ده مشکل اصلی و تجزیه و تحلیل در تولید باتری لیتیومی

ده مشکل اصلی و تجزیه و تحلیل در تولید باتری لیتیومی

1، دلیل سوراخ های پین در پوشش الکترود منفی چیست؟ آیا به این دلیل است که مواد به خوبی پراکنده نشده اند؟ آیا ممکن است که توزیع اندازه ذرات ضعیف مواد دلیل آن باشد؟

ظاهر سوراخ های سوزنی باید توسط عوامل زیر ایجاد شود: 1. فویل تمیز نیست. 2. عامل رسانا پراکنده نیست. 3. مواد اصلی الکترود منفی پراکنده نیست. 4. برخی از مواد موجود در فرمول حاوی ناخالصی هستند. 5. ذرات عامل رسانا ناهموار هستند و به سختی پراکنده می شوند. 6. ذرات الکترود منفی ناهموار هستند و به سختی پراکنده می شوند. 7. مسائل مربوط به کیفیت خود مواد فرمول وجود دارد. 8. قابلمه همزن به طور کامل تمیز نشد و در نتیجه پودر خشک باقیمانده داخل دیگ به دست آمد. فقط به نظارت بر فرآیند بروید و دلایل خاص را خودتان تجزیه و تحلیل کنید.

همچنین در مورد لکه های سیاه روی دیافراگم سال ها پیش با آن ها مواجه شده ام. اجازه دهید ابتدا به طور خلاصه به آنها پاسخ دهم. لطفا هر گونه اشتباه را اصلاح کنید. با توجه به تجزیه و تحلیل، مشخص شده است که نقاط سیاه ناشی از دمای بالای محلی جداکننده ناشی از تخلیه قطبی باتری است و پودر الکترود منفی به جداکننده می‌چسبد. دشارژ پلاریزاسیون به دلیل وجود مواد فعال متصل به پودر در سیم پیچ باتری به دلایل مادی و فرآیندی ایجاد می شود و در نتیجه پس از تشکیل و شارژ باتری، تخلیه پلاریزاسیون ایجاد می شود. برای جلوگیری از مشکلات فوق، ابتدا لازم است از فرآیندهای اختلاط مناسب برای حل پیوند بین مواد فعال و مجموعه های فلزی استفاده شود و از حذف پودر مصنوعی در حین ساخت صفحه باتری و مونتاژ باتری جلوگیری شود.

افزودن برخی مواد افزودنی که عملکرد باتری را در طول فرآیند پوشش دهی تحت تاثیر قرار نمی دهند، در واقع می تواند عملکرد خاصی از الکترود را بهبود بخشد. البته افزودن این اجزا به الکترولیت می تواند به اثر تحکیم دست یابد. دمای بالای محلی دیافراگم به دلیل عدم یکنواختی صفحات الکترود ایجاد می شود. به طور دقیق، به یک اتصال کوتاه میکرو تعلق دارد که می تواند باعث دمای بالای موضعی شود و ممکن است باعث از دست دادن پودر الکترود منفی شود.

2، دلایل مقاومت بیش از حد داخلی باتری چیست؟

از نظر تکنولوژی:

1). عنصر الکترود مثبت عامل رسانا بسیار کمی دارد (رسانایی بین مواد خوب نیست زیرا رسانایی خود لیتیوم کبالت بسیار ضعیف است)

2). چسب زیادی برای عنصر الکترود مثبت وجود دارد. (چسب ها عموماً مواد پلیمری با خواص عایق قوی هستند)

3). چسب بیش از حد برای اجزای الکترود منفی. (چسب ها عموماً مواد پلیمری با خواص عایق قوی هستند)

4). توزیع نابرابر مواد تشکیل دهنده

5). حلال بایندر ناقص در حین آماده سازی مواد تشکیل دهنده (به طور کامل در NMP، آب محلول نیست)

6). طراحی چگالی سطح دوغاب پوشش بسیار زیاد است. (فاصله طولانی مهاجرت یون)

7). چگالی تراکم خیلی زیاد است و نورد خیلی فشرده است. (غلتاندن بیش از حد ممکن است باعث آسیب به ساختار مواد فعال شود)

8). گوش الکترود مثبت به طور محکم جوش داده نمی شود و در نتیجه جوش مجازی انجام می شود.

9). گوش الکترود منفی محکم جوش داده نشده یا پرچ نمی شود و در نتیجه لحیم کاری کاذب یا جدا می شود.

10). سیم پیچ محکم نیست و هسته شل است. (فاصله بین صفحات الکترود مثبت و منفی را افزایش دهید)

11). گوش الکترود مثبت به طور محکم به محفظه جوش داده نشده است.

12). گوش و قطب الکترود منفی به طور محکم جوش داده نشده اند.

13). اگر دمای پخت باتری بیش از حد بالا باشد، دیافراگم کوچک می شود. (کاهش دیافراگم دیافراگم)

14). مقدار ناکافی تزریق مایع (رسانایی کاهش می یابد، مقاومت داخلی به سرعت پس از گردش افزایش می یابد!)

15). زمان نگهداری پس از تزریق مایع بسیار کوتاه است و الکترولیت به طور کامل خیس نشده است

16). در طول شکل گیری به طور کامل فعال نمی شود.

17). نشت بیش از حد الکترولیت در طول فرآیند تشکیل.

18). کنترل ناکافی آب در طول فرآیند تولید و در نتیجه انبساط باتری.

19). ولتاژ شارژ باتری بسیار بالا تنظیم شده است و باعث شارژ بیش از حد می شود.

20). محیط ذخیره سازی باتری غیر منطقی

از نظر مواد:

21). ماده الکترود مثبت مقاومت بالایی دارد. (رسانایی ضعیف، مانند فسفات آهن لیتیوم)

22). تاثیر مواد دیافراگم (ضخامت دیافراگم، تخلخل کوچک، اندازه منافذ کوچک)

23). اثرات مواد الکترولیت. (رسانایی کم و ویسکوزیته بالا)

24). تأثیر مثبت مواد PVDF الکترود. (با وزن زیاد یا وزن مولکولی)

25). تأثیر مواد رسانای الکترود مثبت (رسانایی ضعیف، مقاومت بالا)

26). اثرات مواد گوش الکترود مثبت و منفی (ضخامت نازک، هدایت ضعیف، ضخامت ناهموار و خلوص مواد ضعیف)

27). مواد فویل مس و آلومینیوم دارای رسانایی ضعیف یا اکسیدهای سطحی هستند.

28). مقاومت داخلی تماس پرچ قطب صفحه پوشش بسیار زیاد است.

29). ماده الکترود منفی مقاومت بالایی دارد. جنبه های دیگر

30). انحراف ابزارهای تست مقاومت داخلی

31). عملیات انسانی

3، برای پوشش ناهموار صفحات الکترود چه مسائلی باید مورد توجه قرار گیرد؟

این مشکل کاملاً رایج است و در اصل حل آن نسبتاً آسان بود، اما بسیاری از کارگران پوشش‌دهنده در جمع‌بندی خوب نیستند، در نتیجه برخی از نقاط مشکل موجود به پدیده‌های عادی و اجتناب‌ناپذیر پیش‌فرض می‌شوند. اولاً، لازم است درک روشنی از عوامل مؤثر بر تراکم سطح و عوامل مؤثر بر مقدار پایدار چگالی سطح داشته باشیم تا مشکل را به صورت هدفمند حل کنیم.

عواملی که بر تراکم سطح پوشش تأثیر می گذارند عبارتند از:

1). خود مواد فاکتورها

2). فرمول

3). مخلوط کردن مواد

4). محیط پوشش

5). لبه چاقو

6). ویسکوزیته دوغاب

7). سرعت قطب

8). تراز بودن سطح

9). دقت دستگاه پوشش

10). نیروی باد کوره

11). کشش پوشش و غیره

عوامل موثر بر یکنواختی الکترود:

1). کیفیت دوغاب

2). ویسکوزیته دوغاب

3). سرعت سفر

4). کشش فویل

5). روش تعادل تنش

6). طول کشش پوشش

7). سر و صدا

8). صافی سطح

9). صافی تیغه

10). صاف بودن مواد فویل و غیره

موارد فوق تنها فهرستی از برخی عوامل است و شما باید دلایل آن را خودتان تجزیه و تحلیل کنید تا به طور خاص عواملی را که باعث تراکم غیرطبیعی سطح می شوند حذف کنید.

4، آیا دلیل خاصی وجود دارد که چرا از فویل آلومینیوم و فویل مس برای مجموعه فعلی الکترودهای مثبت و منفی استفاده می شود؟ آیا استفاده معکوس از آن مشکلی ندارد؟ آیا ادبیات زیادی را دیده اید که مستقیماً از مش فولاد ضد زنگ استفاده می کند؟ آیا تفاوتی وجود دارد؟

1). هر دو به عنوان جمع کننده سیال استفاده می شوند زیرا دارای رسانایی خوب، بافت نرم (که ممکن است برای اتصال نیز مفید باشد) و نسبتا رایج و ارزان هستند. در همان زمان، هر دو سطح می توانند یک لایه از فیلم محافظ اکسید تشکیل دهند.

2). لایه اکسید روی سطح مس متعلق به نیمه هادی ها با رسانش الکترونی است. لایه اکسید بیش از حد ضخیم است و امپدانس بالایی دارد. لایه اکسید روی سطح آلومینیوم یک عایق است و لایه اکسید نمی تواند جریان الکتریکی را هدایت کند. با این حال، به دلیل ضخامت نازک آن، رسانایی الکترونیکی از طریق اثر تونل زنی به دست می آید. اگر لایه اکسید ضخیم باشد، سطح رسانایی فویل آلومینیومی ضعیف است و حتی عایق است. قبل از استفاده، بهتر است سطح کلکتور سیال را تمیز کنید تا لکه های روغن و لایه های اکسید ضخیم پاک شود.

3). پتانسیل الکترود مثبت زیاد است و لایه نازک اکسید آلومینیوم بسیار متراکم است که می تواند از اکسید شدن کلکتور جلوگیری کند. لایه اکسیدی فویل مس نسبتا شل است و برای جلوگیری از اکسید شدن آن بهتر است پتانسیل کمتری داشته باشد. در همان زمان، برای لی دشوار است که یک آلیاژ بین‌سازی لیتیوم با مس در پتانسیل پایین تشکیل دهد. با این حال، اگر سطح مس به شدت اکسید شده باشد، لی با پتانسیل کمی بالاتر با اکسید مس واکنش می دهد. فویل AL نمی تواند به عنوان یک الکترود منفی استفاده شود، زیرا آلیاژ LiAl ممکن است در پتانسیل های پایین رخ دهد.

4). مجموعه سیال به ترکیب خالص نیاز دارد. ترکیب ناخالص AL منجر به ماسک صورت غیر فشرده و خوردگی حفره ای می شود و حتی بیشتر از آن، تخریب ماسک صورت سطحی منجر به تشکیل آلیاژ LiAl می شود. مش مسی با سولفات هیدروژن تمیز می شود و سپس با آب دیونیزه پخته می شود، در حالی که مش آلومینیوم با نمک آمونیاک تمیز می شود و سپس با آب دیونیزه پخته می شود. اثر رسانایی مش اسپری خوب است.

5، هنگام اندازه گیری اتصال کوتاه هسته سیم پیچ، از تستر اتصال کوتاه باتری استفاده می شود. هنگامی که ولتاژ بالا باشد، می تواند سلول اتصال کوتاه را با دقت آزمایش کند. علاوه بر این، اصل شکست ولتاژ بالا تستر اتصال کوتاه چیست؟

میزان استفاده از ولتاژ بالا برای اندازه گیری اتصال کوتاه در سلول باتری به عوامل زیر مربوط می شود:

1). سطح فن آوری شرکت شما؛

2). طراحی ساختاری خود باتری

3). مواد دیافراگمی باتری

4). هدف از باتری

شرکت‌های مختلف از ولتاژهای متفاوتی استفاده می‌کنند، اما بسیاری از شرکت‌ها بدون توجه به اندازه و ظرفیت مدل از ولتاژ یکسانی استفاده می‌کنند. عوامل فوق را می توان به ترتیب نزولی مرتب کرد: 1>4>3>2، به این معنی که سطح فرآیند شرکت شما اندازه ولتاژ اتصال کوتاه را تعیین می کند.

به بیان ساده، اصل شکست به دلیل وجود عوامل اتصال کوتاه بالقوه مانند گرد و غبار، ذرات، سوراخ های بزرگتر دیافراگم، سوراخ ها و غیره بین الکترود و دیافراگم است که می توان از آنها به عنوان پیوندهای ضعیف یاد کرد. در ولتاژ ثابت و بالا، این پیوندهای ضعیف مقاومت تماس بین صفحات الکترود مثبت و منفی را نسبت به جاهای دیگر کوچک‌تر می‌کنند و یونیزه کردن هوا و ایجاد قوس را آسان‌تر می‌کنند. از طرف دیگر، قطب های مثبت و منفی قبلاً اتصال کوتاه شده اند و نقاط تماس کوچک هستند. در شرایط ولتاژ بالا، این نقاط تماس کوچک فوراً جریان‌های زیادی دارند که از آنها عبور می‌کند و انرژی الکتریکی را به انرژی گرمایی تبدیل می‌کند و باعث می‌شود که غشا ذوب شود یا فوراً تجزیه شود.

6، تأثیر اندازه ذرات ماده بر جریان تخلیه چیست؟

به بیان ساده، هرچه اندازه ذرات کوچکتر باشد، رسانایی بهتری دارد. هرچه اندازه ذرات بزرگتر باشد، رسانایی بدتر است. به طور طبیعی، مواد با سرعت بالا عموماً دارای ساختار، ذرات کوچک و رسانایی بالا هستند.

فقط با یک تحلیل نظری، نحوه دستیابی به آن در عمل فقط توسط دوستانی که مواد می سازند توضیح داده می شود. بهبود رسانایی مواد ذرات ریز کار بسیار دشواری است، به ویژه برای مواد در مقیاس نانو، و مواد با ذرات کوچک تراکم نسبتاً کمی دارند، یعنی ظرفیت حجم کمی دارند.

7، صفحات الکترود مثبت و منفی پس از 12 ساعت پخته شدن پس از نورد شدن به میزان 10 میکرومتر برگشتند، چرا این برگشت بزرگ وجود دارد؟

دو عامل تأثیرگذار اساسی وجود دارد: مواد و فرآیندها.

1). عملکرد مواد ضریب برگشت را تعیین می کند که در بین مواد مختلف متفاوت است. مواد یکسان، فرمول های مختلف و ضرایب بازگشت متفاوت. مواد مشابه، فرمول یکسان، ضخامت تبلت متفاوت است و ضریب بازگشت متفاوت است.

2). اگر کنترل فرآیند خوب نباشد، می تواند باعث بازگشت مجدد شود. زمان ذخیره سازی، دما، فشار، رطوبت، روش انباشتگی، استرس داخلی، تجهیزات و غیره.

8، چگونه مشکل نشتی باتری های استوانه ای را حل کنیم؟

سیلندر پس از تزریق مایع بسته و آب بندی می شود، بنابراین آب بندی به طور طبیعی به سختی آب بندی سیلندر تبدیل می شود. در حال حاضر، احتمالاً چندین راه برای آب بندی باتری های استوانه ای وجود دارد:

1). آب بندی جوش لیزری

2). آب بندی حلقه آب بندی

3). آب بندی چسب

4). آب بندی ارتعاشی اولتراسونیک

5). ترکیبی از دو یا چند نوع آب بندی که در بالا ذکر شد

6). سایر روش های آب بندی

چند دلیل نشت:

1). آب بندی ضعیف می تواند باعث نشت مایع شود که معمولاً منجر به تغییر شکل و آلودگی ناحیه آب بندی می شود که نشان دهنده آب بندی ضعیف است.

2). پایداری آب بندی نیز یک عامل است، یعنی در حین آب بندی از بازرسی عبور می کند، اما ناحیه آب بندی به راحتی آسیب می بیند و باعث نشت مایع می شود.

3). در حین تشکیل یا آزمایش، گاز تولید می شود تا به حداکثر تنشی که آب بند می تواند تحمل کند، برسد، که می تواند بر مهر و موم تأثیر بگذارد و باعث نشت مایع شود. تفاوت با نقطه 2 این است که نقطه 2 مربوط به نشتی محصول معیوب است در حالی که نقطه 3 متعلق به نشتی مخرب است یعنی آب بندی واجد شرایط است اما فشار داخلی بیش از حد می تواند باعث آسیب به آب بندی شود.

4). سایر روش های نشتی

راه حل خاص به علت نشتی بستگی دارد. تا زمانی که علت شناسایی شده باشد، حل آن آسان است، اما مشکل در دشواری یافتن علت است، زیرا بررسی اثر آب بندی سیلندر نسبتاً دشوار است و بیشتر مربوط به نوع آسیب مورد استفاده برای بررسی های نقطه ای است. .

9- هنگام انجام آزمایش‌ها، همیشه مقدار زیادی الکترولیت وجود دارد. آیا الکترولیت بیش از حد بر عملکرد باتری بدون ریختن تأثیر می گذارد؟

سرریز نیست؟ چندین موقعیت وجود دارد:

1). الکترولیت درست است

2). مقدار کمی الکترولیت بیش از حد

3). مقدار بیش از حد الکترولیت، اما به حد مجاز نمی رسد

4). مقدار زیادی الکترولیت بیش از حد است و به حد مجاز نزدیک می شود

5). به حد خود رسیده و قابل پلمپ است

سناریوی اول یک سناریوی ایده آل و بدون مشکل است.

حالت دوم این است که یک زیاده روی جزئی گاهی یک مسئله دقت است، گاهی یک مسئله طراحی و معمولاً کمی بیش از حد طراحی است.

سناریوی سوم مشکلی نیست، فقط هدر دادن هزینه است.

وضعیت چهارم کمی خطرناک است. زیرا در طول فرآیند استفاده یا آزمایش باتری ها، دلایل مختلفی می تواند باعث تجزیه الکترولیت و تولید برخی گازها شود. باتری گرم می شود و باعث انبساط حرارتی می شود. دو حالت فوق به راحتی می توانند باعث برآمدگی (همچنین به عنوان تغییر شکل) یا نشتی باتری شوند و خطرات ایمنی باتری را افزایش دهند.

سناریوی پنجم در واقع نسخه ارتقا یافته سناریوی چهارم است که خطر بیشتری را به همراه دارد.

برای اغراق، مایع همچنین می تواند تبدیل به باتری شود. یعنی هر دو الکترود مثبت و منفی را در یک ظرف حاوی مقدار زیادی الکترولیت (مانند یک بشر 500 میلی لیتری) به طور همزمان وارد کنید. در این زمان می توان الکترودهای مثبت و منفی را شارژ و دشارژ کرد که آن هم باتری است. بنابراین، الکترولیت اضافی در اینجا کمی نیست. الکترولیت فقط یک محیط رسانا است. با این حال، حجم باتری محدود است و در این حجم محدود، طبیعی است که مسائل مربوط به استفاده از فضا و تغییر شکل در نظر گرفته شود.

10. آیا مقدار مایع تزریق شده خیلی کم خواهد بود و بعد از تقسیم باتری باعث برآمدگی می شود؟

فقط می توان گفت که ممکن است لازم نباشد، بستگی به مقدار کمی مایع تزریق دارد.

1). اگر سلول باتری به طور کامل در الکترولیت آغشته شده باشد اما هیچ باقیمانده ای وجود نداشته باشد، باتری پس از تقسیم ظرفیت برآمده نخواهد شد.

2). اگر سلول باتری کاملاً در الکترولیت آغشته است و مقدار کمی باقیمانده وجود دارد، اما مقدار مایع تزریق شده کمتر از نیاز شرکت شما است (البته این نیاز الزاماً مقدار بهینه نیست، با کمی انحراف)، باتری با ظرفیت تقسیم در این زمان برآمدگی نخواهد داشت.

3). اگر سلول باتری کاملاً آغشته به الکترولیت است و مقدار زیادی الکترولیت باقیمانده وجود دارد، اما نیازهای شرکت شما برای مقدار تزریق بیشتر از مقدار واقعی است، به اصطلاح مقدار تزریق ناکافی تنها یک مفهوم شرکت است و نمی تواند واقعاً منعکس کننده آن باشد. مناسب بودن مقدار تزریق واقعی باتری و ظرفیت تقسیم باتری برآمدگی ندارد.

4). حجم تزریق مایع ناکافی قابل توجه این هم به مدرک تحصیلی بستگی دارد. اگر الکترولیت به سختی قادر به خیس کردن سلول باتری باشد، ممکن است پس از خازن جزئی برآمدگی کند یا نباشد، اما احتمال برآمدگی باتری بیشتر است.

اگر کمبود جدی تزریق مایع در سلول باتری وجود داشته باشد، انرژی الکتریکی در طول تشکیل باتری نمی تواند به انرژی شیمیایی تبدیل شود. در این زمان، احتمال برآمدگی سلول خازن تقریبا 100٪ است.

بنابراین، می توان آن را به صورت زیر خلاصه کرد: با فرض اینکه مقدار واقعی تزریق مایع بهینه باتری Mg باشد، چندین موقعیت وجود دارد که مقدار تزریق مایع نسبتاً کم است:

1). حجم تزریق مایع=M: باتری نرمال

2). مقدار تزریق مایع کمی کمتر از M است: باتری ظرفیت برآمدگی ندارد و ظرفیت ممکن است نرمال یا کمی کمتر از مقدار طراحی شده باشد. احتمال برآمدگی دوچرخه سواری افزایش می یابد و عملکرد دوچرخه سواری بدتر می شود.

3). مقدار تزریق مایع بسیار کمتر از M است: باتری ظرفیت نسبتاً بالایی دارد و سرعت برآمدگی دارد که در نتیجه ظرفیت پایین و پایداری دوچرخه ضعیف است. به طور کلی، ظرفیت پس از چند هفته کمتر از 80٪ است

4). M=0 باتری برآمدگی ندارد و ظرفیت ندارد.