Kecacatan penebat yang berpotensi dalam setiap proses pembuatan sel bateri lithium, penyebab dan penyelesaiannya.

Semasa proses pembuatan sel bateri lithium, kecacatan penebat dan pencemaran bahan asing adalah isu utama yang mempengaruhi keselamatan bateri dan konsistensi. Berikut adalah analisis sistematik tentang potensi risiko dalam setiap proses dari perspektif proses, bersama dengan penyelesaian yang disasarkan:

1. Pencemaran zarah logam

Jenis:Serpihan logam seperti Fe, Cu, Al, dll.

Punca:

* Bahan mentah (contohnya serbuk NCM) tidak menjalani penapisan magnet.

* Abrasion peralatan pencampuran (contohnya pengadun planet) menghasilkan zarah logam.

* Pengenalan serpihan logam dari alat semasa operasi manual.

Penyelesaian:

* Gunakan sistem penapisan magnet pelbagai peringkat (contohnya rod magnet nadir bumi) dengan ketepatan penapisan sehingga 5μm.

* Gantikan komponen peralatan slurry-contacting dengan bahan seramik atau poliether ketone (PEEK).

* Mewujudkan protokol pengurusan alat yang ketat, melarang alat logam memasuki barisan pengeluaran.

2. Sisa kekotoran organik

Jenis:Serat sarung tangan, zarah sealant

Punca:

* Pengendali tidak memakai saman bersih anti-statik.

* Penuaan dan detasmen cincin pengedap peralatan.

Penyelesaian:

* Melaksanakan kelas A Cleanroom Management (ISO 7), dilengkapi dengan pancuran udara.

* Secara kerap memeriksa meterai peralatan dan gunakan bahan fluororubber untuk meningkatkan rintangan kakisan.

1. Ketebalan salutan yang tidak sekata

Jenis:Tepi tebal, bintik -bintik kosong di tengah

Punca:

* Penyimpangan jurang bilah kepala salutan> ± 5μm.

* Kelikatan kelikatan buburan> 10% (contohnya, disebabkan oleh pengesanan kandungan pepejal).

Penyelesaian:

Memperkenalkan alat pengukur ketebalan laser (ketepatan: ± 1μm) untuk pelarasan gelung tertutup masa nyata.

Gunakan sistem pemakanan berkembar untuk menstabilkan tekanan penghantaran buburan.

2. Pencemaran perkara asing

Jenis:Debu, pelincir peralatan

Punca:

* Pemendapan habuk yang disebabkan oleh penapis ketuhar tersumbat.

* Kebocoran minyak pelincir dari galas kepala salutan.

Penyelesaian:

* Bersihkan penapis ketuhar setiap 4 jam dan memasang sensor tekanan perbezaan untuk amaran awal.

* Gantikan pelincir bahagian bergerak dengan gris gred makanan.

1. Sisa pelarut

Jenis:Pelarut organik seperti NMP, DME, dll.

Punca:

* Suhu pengeringan yang tidak mencukupi (misalnya,<120°C).

* Kelemahan reka bentuk dalam sistem peredaran udara panas (kelajuan udara<2 m/s).

Penyelesaian:

* Melaksanakan spektroskopi inframerah untuk pengesanan dalam talian, mengawal tahap residu ke<0.1%.

* Mengoptimumkan reka bentuk saluran udara ketuhar untuk memastikan keseragaman suhu dalam ± 2 darjah.

2. Pengoksidaan elektrod

Jenis:Penebalan lapisan oksida permukaan aluminium.

Punca:

* Pengeringan persekitaran embun titik> -40 darjah.

* Masa pendedahan elektrod> 10 minit.

Penyelesaian:

* Memperkenalkan sistem pengeringan yang dilindungi nitrogen dengan kandungan oksigen <5 ppm.

* Gunakan garis pengeringan berterusan untuk meminimumkan campur tangan manual.

1. Burrs yang berlebihan

Jenis:Burrs logam (foil tembaga/aluminium)

Punca:

* Alat memakai (radius tepi bilah> 2μm).

* Tekanan terma yang dihasilkan apabila kelajuan slits> 150m/min.

Penyelesaian:

* Gunakan bilah bersalut berlian, meningkatkan jangka hayat sebanyak 5 kali.

* Memohon teknologi slit laser (lebar pulse <10NS), mencapai burrs kurang daripada atau sama dengan 2μm.

2. Pencemaran habuk

Jenis:Zarah bahan aktif

Punca:

＊ Kegagalan untuk mengosongkan habuk dengan segera selepas slitting.

＊ Lekatan miskin pada permukaan elektrod (misalnya, nisbah pengikat yang tidak mencukupi).

Penyelesaian:

＊ Pasang sistem pengumpulan habuk tekanan negatif dengan kelajuan udara> 10 m/s.

＊ Mengoptimumkan proses kalender untuk meningkatkan ketumpatan elektrod ke atas 2.2 g/cm³.

1. Pemisah kedutan

Jenis:Kedutan melintang/membujur

Punca:

＊ turun naik ketegangan yang tidak stabil> 5%.

＊ Penyimpangan Concentricity aci berliku> 5μm.

Penyelesaian:

＊ Melaksanakan kawalan gelung tertutup menggunakan brek serbuk magnet dan sensor ketegangan.

＊ kerap menentukur batang penggulungan untuk memastikan larian di bawah 3μm.

2. Perkara asing membenamkan

Jenis:Serat, kimpalan kimpalan

Punca:

＊ Serpihan terapung di alam sekitar (contohnya, serpihan kain bukan tenunan).

＊ percikan logam yang dihasilkan semasa kimpalan tab.

Penyelesaian:

＊ Kawalan bengkel kelembapan pada 30% -40% RH untuk mengurangkan lekatan statik.

＊ Pasang skrin pelindung kimpalan laser di stesen kimpalan, mencapai kadar penangkapan spatter> 99%.

1. Pencemaran elektrolit

Jenis:Kelembapan, ion logam

Punca:

＊ Persekitaran Penyimpanan Elektrolit Dew Point> -40 ijazah.

＊ Pembersihan saluran paip suntikan yang tidak lengkap.

Penyelesaian:

＊ Gunakan teknologi pengeringan saring molekul lithium untuk mengekalkan kandungan kelembapan <5 ppm.

＊ Mengedarkan pelarut DME melalui saluran suntikan tiga kali sebelum suntikan.

2. Penyimpangan jumlah suntikan

Jenis:Overfilling atau underfilling

Punca:

＊ ketepatan pam pemeteran <0. 1% fs.

＊ Elektrolit kelikatan turun naik dengan variasi suhu> 5%.

Penyelesaian:

＊ melengkapkan dengan meter aliran massa (ketepatan: ± 0. 05%).

＊ Pasang sistem suhu malar (25 ± 1 darjah) untuk tangki penyimpanan elektrolit.

1. Sisa gas

Jenis:CO₂, H₂

Punca:

＊ Penjanaan gas akibat penguraian filem SEI semasa pembentukan.

＊ Degassing tidak lengkap (misalnya, tahap vakum> 10⁻³ PA).

Penyelesaian:

＊ Melaksanakan protokol pembentukan melangkah (misalnya, {0}}. 1c → 0. 3c → 0.5c).

＊ Pasang peranti pembakaran pemangkin di bilik penuaan, mencapai kecekapan rawatan> 99%.

2. Keabnormalan voltan

Jenis:Penurunan voltan kerana pelepasan diri

Punca:

＊ Litar mikro-pendek dalaman (misalnya, zarah logam menembusi pemisah).

Penyelesaian:

＊ Memperkenalkan model ramalan diri berasaskan AI dengan ketepatan sehingga ± 0. 5% sebulan.

＊ Melakukan pemeriksaan sinar-X selepas penuaan, mencapai kadar pengesanan bahan asing> 95%.

Proses pembersihan peringkat atom

Teknologi pembersihan plasma (contohnya, plasma o) digunakan untuk menghilangkan bahan cemar peringkat nano dari permukaan elektrod.

Sistem Pengesanan Pintar

Integrasi penglihatan mesin (resolusi: 1μm) dan algoritma AI membolehkan klasifikasi kecacatan masa nyata.

Sistem bahan pembaikan diri

Penambahan derivatif Ferrocene dalam filem SEI membolehkan pembaikan automatik kecacatan apabila filem SEI pecah.

Mengawal kecacatan penebat dan perkara asing dalam sel -sel bateri lithium mesti mematuhi prinsip "pencegahan pertama, pengesanan kedua." Melalui pengoptimuman bahan (contohnya, elektrolit keadaan pepejal), inovasi proses (contohnya, slit laser), dan pengurusan pintar (misalnya, kembar digital), risiko pencemaran bahan asing dapat dikurangkan ke bawah 0 1 ppm. Pada masa akan datang, dengan penggunaan pemeriksaan kualiti berasaskan AI dan teknologi pencirian dalam-situ, pembuatan sel bateri akan bergerak ke arah matlamat "kecacatan sifar."