今日のエネルギー分野において、リチウム電池はその優れた性能により重要な位置を占めています。私たちがよく知っているテスラ電気自動車に使用されている 21700 個のリチウムイオン電池から、さまざまな電子機器の電源に至るまで、リチウム電池はあらゆるところにあります。では、この高性能リチウム電池は実際どのようにして製造されているのでしょうか？リチウム電池製造の神秘的な旅を一緒に探索しましょう。
リチウム電池は主にリチウム金属電池とリチウムイオン電池の2つに分類されます。このうちリチウムイオン電池は充電式であり、金属リチウムを含まない。以下では、リチウム電池の21の製造工程を写真と文章で詳しく解説します。
- 負極スラリー混合
負極スラリーの混合は、リチウム電池製造における重要なリンクの 1 つです。負極活物質、導電剤、結着剤などを混合し、混練して均一なペーストを形成する工程です。混合したスラリーを処理する必要があります。たとえば、超音波脱気や真空脱気などの方法は、気泡や不純物を除去し、スラリーの膨潤性、安定性、加工性を向上させるために使用されます。
利点とハイライト: 正確な混合比と混練プロセスを通じて、負極材料の均一性を確保し、その後の電池性能の基礎を築きます。超音波脱泡および真空脱泡により、スラリー中の小さな気泡を効率的に除去することができ、負極ペーストがよりコンパクトになり、充放電効率と電池のサイクル寿命が向上します。
- 正極スラリー混合
正極スラリーの混合も非常に重要です。正極活物質、導電剤、バインダー、その他の添加剤を均一なスラリーに混合し、コーティングやプレスなどの後続のプロセスの基礎を築きます。正極スラリー混合プロセスの利点は、正極材料が各成分と確実に完全に混合され、電池の性能と安定性が向上することです。スラリー比率とプロセスパラメータを正確に制御することにより、安定した性能と信頼性の高い品質を備えた正極材料を調製できます。
利点とハイライト: 正極活物質と添加剤の慎重に選択された組み合わせにより、正極スラリーは高いエネルギー密度と優れた電気化学的性能を備えます。厳密に制御されたスラリー混合プロセスにより、材料の均一な分布が保証され、局所的な性能差が低減され、バッテリーの全体的な一貫性と信頼性が向上します。
- コーティング
コーティング技術は、接着剤やその他の液体を基材上にコーティングし、オーブンで乾燥または硬化させた後、特殊な機能性フィルム層を形成するプロセスです。産業、民生、エレクトロニクス、オプトエレクトロニクスなどの多くの産業で広く使用されています。その利点としては、高効率により高速かつ連続的な塗装作業が実現できることが挙げられます。均一性、正確な制御システムを通じて均一なコーティング厚さを保証します。柔軟性があり、さまざまな基材やコーティング材料に適しています。低公害かつ低エネルギー消費の装置とプロセスを使用して環境を保護します。
利点とハイライト: 高度なコーティング装置により、基材上にスラリーを迅速かつ正確にコーティングできるため、生産効率が大幅に向上します。高精度の制御システムにより、コーティング厚さの誤差が非常に小さい範囲内に収まり、電池性能の安定性が確保されます。さまざまな電池の種類と要件に応じて、適切な基板とコーティング材料を選択して、多様な市場のニーズを満たすことができます。同時に、環境に優しいコーティングプロセスにより、環境への影響が軽減されます。
- ローリング
ローラープレスは、アノード材料とカソード材料をより小さな粒子に分解するか、複数の薄いシートをしっかりと固定して、しっかりとした正極と負極の構造を形成します。主軸、砥石、送り装置、伝達系、制御系で構成されます。作業時には、リチウム電池材料が供給ポートに送られ、主軸が砥石車を回転させ、材料は 2 つの砥石車の間に挟まれて、必要な形状とサイズに圧縮されます。その技術的特徴は、高効率、均一性、柔軟性、環境保護に反映されています。
利点とハイライト: 効率的な圧延プロセスにより、大量の材料を迅速に処理し、生産効率を向上させることができます。均一な圧力分布により、正極材料と負極材料が接近し、バッテリーのエネルギー密度とサイクル寿命が向上します。柔軟性により、装置はさまざまな厚さと仕様の材料に適応し、さまざまなバッテリー設計の要件を満たすことができます。環境保護の面では、低騒音・低消費電力設計を採用し、環境への負担を軽減します。
- スリッティング
スリットは電池製造において重要な役割を果たします。塗布された広幅フィルムを縦方向に複数枚にスリットし、一定幅仕様の上下の単一ロールに巻き取り、後の電池組み立てに備えます。
利点とハイライト: 高精度のスリット装置により、ポールピースの幅が均一になるため、組み立てプロセスでの誤差が減少します。スリット速度が速いため生産効率が向上し、大量生産のニーズに対応します。スリット付きポールピースは端がきれいで、バッテリーの安全性と性能の安定性を向上させるのに役立ちます。
- ポールピースの焼き付け
ポールピースのベーキングは、ポールピース内の水分と揮発性有機化合物を除去し、ポールピースの安定性と信頼性を向上させることを目的としています。ベーキングプロセスには、機器のチェックと予熱、およびポールピースの前処理を含む準備段階が含まれます。設定された時間と温度に従って実行されるベーキング段階。冷却ステージは、ポールピースを熱損傷から保護し、その性能を安定させます。
利点とハイライト: ベーキング温度と時間を厳密に制御することで、ポールピース内の水分と不純物を効果的に除去し、ポールピースの純度と導電率を向上させることができます。予熱および冷却段階での微細な処理により、ベーキングプロセス中のポールピースの安定性が確保され、温度変化による変形や損傷が軽減されます。焼き付けされたポールピースは性能が向上し、バッテリーの耐用年数が長くなります。
- 巻き上げ
巻き付けでは、正極、負極、セパレータ、その他の部品をしっかりと巻き付けてバッテリーセルを形成します。正確な巻き取り制御により、バッテリー内の材料の均一な分布が保証され、効率と安全性が向上します。巻き取り速度、張力、位置調整などの主要なパラメータは、バッテリーの性能と品質に重要な影響を与えます。
利点とハイライト: 高度な巻線装置は、高精度の巻線制御を実現し、正極と負極とセパレータの間の密着性を確保し、内部空隙を減らし、電池のエネルギー密度を向上させることができます。巻き取り速度と張力を適切に調整することで、生産効率を確保できるだけでなく、材料の過度の伸びや緩みを回避し、電池の性能安定性を向上させることができます。適切な位置合わせにより、バッテリー内の電流分布がより均一になり、局所的な過熱や損傷のリスクが軽減されます。
- ケーシング挿入
ケーシングの挿入プロセスは、バッテリー製造における重要なリンクです。バッテリーセルをバッテリーケースに入れると、バッテリーセルを保護し、安全性と性能の安定性を確保できます。このプロセスには、バッテリーセルの組み立て、バッテリーケースの組み立て、シーラントの塗布、バッテリーセルの配置、バッテリーケースの密閉、溶接固定が含まれます。
利点とハイライト: 慎重に設計されたバッテリーケースは、バッテリーセルを外部環境の影響から効果的に保護し、バッテリーの安全性を向上させます。シーラントを塗布することでバッテリーの気密性が確保され、湿気や不純物の侵入を防ぎ、バッテリーの寿命を延ばします。正確な組み立てプロセスと溶接固定により、バッテリー構造の堅牢性が保証され、バッテリーの耐衝撃性と耐振動性が向上します。
- スポット溶接
バッテリースポット溶接プロセスでは、バッテリーコンポーネント上の電極材料を導電性ストリップに溶接します。抵抗加熱の原理を利用して、瞬時に高温加熱することで溶接材料を溶かし、はんだ接合部を形成します。プロセス フローには、準備作業、溶接パラメータの設定、バッテリー コンポーネントの取り付け、溶接の実行、溶接品質の検査、および再加工または研削の実行が含まれます。スポット溶接プロセスは継続的に最適化および開発されています。たとえば、ロボット溶接技術を導入して効率を向上させたり、パラメータを最適化して品質と安定性を向上させたりします。
利点とハイライト: スポット溶接プロセスでは、迅速かつ信頼性の高い接続を実現し、電極と導電性ストリップ間の良好な導電性を確保できます。溶接パラメータを正確に設定すると、溶接温度と時間を制御して、バッテリー材料への過度の損傷を回避できます。ロボット溶接技術の適用により、溶接の精度と効率が向上し、人的ミスが減少します。厳格な溶接品質検査により、各はんだ接合部の品質が保証され、バッテリーの全体的な性能と信頼性が向上します。
- ベーキング
バッテリーのベーキングプロセスによりバッテリーの内外の水分が除去され、安定性と信頼性が向上します。また、溶接の循環にも役立ち、バッテリーの老化プロセスをシミュレートします。具体的なプロセスには、温度設定、加熱と予熱、安定ベーキング、冷却と停止、検査と検証が含まれます。
メリットとハイライト: 適切な温度設定とベーキング時間により、バッテリー内の水分を徹底的に除去し、バッテリー内の湿度を下げ、バッテリーの絶縁性能と安定性を向上させることができます。ベーキング処理により溶接箇所が完全に固まり、溶接品質が向上します。バッテリーの劣化プロセスをシミュレーションすることで、潜在的な問題を事前に検出し、使用中のバッテリーの信頼性を確保できます。冷却および検査検証手順により、ベーキング後のバッテリーの性能が要件を満たしていることが確認されます。
- 液体注入
電池製造において、注液は電解液の量と注入時間を制御し、注入口から電池内に電解液を注入します。その目的は、正極シートと負極シートの間でリチウムイオンの可逆循環を確保するためのイオンチャネルを形成することです。プロセスフローとしては、前処理、液体注入、配置、検出が含まれます。
利点とハイライト: 注入量と注入速度を正確に制御することで、バッテリー内の電解質の均一な分布を確保し、良好なイオン チャネルを形成できます。前処理工程により、バッテリー内部の不純物や残留電解液が除去され、注液の品質が向上します。配置時間を合理的に制御することで、電解液がバッテリー内部に完全に浸透し、バッテリーの性能が向上します。厳密な検出により、液体注入の品質が要件を満たしていることが保証され、バッテリーの信頼性が保証されます。
- キャップの溶接
溶接キャッププロセスは、バッテリーキャップをバッテリーに固定して、バッテリー内部を損傷から保護し、正極と負極の安全な絶縁を確保します。技術の発展に伴い、溶接装置と技術は継続的に最適化され、コストを削減し、性能を向上させています。
利点とハイライト: 高品質のバッテリー キャップはバッテリーの内部構造を効果的に保護し、外部要因によるバッテリーの損傷を防ぎます。高度な溶接装置と技術により、キャップとバッテリーがしっかりと接続され、バッテリーの密閉性と安全性が向上します。最適化されたプロセスにより、生産コストが削減され、同時にバッテリーの性能と信頼性が向上します。
- クリーニング
バッテリー製造時の洗浄では、バッテリー表面の汚れ、不純物、残留物を除去し、バッテリーの性能と寿命を向上させます。洗浄方法には浸漬法、スプレー法、超音波洗浄法などがあります。
利点とハイライト: 浸漬法により、バッテリーコンポーネントを完全に浸し、表面の頑固な汚れを除去できます。スプレー方式により表面の汚れを素早く洗い流すことができ、洗浄効率が向上します。超音波洗浄方式は、超音波の振動を利用して電池部品の微細孔に浸透し、汚れや残留物を徹底的に除去します。複数の洗浄方法を組み合わせることで、バッテリーの清浄度が確保され、バッテリーの性能と信頼性が向上します。
- 乾式保管
乾式保管では、バッテリーの内部環境を乾燥した湿気のない状態に保ちます。湿気はバッテリーの性能と寿命に影響を与え、さらには安全上の事故を引き起こす可能性があります。環境要件には、20 ～ 30°C の温度制御、30 ～ 50% の湿度制御、空気質の粒子濃度が 100,000 粒子/立方メートル以下であり、フィルターが必要であることが含まれます。真空乾燥とオーブン乾燥の2つの方法を採用。
利点とハイライト: 厳密に制御された温度と湿度の条件により、バッテリーの湿気を効果的に防ぎ、バッテリーの性能を安定に保つことができます。粒子濃度が低い環境では、バッテリーへの汚染が軽減され、バッテリーの品質が向上します。真空乾燥とオーブン乾燥の 2 つの方法を、さまざまなバッテリーの種類と要件に応じて選択して、乾燥効果を確保し、生産効率を向上させることができます。
- アライメントの検出
バッテリーのアライメントとは、内部コンポーネントの相対的な位置と角度の精度を指し、バッテリーの物理的構造、電気化学的性能、安全性に関連します。検出プロセスには、準備段階、テスト対象のバッテリーの位置決め、画像の撮影、画像処理、エッジ検出、位置合わせの計算、位置合わせの決定、および結果の記録が含まれます。バッテリーの種類やアプリケーションのシナリオが異なれば、調整要件も異なります。例えば、リチウム電池の両面の位置合わせは通常0.02mm以内です。
利点とハイライト: 高精度の検出装置と方法により、バッテリーの内部コンポーネントの位置合わせを正確に測定し、バッテリーの物理的構造の安定性を確保できます。適切な位置合わせにより、バッテリーの電気化学的性能が向上し、内部短絡のリスクが軽減されます。厳格な調整基準によりバッテリーの品質と安全性が保証され、さまざまなアプリケーションシナリオのニーズに対応します。
- 大文字と小文字のコーディング
ケースコーディングでは、製品のバッチ番号、バーコード、QR コードなどのさまざまな情報をバッテリーケースにマークし、製品のトレーサビリティと識別性を確保します。コーディング要件には、正確な内容、正確な位置、鮮明な品質、適切なインクの付着力と乾燥時間が含まれます。
利点とハイライト: 明確で正確なコーディング内容により、製品のトレーサビリティと管理が容易になり、生産プロセスの制御性が向上します。正確なコーディング位置により、コーディング情報の美しさと読みやすさが保証されます。高品質なコーディング効果により、バーコードやQRコードの認識率を確保し、商品の流通・販売を促進します。適切なインクの付着力と乾燥時間により、コーディングの耐久性が確保され、摩耗したり剥がれたりしにくくなります。
- 形成
形成 (活性化とも呼ばれます) は、バッテリー製造における重要なプロセスです。充放電方法により、電池内部の電気化学的活性物質が活性化されて安定した固体電解質界面膜（SEI膜）が形成され、電池の高性能かつ安全な動作が保証されます。これには、最初の充電中に SEI フィルムを形成するステップ、効率を向上させるためのステップ電流での充電、性能をテストするための放電と再充電などのステップが含まれます。
利点とハイライト: 形成プロセスの最初の充電により、バッテリー内の活性物質が効果的に活性化され、安定した SEI フィルムが形成され、バッテリーの保存性能、サイクル寿命、レート性能、安全性が向上します。段階的電流充電方法は、生産効率を向上させるだけでなく、SEI フィルムの均一性と安定性を確保します。放電と再充電のプロセスでは、バッテリーの性能をさらにテストし、バッテリーの品質が要件を満たしていることを確認できます。
- OCV測定
OCV は、開回路状態におけるバッテリーの正極と負極間の電位差であり、バッテリーの内部電気化学状態を反映し、充電状態、容量、健康状態と密接に関連しています。測定原理は、外部負荷を切断し、バッテリーの内部化学反応が平衡に達するのを待ってから、開回路電圧を測定することです。方法としては、静的試験法、急速試験法、充放電サイクル試験法などがあります。
利点とハイライト: 正確な OCV 測定は、バッテリーの性能評価、寿命予測、および故障検出の重要な基礎を提供します。静的テスト方法はシンプルで実装が簡単で、バッテリーの実際の状態を正確に反映できます。迅速なテスト方法により、テスト時間を短縮し、生産効率を向上させることができます。充放電サイクル試験法は、電池の性能や安定性をより総合的に評価でき、電池の品質管理を強力にサポートします。
- 常温保存
常温保管はバッテリーの性能と品質の安定を確保するためのリンクです。短期保管の場合、温度は -20°C ～ 35°C、湿度は 65±20% RH に制御されます。長期保管の場合は、温度10℃～25℃、湿度は同じで、50％～70％の充電と定期的な充放電が必要です。保管環境は乾燥しており、腐食性ガスがなく、十分に換気されており、水源、火源、高温から離れている必要があります。
利点とハイライト: 適切な温度と湿度の制御により、バッテリーの性能を安定に保ち、バッテリーの寿命を延ばすことができます。適切な量の充電と定期的な充放電により、バッテリーの過度の自己放電による不可逆的な容量の低下を防ぐことができます。良好な保管環境により、バッテリーが外部要因による影響を受けるのを回避し、バッテリーの安全性と信頼性を確保できます。
- 容量のグレーディング
バッテリー容量のグレーディングは、容量と性能によってバッテリーを分類および選別することです。充放電を行ってデータを記録することで、各電池の容量や内部抵抗などのデータを取得し、品質グレードを決定します。目的には、品質スクリーニング、容量マッチング、電圧バランス、安全性の確保、効率の向上などが含まれます。
利点とハイライト: 容量グレーディング プロセスにより、品質が一貫していないバッテリーを正確に選別し、消費者に届くすべてのバッテリーが厳密にテストされた高品質の製品であることを保証します。容量を一致させると、複数のバッテリーを組み合わせて使用する効果が向上し、全体的なパフォーマンスが向上します。電圧バランスにより、リチウム電池パックの性能と寿命を保証できます。容量グレーディングを通じて、製造プロセスの異常を発見し、潜在的な安全上の危険を回避し、バッテリーの充放電効率を向上させることができます。
- 最終工程
完成品の外観検査、コーディング、スキャニング二次検査、梱包、入庫。リチウム電池の製造プロセスは複雑かつ緻密です。すべてのプロセスはバッテリーの性能と品質に関係しています。原料の調合から製品の検査に至るまで、そのすべてに技術の力と職人の魂が込められています。
Yixinfeng は業界のリーダーとして、リチウム電池製造のための高度な機器とソリューションを提供することに常に尽力してきました。当社の新しい装置は、リチウム電池製造のあらゆる面で優れた性能と利点を実証しました。高効率で精密なコーティング装置、安定性と信頼性の高い巻線装置、インテリジェントな検出装置など、リチウム電池生産に高い効率、より良い品質、より強力な競争力をもたらします。 Yixinfeng を選択することは、品質と革新性を選択することです。リチウム電池製造のより良い未来を築くために力を合わせましょう。
レーザーフレキシブルダイカットマシン（ブレードおよび積層バッテリー専用）
レーザーフレキシブルダイカットマシンは、レーザー技術を利用した型抜き加工装置です。レーザービームを集束させて材料を切断することにより、高い熱エネルギーを生成します。高品質、高精度、高効率、使いやすさ、安全性が高いです。キーひとつで変更でき、低コストです。
レーザーポールピース表面処理装置
レーザースクライビング技術は、バッテリーサイクル維持率を向上させ、バッテリーの内部抵抗を低減し、バッテリーの単位面積あたりのエネルギーを増加させ、エネルギー密度とレートを向上させることができます。
レーザーダイカット巻取り・平坦化一体機（大型シリンダー φ18650～φ60140）
Yixinfeng は、絶対 POS エネルギー追従アルゴリズムを備えたレーザー切断システムを独自に開発しています。生産速度は120m/minで安定しています。一体型の機械は打ち抜きによる調整が可能で、AB電池のセル巻きにも対応しています。幅広い互換性を持っています。この装置は、18/21/32/46/50/60 などのすべてのモデルのバッテリーセルを製造できます。
耳カス回収・圧縮一体機
この廃棄物キャビネットは、リチウム電池用正極材、負極材のスリットや打ち抜き工程で発生する廃棄物を回収・圧縮するために当社が開発した保管・押出一体型機械です。簡単な操作、便利な廃棄物排出、小さな床面積、安定した動作、低騒音という特徴があります。リチウム電池の製造工程では、一定量の耳くずが発生します。効果的に収集および処理できない場合、生産環境の清浄度に影響を与え、さらには安全上の危険を引き起こす可能性があります。耳カス回収・圧縮一体機を使用することで、生産ラインの廃棄物を適時に清掃し、生産環境を清潔に保つことができ、生産の安全性と安定性の向上につながります。さらに、比較的効率的な廃棄物収集方法により、人件費と時間コストを削減できます。資源リサイクルの観点から見ると、圧縮された耳くずはその後の処理や再利用に便利であり、資源のリサイクルに役立ち、持続可能な開発の概念に適合します。
フィルターエレメント自動洗浄機
フィルターエレメント自動洗浄機は、フィルターエレメントを洗浄するための装置です。通常、効率的かつ徹底的な洗浄効果を実現するために、さまざまなテクノロジーと機能が使用されます。フィルターエレメント自動洗浄機は、簡単な操作と効率的な洗浄の特徴を備えており、コストを削減し、フィルターエレメントの耐用年数を延ばすことができます。リチウム電池生産設備の良好な性能を維持し、製品の品質を確保し、コストを管理し、業界の持続可能な発展を促進する上で重要な役割を果たします。
千級チップ製造用除塵機
本装置はオンライン除塵方式を採用しています。パルス状の高速・高圧噴射気流により圧力膨張と微振動を発生させ、塵埃除去の目的を達成し、それを繰り返して連続循環させます。千級チップ製造用除塵機は、粉塵を抑制することでクリーン、安全、安定したリチウム電池の生産環境を提供し、リチウム電池の品質、性能、生産効率の向上を支える重要な脇役となっています。
