenverteilung des Materials der Grund dafür ist?

Das Auftreten von Nadellöchern kann auf folgende Faktoren zurückzuführen sein: 1. Die Folie ist nicht sauber. 2. Das leitfähige Mittel ist nicht dispergiert; 3. Das Hauptmaterial der negativen Elektrode ist nicht dispergiert; 4. Einige Inhaltsstoffe der Formel enthalten Verunreinigungen; 5. Die Partikel des leitfähigen Mittels sind uneben und schwer zu dispergieren. 6. Die Partikel der negativen Elektrode sind uneben und schwer zu verteilen; 7. Es gibt Qualitätsprobleme mit den Formelmaterialien selbst; 8. Der Mischtopf wurde nicht gründlich gereinigt, was zu trockenen Pulverrückständen im Topf führte. Gehen Sie einfach in die Prozessüberwachung und analysieren Sie selbst die konkreten Gründe.

Auch die schwarzen Flecken auf dem Zwerchfell sind mir schon vor vielen Jahren aufgefallen. Lassen Sie mich sie zunächst kurz beantworten. Bitte korrigieren Sie eventuelle Fehler. Laut Analyse wurde festgestellt, dass die schwarzen Flecken durch die örtlich hohe Temperatur des Separators verursacht werden, die durch die Polarisationsentladung der Batterie verursacht wird, und dass das Pulver der negativen Elektrode am Separator haftet. Die Polarisationsentladung wird durch das Vorhandensein aktiver Substanzen verursacht, die aus material- und prozessbedingten Gründen am Pulver in der Batteriespule anhaften und zu einer Polarisationsentladung führen, nachdem die Batterie geformt und geladen wurde. Um die oben genannten Probleme zu vermeiden, ist es zunächst erforderlich, durch geeignete Mischverfahren die Bindung zwischen Wirkstoffen und Metallkollektiven zu lösen und eine künstliche Pulverentfernung bei der Batterieplattenherstellung und Batteriemontage zu vermeiden.

Das Hinzufügen einiger Additive, die die Batterieleistung während des Beschichtungsprozesses nicht beeinträchtigen, kann tatsächlich bestimmte Leistungen der Elektrode verbessern. Natürlich kann durch die Zugabe dieser Komponenten zum Elektrolyten ein Konsolidierungseffekt erzielt werden. Die örtlich hohe Temperatur des Diaphragmas wird durch die Ungleichmäßigkeit der Elektrodenplatten verursacht. Streng genommen handelt es sich um einen Mikrokurzschluss, der lokal hohe Temperaturen verursachen und dazu führen kann, dass die negative Elektrode Pulver verliert.

2、 Was sind die Gründe für einen zu hohen Innenwiderstand der Batterie?

Was die Technik angeht:

1). Der Inhaltsstoff der positiven Elektrode enthält zu wenig Leitfähigkeit (die Leitfähigkeit zwischen den Materialien ist nicht gut, da die Leitfähigkeit von Lithiumkobalt selbst sehr schlecht ist).

2). Es ist zu viel Klebstoff für den Inhaltsstoff der positiven Elektrode vorhanden. (Klebstoffe sind im Allgemeinen Polymermaterialien mit starken Isoliereigenschaften)

3). Zu viel Klebstoff für die Bestandteile der negativen Elektrode. (Klebstoffe sind im Allgemeinen Polymermaterialien mit starken Isoliereigenschaften)

4). Ungleichmäßige Verteilung der Zutaten.

5). Unvollständiges Bindemittellösungsmittel während der Zutatenzubereitung. (Nicht vollständig löslich in NMP, Wasser)

6). Die Dichte der Oberfläche der Beschichtungsschlämme ist zu hoch. (Lange Ionenwanderungsdistanz)

7). Die Verdichtungsdichte ist zu hoch und die Walze ist zu verdichtet. (Übermäßiges Rollen kann zu Schäden an der Struktur der Wirkstoffe führen)

8). Das positive Elektrodenohr ist nicht fest verschweißt, was zu einer virtuellen Verschweißung führt.

9). Das Ohr der negativen Elektrode ist nicht fest verschweißt oder vernietet, was zu Fehllötungen oder Ablösungen führt.

10). Die Wicklung ist nicht fest und der Kern ist locker. (Erhöhen Sie den Abstand zwischen positiven und negativen Elektrodenplatten)

11). Das Ohr der positiven Elektrode ist nicht fest mit dem Gehäuse verschweißt.

12). Das Ohr und der Pol der negativen Elektrode sind nicht fest verschweißt.

13). Wenn die Backtemperatur der Batterie zu hoch ist, schrumpft die Membran. (Reduzierte Blendenöffnung)

14). Unzureichende Flüssigkeitseinspritzmenge (Leitfähigkeit nimmt ab, Innenwiderstand steigt nach Zirkulation schnell an!)

15). Die Lagerzeit nach der Flüssigkeitseinspritzung ist zu kurz und der Elektrolyt ist nicht vollständig durchnässt

16). Während der Bildung nicht vollständig aktiviert.

17). Übermäßiger Austritt von Elektrolyt während des Formierungsprozesses.

18). Unzureichende Wasserkontrolle während des Produktionsprozesses, was zu einer Batterieausdehnung führt.

19). Die Ladespannung der Batterie ist zu hoch eingestellt, was zu einer Überladung führt.

20). Unzumutbare Batteriespeicherumgebung.

Zu den Materialien:

21). Das Material der positiven Elektrode weist einen hohen Widerstand auf. (Schlechte Leitfähigkeit, wie z. B. Lithiumeisenphosphat)

22). Einfluss des Membranmaterials (Membrandicke, geringe Porosität, kleine Porengröße)

23). Auswirkungen von Elektrolytmaterialien. (Geringe Leitfähigkeit und hohe Viskosität)

24). Einfluss des PVDF-Materials der positiven Elektrode. (hohes Gewicht oder Molekulargewicht)

25). Der Einfluss des leitfähigen Materials der positiven Elektrode. (Schlechte Leitfähigkeit, hoher Widerstand)

26). Auswirkungen positiver und negativer Elektrodenohrmaterialien (geringe Dicke, schlechte Leitfähigkeit, ungleichmäßige Dicke und schlechte Materialreinheit)

27). Kupferfolien- und Aluminiumfolienmaterialien weisen eine schlechte Leitfähigkeit oder Oberflächenoxide auf.

28). Der Nietkontakt-Innenwiderstand des Abdeckplattenpols ist zu hoch.

29). Das Material der negativen Elektrode weist einen hohen Widerstand auf. andere Aspekte

30). Abweichung von Innenwiderstandsprüfgeräten.

31). Menschlicher Betrieb.

3、 Welche Probleme sind bei ungleichmäßiger Beschichtung von Elektrodenplatten zu beachten?

Dieses Problem kommt recht häufig vor und war ursprünglich relativ einfach zu lösen. Viele Beschichtungsfachkräfte sind jedoch nicht gut darin, zusammenzufassen, was dazu führt, dass einige bestehende Problempunkte standardmäßig auf normale und unvermeidbare Phänomene zurückgeführt werden. Um das Problem gezielt lösen zu können, ist zunächst ein klares Verständnis der Einflussfaktoren auf die Oberflächendichte und der Faktoren, die den stabilen Wert der Oberflächendichte beeinflussen, erforderlich.

Zu den Faktoren, die die Dichte der Beschichtungsoberfläche beeinflussen, gehören:

1). Material selbst Faktoren

2). Formel

3). Materialien mischen

4). Beschichtungsumgebung

5). Messerkante

6). Viskosität der Aufschlämmung

7). Polgeschwindigkeit

8). Ebenheit der Oberfläche

9). Genauigkeit der Beschichtungsmaschine

10). Ofenwindstärke

11). Beschichtungsspannung und so weiter

Faktoren, die die Gleichmäßigkeit der Elektrode beeinflussen:

1). Güllequalität

2). Viskosität der Aufschlämmung

3). Fahrgeschwindigkeit

4). Folienspannung

5). Spannungsausgleichsmethode

6). Beschichtungszuglänge

7). Lärm

8). Ebenheit der Oberfläche

9). Ebenheit der Klinge

10). Ebenheit von Folienmaterial usw

Das Obige ist nur eine Liste einiger Faktoren, und Sie müssen die Gründe selbst analysieren, um die Faktoren, die eine abnormale Oberflächendichte verursachen, gezielt zu beseitigen.

4、 Gibt es einen besonderen Grund, warum Aluminiumfolie und Kupferfolie für die Stromsammlung positiver und negativer Elektroden verwendet werden? Gibt es Probleme bei der umgekehrten Verwendung? Haben Sie viele Veröffentlichungen gesehen, in denen Edelstahlgewebe direkt verwendet wird? Gibt es einen Unterschied?

1). Beide werden als Flüssigkeitssammler verwendet, da sie eine gute Leitfähigkeit und eine weiche Textur haben (was auch für die Verklebung von Vorteil sein kann) und relativ häufig und kostengünstig sind. Gleichzeitig kann auf beiden Oberflächen eine oxidische Schutzschicht gebildet werden.

2). Die Oxidschicht auf der Oberfläche von Kupfer gehört zu den Halbleitern mit Elektronenleitung. Die Oxidschicht ist zu dick und weist eine hohe Impedanz auf; Die Oxidschicht auf der Oberfläche von Aluminium ist ein Isolator und kann keinen Strom leiten. Aufgrund seiner geringen Dicke wird die elektronische Leitfähigkeit jedoch durch den Tunneleffekt erreicht. Wenn die Oxidschicht dick ist, ist die Leitfähigkeit der Aluminiumfolie schlecht und die Isolierung gleichmäßig. Vor dem Gebrauch reinigen Sie am besten die Oberfläche des Flüssigkeitssammlers, um Ölflecken und dicke Oxidschichten zu entfernen.

3). Das positive Elektrodenpotential ist hoch und die dünne Aluminiumoxidschicht ist sehr dicht, was die Oxidation des Kollektors verhindern kann. Die Oxidschicht der Kupferfolie ist relativ locker, und um ihre Oxidation zu verhindern, ist es besser, ein niedrigeres Potential zu haben. Gleichzeitig ist es für Li schwierig, bei niedrigem Potential eine Lithium-Interkalationslegierung mit Cu zu bilden. Wenn die Kupferoberfläche jedoch stark oxidiert ist, reagiert Li mit Kupferoxid bei einem etwas höheren Potential. AL-Folie kann nicht als negative Elektrode verwendet werden, da es bei niedrigen Potentialen zu einer LiAl-Legierung kommen kann.

4). Die Flüssigkeitssammlung erfordert eine reine Zusammensetzung. Die unreine Zusammensetzung von AL führt zu einer nicht kompakten Oberflächen-Gesichtsmaske und Lochfraßkorrosion, und darüber hinaus führt die Zerstörung der Oberflächen-Gesichtsmaske zur Bildung einer LiAl-Legierung. Kupfernetze werden mit Hydrogensulfat gereinigt und dann mit entionisiertem Wasser gebrannt, während Aluminiumnetze mit Ammoniaksalz gereinigt und dann mit entionisiertem Wasser gebrannt werden. Die leitfähige Wirkung des Sprühnetzes ist gut.

5、 Bei der Messung des Kurzschlusses des Spulenkerns wird ein Batterie-Kurzschlusstester verwendet. Wenn die Spannung hoch ist, kann die Kurzschlusszelle genau getestet werden. Was ist außerdem das Hochspannungsdurchschlagsprinzip des Kurzschlusstesters?

Wie hoch die Spannung ist, mit der ein Kurzschluss in einer Batteriezelle gemessen wird, hängt von folgenden Faktoren ab:

1). Das technologische Niveau Ihres Unternehmens;

2). Struktureller Aufbau der Batterie selbst

3). Membranmaterial der Batterie

4). Der Zweck der Batterie

Verschiedene Unternehmen verwenden unterschiedliche Spannungen, aber viele Unternehmen verwenden unabhängig von Modellgröße oder Kapazität dieselbe Spannung. Die oben genannten Faktoren können in absteigender Reihenfolge angeordnet werden: 1>4>3>2, was bedeutet, dass die Prozessebene Ihres Unternehmens die Größe der Kurzschlussspannung bestimmt.

Vereinfacht ausgedrückt beruht das Durchschlagsprinzip auf dem Vorhandensein potenzieller Kurzschlussfaktoren wie Staub, Partikel, größere Membranlöcher, Grate usw. zwischen der Elektrode und der Membran, die als schwache Verbindungen bezeichnet werden können. Bei einer festen und hohen Spannung machen diese schwachen Verbindungen den Kontaktwiderstand zwischen den positiven und negativen Elektrodenplatten kleiner als anderswo, wodurch es einfacher wird, Luft zu ionisieren und Lichtbögen zu erzeugen; Alternativ sind Plus- und Minuspol bereits kurzgeschlossen und die Kontaktstellen sind klein. Unter Hochspannungsbedingungen werden diese kleinen Kontaktpunkte sofort von großen Strömen durchflossen, die elektrische Energie in Wärmeenergie umwandeln und dazu führen, dass die Membran sofort schmilzt oder zerfällt.

6、 Welche Auswirkung hat die Materialpartikelgröße auf den Entladestrom?

Einfach ausgedrückt: Je kleiner die Partikelgröße, desto besser ist die Leitfähigkeit. Je größer die Partikelgröße, desto schlechter ist die Leitfähigkeit. Natürlich haben Hochleistungsmaterialien im Allgemeinen eine hohe Struktur, kleine Partikel und eine hohe Leitfähigkeit.

Allein aus einer theoretischen Analyse heraus kann nur von Freunden, die Materialien herstellen, erklärt werden, wie dies in der Praxis erreicht werden kann. Die Verbesserung der Leitfähigkeit von Materialien mit kleinen Partikeln ist eine sehr schwierige Aufgabe, insbesondere bei Materialien im Nanomaßstab, und Materialien mit kleinen Partikeln weisen eine relativ geringe Verdichtung, d. h. eine geringe Volumenkapazität, auf.

7、 Die positiven und negativen Elektrodenplatten prallten nach 12-stündigem Backen nach dem Rollen um 10 µm zurück. Warum gibt es einen so großen Rückprall?

Es gibt zwei grundlegende Einflussfaktoren: Materialien und Prozesse.

1). Die Leistung der Materialien bestimmt den Rückprallkoeffizienten, der je nach Material unterschiedlich ist. Das gleiche Material, unterschiedliche Formeln und unterschiedliche Rückprallkoeffizienten; Das gleiche Material, die gleiche Formel, die Dicke der Tablette ist unterschiedlich und der Rückprallkoeffizient ist unterschiedlich;

2). Wenn die Prozesskontrolle nicht gut ist, kann es auch zu einem Rückprall kommen. Lagerzeit, Temperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit, Stapelmethode, innere Spannung, Ausrüstung usw.

8、 Wie kann das Leckageproblem zylindrischer Batterien gelöst werden?

Der Zylinder wird nach der Flüssigkeitseinspritzung geschlossen und abgedichtet, sodass das Abdichten natürlich zur Schwierigkeit der Zylinderabdichtung wird. Derzeit gibt es wahrscheinlich mehrere Möglichkeiten, zylindrische Batterien abzudichten:

1). Laserschweißen und Versiegeln

2). Dichtungsringdichtung

3). Klebeversiegelung

4). Ultraschall-Vibrationsversiegelung

5). Kombination zweier oder mehrerer oben genannter Dichtungsarten

6). Andere Versiegelungsmethoden

Mehrere Ursachen für Leckagen:

1). Eine schlechte Abdichtung kann zum Austreten von Flüssigkeit führen, was in der Regel zu einer Verformung und Verunreinigung des Dichtungsbereichs führt, was auf eine schlechte Abdichtung hinweist.

2). Auch die Stabilität der Versiegelung spielt eine Rolle, d. h. sie besteht die Prüfung während der Versiegelung, der Dichtungsbereich kann jedoch leicht beschädigt werden, was zu Flüssigkeitslecks führt.

3). Während der Bildung oder Prüfung wird Gas erzeugt, um die maximale Belastung zu erreichen, der die Dichtung standhalten kann, was zu Auswirkungen auf die Dichtung und zu Flüssigkeitslecks führen kann. Der Unterschied zu Punkt 2 besteht darin, dass Punkt 2 zu fehlerhaften Produktleckagen gehört, während Punkt 3 zu zerstörenden Leckagen gehört, was bedeutet, dass die Dichtung qualifiziert ist, ein übermäßiger Innendruck jedoch zu Schäden an der Dichtung führen kann.

4). Andere Leckmethoden.

Die konkrete Lösung hängt von der Ursache der Leckage ab. Solange die Ursache identifiziert ist, ist es leicht zu beheben, aber die Schwierigkeit liegt in der Schwierigkeit, die Ursache zu finden, da die Dichtwirkung des Zylinders relativ schwer zu prüfen ist und meist zu den Schadensarten gehört, die bei Stichprobenkontrollen verwendet werden .

9、 Bei der Durchführung von Experimenten liegt immer ein Elektrolytüberschuss vor. Hat ein Überschuss an Elektrolyt Auswirkungen auf die Batterieleistung, ohne dass etwas ausläuft?

Kein Überlauf? Es gibt mehrere Situationen:

1). Der Elektrolyt ist genau richtig

2). Leicht zu viel Elektrolyt

3). Zu viel Elektrolyt, aber das Limit wird nicht erreicht

4). Die Elektrolytmenge ist zu groß und nähert sich dem Grenzwert

5). Es hat seine Grenze erreicht und kann versiegelt werden

Das erste Szenario ist ideal und ohne Probleme.

Die zweite Situation besteht darin, dass ein geringfügiger Überschuss manchmal ein Präzisionsproblem, manchmal ein Designproblem und in der Regel ein leichtes Übermaß ist.

Das dritte Szenario ist kein Problem, es ist nur eine Kostenverschwendung.

Die vierte Situation ist etwas gefährlich. Denn während des Gebrauchs oder Testprozesses von Batterien kann es aus verschiedenen Gründen dazu kommen, dass sich der Elektrolyt zersetzt und einige Gase entstehen; Die Batterie erwärmt sich, was zu einer Wärmeausdehnung führt. Die beiden oben genannten Situationen können leicht zu einer Ausbeulung (auch als Verformung bekannt) oder einem Auslaufen der Batterie führen, was die Sicherheitsrisiken der Batterie erhöht.

Das fünfte Szenario ist eigentlich eine erweiterte Version des vierten Szenarios, das eine noch größere Gefahr birgt.

Übertrieben ausgedrückt: Flüssigkeit kann auch zu einer Batterie werden. Dabei werden sowohl die positive als auch die negative Elektrode gleichzeitig in einen Behälter mit einer großen Menge Elektrolyt (z. B. ein 500-ml-Becherglas) eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt können die positiven und negativen Elektroden geladen und entladen werden, was auch eine Batterie ist. Daher ist der Elektrolytüberschuss hier nicht gering. Elektrolyt ist lediglich ein leitfähiges Medium. Allerdings ist das Volumen der Batterie begrenzt, und innerhalb dieses begrenzten Volumens ist es natürlich, Raumnutzungs- und Verformungsprobleme zu berücksichtigen.

10、 Ist die eingespritzte Flüssigkeitsmenge zu gering und führt dies zu einer Ausbeulung, nachdem die Batterie geteilt wurde?

Man kann nur sagen, dass es möglicherweise nicht notwendig ist, es kommt darauf an, wie wenig Flüssigkeit injiziert wird.

1). Wenn die Batteriezelle vollständig mit Elektrolyt getränkt ist, aber keine Rückstände vorhanden sind, wölbt sich die Batterie nach der Kapazitätsteilung nicht;

2). Wenn die Batteriezelle vollständig mit dem Elektrolyten durchtränkt ist und eine geringe Menge an Rückständen vorhanden ist, die eingespritzte Flüssigkeitsmenge jedoch geringer ist als die Anforderung Ihres Unternehmens (diese Anforderung ist natürlich nicht unbedingt der optimale Wert, mit einer leichten Abweichung), Der Akku mit geteilter Kapazität wird sich zu diesem Zeitpunkt nicht ausbeulen.

3). Wenn die Batteriezelle vollständig mit Elektrolyt getränkt ist und eine große Menge Restelektrolyt vorhanden ist, die Anforderungen Ihres Unternehmens an die Einspritzmenge jedoch höher als tatsächlich sind, ist die sogenannte unzureichende Einspritzmenge nur ein Unternehmenskonzept und kann nicht wirklich widergespiegelt werden die Eignung der tatsächlichen Einspritzmenge der Batterie, und die Batterie mit geteilter Kapazität wölbt sich nicht;

4). Erheblich unzureichendes Flüssigkeitseinspritzvolumen. Dies hängt auch vom Abschluss ab. Wenn der Elektrolyt kaum in der Lage ist, die Batteriezelle zu durchnässen, kann es nach teilweiser Kapazität zu einer Ausbeulung kommen, aber die Wahrscheinlichkeit einer Ausbeulung der Batterie ist höher;

Bei einem gravierenden Mangel an Flüssigkeitseinspritzung in die Batteriezelle kann die elektrische Energie bei der Batteriebildung nicht in chemische Energie umgewandelt werden. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Wahrscheinlichkeit einer Ausbeulung der Kapazitätszelle nahezu 100 %.

Man kann es also wie folgt zusammenfassen: Unter der Annahme, dass die tatsächlich optimale Flüssigkeitsinjektionsmenge der Batterie Mg ist, gibt es mehrere Situationen, in denen die Flüssigkeitsinjektionsmenge relativ gering ist:

1). Flüssigkeitsinjektionsvolumen = M: Batterie normal

2). Die Flüssigkeitsinjektionsmenge ist etwas geringer als M: Die Batterie hat keine prall gefüllte Kapazität und die Kapazität kann normal oder etwas niedriger als der Designwert sein. Die Wahrscheinlichkeit einer Radausbeulung nimmt zu und die Radfahrleistung verschlechtert sich;

3). Die Flüssigkeitsinjektionsmenge ist viel geringer als bei M: Die Batterie hat eine relativ hohe Kapazität und Aufwölbungsrate, was zu einer geringen Kapazität und einer schlechten Zyklenstabilität führt. Im Allgemeinen beträgt die Kapazität nach mehreren Wochen weniger als 80 %

4). M=0, der Akku wölbt sich nicht und hat keine Kapazität.