Potentiels d'isolation dans chaque processus de fabrication de cellules de batterie au lithium, leurs causes et solutions.

Pendant le processus de fabrication des cellules de la batterie au lithium, les défauts d'isolation et la contamination des matières étrangères sont des problèmes clés affectant la sécurité et la cohérence des batteries. Ce qui suit est une analyse systématique des risques potentiels dans chaque processus du point de vue du processus, ainsi que des solutions ciblées:

1. Contamination des particules métalliques

Types:Débris métalliques tels que Fe, Cu, Al, etc.

Causes:

* Matières premières (par exemple en poudre NCM) ne subissant pas de filtration magnétique.

* Abrasion de l'équipement de mélange (par exemple des mélangeurs planétaires) générant des particules métalliques.

* Introduction de débris métalliques à partir d'outils pendant les opérations manuelles.

Solutions:

* Utilisez un système de filtration magnétique à plusieurs étapes (par exemple des tiges magnétiques de terres rares) avec une précision de filtration jusqu'à 5 μm.

* Remplacez les composants de l'équipement de contradiction en suspension par des matériaux de cétone en céramique ou en éther de polyéther (aperçu).

* Établir des protocoles de gestion des outils stricts, interdisant aux outils métalliques d'entrer dans la ligne de production.

2. Résidus d'impuretés biologiques

Types:Fibres de gants, particules de scellant

Causes:

* Les opérateurs ne portent pas de costumes de salle blanche antistatiques.

* Vieillissement et détachement des anneaux d'étanchéité des équipements.

Solutions:

* Implémentez la classe A Cleanroom Management (ISO 7), équipée de douches à air.

* Inspectez régulièrement les joints de l'équipement et utilisez des matériaux Fluororubber pour améliorer la résistance à la corrosion.

1. Épaisseur de revêtement inégale

Types:Bords épais, taches creuses au centre

Causes:

* Déviation de l'espace de la tête de tête de revêtement> ± 5 μm.

* Fluctuation de la viscosité du lisier> 10% (par exemple, en raison de la détection retardée de la teneur solide).

Solutions:

Introduire des jauges d'épaisseur laser (précision: ± 1 μm) pour un réglage en boucle fermée en temps réel du positionnement des lames.

Utilisez un système d'alimentation à double vis pour stabiliser la pression d'administration de suspension.

2. Contamination des matières étrangères

Types:Poussière, lubrifiants de l'équipement

Causes:

* Dépôt de poussière causé par des filtres à four bouchées.

* Lubrifier les fuites d'huile à partir des roulements de tête de revêtement.

Solutions:

* Nettoyez les filtres à four toutes les 4 heures et installez des capteurs de pression différentielle pour l'alerte précoce.

* Remplacez les lubrifiants de pièces mobiles par de la graisse de qualité alimentaire.

1. Résidus de solvant

Types:Solvants organiques tels que NMP, DME, etc.

Causes:

* Température de séchage insuffisante (par exemple,<120°C).

* Concevoir des défauts dans le système de circulation de l'air chaud (vitesse de l'air<2 m/s).

Solutions:

* Mettre en œuvre la spectroscopie infrarouge pour la détection en ligne, contrôlant les niveaux de résidus à<0.1%.

* Optimiser la conception du conduit d'air du four pour assurer l'uniformité de la température à ± 2 degrés.

2. Oxydation des électrodes

Types:Épaississement de la couche d'oxyde de surface d'aluminium.

Causes:

* Point de rosée d'environnement de séchage> -40 degré.

* Temps d'exposition aux électrodes> 10 minutes.

Solutions:

* Introduire un système de séchage protégé à l'azote avec une teneur en oxygène <5 ppm.

* Utilisez une ligne de séchage continue pour minimiser l'intervention manuelle.

1. Burrs excessifs

Types:Burrs métalliques (feuille de cuivre / papier d'aluminium)

Causes:

* Usure d'outil (rayon de bord lame> 2 μm).

* Contrainte thermique générée lors de la vitesse de rotation> 150 m / min.

Solutions:

* Utilisez des lames enduites de diamant, augmentant la durée de vie de 5 fois.

* Appliquer la technologie de tranche laser (largeur d'impulsion <10NS), atteignant les territoires inférieurs ou égaux à 2 μm.

2. Contamination de la poussière

Types:Particules de matériau actif

Causes:

＊ L'échec de la poussière aspirez rapidement après la tranche.

＊ Mauvaise adhésion sur les surfaces des électrodes (par exemple, rapport de liant insuffisant).

Solutions:

＊ Installez un système de collecte de poussière de pression négatif avec une vitesse> 10 m / s.

＊ Optimisez le processus de calendrier pour augmenter la densité des électrodes à 2,2 g / cm³.

1. Riède du séparateur

Types:Rides transversales / longitudinales

Causes:

＊ Fluctuations de tension de détention instables> 5%.

＊ Déviation de la concentricité de l'arbre enroulement> 5 μm.

Solutions:

＊ Implémentez le contrôle en boucle fermée à l'aide de freins en poudre magnétique et de capteurs de tension.

＊ Calibrer régulièrement l'arbre d'enroulement pour maintenir le ruissellement en dessous de 3 μm.

2. Affaire étrangère intégrer

Types:Fibres, scories de soudage

Causes:

＊ débris flottants dans l'environnement (par exemple, fragments de tissu non tissés).

＊ Les éclaboussures métalliques générées lors du soudage à l'onglet.

Solutions:

＊ Humidité de l'atelier de contrôle à 30% -40% RH pour réduire l'adhésion statique.

＊ Installez les écrans de protection du soudage au laser dans les stations de soudage, en obtenant un taux de capture des éclaboussures> 99%.

1. Contamination par électrolyte

Types:Humidité, ions métalliques

Causes:

＊ Point de rosée de rosée de stockage d'électrolyte> -40 degré.

＊ Nettoyage incomplet du pipeline d'injection.

Solutions:

＊ Utilisez la technologie de séchage du tamis moléculaire au lithium pour maintenir la teneur en humidité <5 ppm.

＊ Circuler le solvant DME à travers le pipeline d'injection trois fois avant l'injection.

2. Déviation du volume d'injection

Types:Trop rempli ou sous-remplissage

Causes:

＊ Précision de la pompe de mesure <0. 1% FS.

＊ Fluctuation de la viscosité des électrolytes avec variation de température> 5%.

Solutions:

＊ Équipez avec des débits de masse (précision: ± 0. 05%).

＊ Installez un système de température constant (25 ± 1 degré) pour le réservoir de stockage d'électrolyte.

1. Résidus de gaz

Types:Co₂, h₂

Causes:

＊ Génération de gaz due à la décomposition du film SEI pendant la formation.

＊ Dedassing incomplet (par exemple, niveau de vide> 10⁻³ PA).

Solutions:

＊ Implémentez un protocole de formation étanche (par exemple, {{0}}. 1c → 0. 3c → 0,5c).

＊ Installez les dispositifs de combustion catalytique dans les salles de vieillissement, en réalisant une efficacité de traitement> 99%.

2. Anomalies de tension

Types:Baisse de tension due à l'auto-décharge

Causes:

＊ Circuits de micro-short internes (par exemple, des particules métalliques pénétrant le séparateur).

Solutions:

＊ Introduire des modèles de prédiction d'auto-décharge basés sur l'IA avec une précision jusqu'à ± 0. 5% par mois.

＊ Effectuer des inspections aux rayons X après le vieillissement, atteignant un taux de détection de matière étrangère> 95%.

Processus de nettoyage au niveau atomique

La technologie de nettoyage du plasma (par exemple, le plasma O₂) est utilisée pour éliminer les contaminants de niveau nano de la surface des électrodes.

Système de détection intelligente

L'intégration de la vision machine (résolution: 1 μm) et des algorithmes AI permet une classification en temps réel des défauts.

Système de matériaux d'auto-réparation

L'addition de dérivés du ferrocène dans le film SEI permet une réparation automatique des défauts lorsque le film SEI se casse.

Le contrôle des défauts d'isolation et des matières étrangères dans les cellules de la batterie au lithium doit adhérer au principe de «prévention d'abord, détection deuxième». Grâce à l'optimisation des matériaux (par exemple, les électrolytes à l'état solide), les innovations de processus (par exemple, la gestion du laser) et la gestion intelligente (par exemple, les jumeaux numériques), le risque de contamination des matières étrangères peut être réduit à ci-dessous 0. 1 ppm. À l'avenir, avec l'utilisation généralisée de l'inspection de la qualité basée sur l'IA et des technologies de caractérisation in situ, la fabrication de cellules de batterie se déplacera vers l'objectif de «défauts zéro».