Mashine ya Kukomesha Betri ya Lithiamu: Kanuni, Michakato Muhimu na Miongozo ya Kudhibiti Ubora

Katika mchakato wa utengenezaji wa betri za lithiamu-ion, kawaida kuna njia kadhaa za kugawanya mchakato. Mchakato unaweza kugawanywa katika michakato kuu tatu: utengenezaji wa elektroni, mchakato wa kusanyiko na upimaji wa seli (kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu hapa chini), na pia kuna kampuni zinazoigawanya katika michakato ya kabla ya vilima na baada ya vilima, na hatua hii ya kuweka mipaka ni. mchakato wa vilima. Kwa sababu ya kazi yake ya nguvu ushirikiano, unaweza kufanya betri kuonekana ukingo awali, hivyo mchakato vilima katika utengenezaji wa betri lithiamu-ioni kama jukumu muhimu, ni muhimu, mchakato vilima zinazozalishwa na msingi limekwisha mara nyingi hujulikana kama tupu. seli ya betri (Jelly-Roll, inayojulikana kama JR).

Mchakato wa Kutengeneza Betri ya Lithium-ion
Katika mchakato wa utengenezaji wa betri ya lithiamu-ioni, mchakato wa vilima vya msingi unaonyeshwa kama ifuatavyo. Operesheni mahususi ni kuviringisha kipande cha nguzo chanya, kipande cha nguzo hasi na filamu ya kutengwa pamoja kupitia utaratibu wa sindano ya mashine ya vilima, na vipande vya nguzo chanya vilivyo karibu na hasi hutengwa na filamu ya kutengwa ili kuzuia mzunguko mfupi. Baada ya kumalizika kwa vilima, msingi umewekwa na karatasi ya wambiso ya kufunga ili kuzuia msingi kuanguka, na kisha inapita kwenye mchakato unaofuata. Katika mchakato huu, ufunguo ni kuhakikisha kuwa hakuna mawasiliano ya kimwili kati ya electrodes chanya na hasi, na kwamba karatasi hasi ya electrode inaweza kufunika kabisa karatasi chanya ya electrode katika mwelekeo wote wa usawa na wima.

Mchoro wa mpangilio wa mchakato wa vilima
Katika mchakato wa vilima vya msingi, kwa ujumla pini mbili za roll hubana tabaka mbili za diaphragm kwa ajili ya kuzungusha kabla, na kisha kulisha kipande cha pole chanya au hasi kwa zamu, na kipande cha nguzo kinafungwa kati ya tabaka mbili za diaphragm kwa vilima. Katika mwelekeo wa longitudinal wa msingi, diaphragm inazidi diaphragm hasi, na diaphragm hasi huzidi diaphragm nzuri, ili kuepuka mzunguko mfupi wa mawasiliano kati ya diaphragms chanya na hasi.

Mchoro wa mpangilio wa diaphragm ya kukandamiza sindano

Mchoro wa kimwili wa mashine ya vilima ya moja kwa moja

Mashine ya vilima ni kifaa muhimu cha kutambua mchakato wa vilima vya msingi. Kwa kurejelea mchoro hapo juu, sehemu zake kuu na kazi ni kama ifuatavyo.

1. Mfumo wa usambazaji wa kipande cha nguzo: fikisha vipande vya nguzo chanya na hasi kando ya reli ya mwongozo hadi tabaka mbili za diaphragm kati ya upande wa AA na upande wa BB kwa mtiririko huo ili kuhakikisha ugavi thabiti wa vipande vya nguzo.
2. Mfumo wa kufungua kiwambo: Inajumuisha kiwambo cha juu na cha chini ili kutambua ugavi wa kiotomatiki na unaoendelea wa kiwambo kwenye sindano ya kujipinda.
3. Mfumo wa udhibiti wa mvutano: kudhibiti mvutano wa mara kwa mara wa diaphragm wakati wa mchakato wa vilima.
4. Mfumo wa upepo na gluing: kwa kuunganisha na kurekebisha cores baada ya kufuta.
5. Upakuaji wa mfumo wa conveyor: Ondoa core moja kwa moja kutoka kwenye sindano na uziweke kwenye ukanda wa conveyor otomatiki.
6. Kubadili mguu: Wakati hakuna hali isiyo ya kawaida, hatua kwenye kubadili mguu ili kudhibiti uendeshaji wa kawaida wa vilima.
7. Kiolesura cha mwingiliano wa kompyuta na binadamu: na mpangilio wa parameta, utatuzi wa mwongozo, vidokezo vya kengele na kazi zingine.

Kutoka kwa uchambuzi wa hapo juu wa mchakato wa vilima, inaweza kuonekana kuwa upepo wa msingi wa umeme una viungo viwili visivyoweza kuepukika: kusukuma sindano na kuvuta sindano.
Kusukuma mchakato wa sindano: safu mbili za sindano zinaenea chini ya hatua ya kusukuma silinda ya sindano, kupitia pande zote za diaphragm, safu mbili za sindano zinazoundwa na mchanganyiko wa silinda ya sindano iliyoingizwa kwenye sleeve, safu za sindano. karibu ili kubana diaphragm, wakati huo huo, safu mbili za sindano huungana na kuunda umbo la kimsingi la ulinganifu, kama msingi wa vilima vya msingi.

Mchoro wa mchoro wa mchakato wa kusukuma sindano

Mchakato wa kusukuma sindano: baada ya kukamilika kwa vilima vya msingi, sindano mbili hutolewa chini ya hatua ya silinda ya kusukuma sindano, silinda ya sindano hutolewa kutoka kwa sleeve, mpira kwenye kifaa cha sindano hufunga sindano chini ya hatua ya chemchemi; na sindano mbili zimefungwa kwa mwelekeo tofauti, na ukubwa wa ncha ya bure ya sindano hupunguzwa ili kuunda pengo fulani kati ya sindano na uso wa ndani wa msingi, na kwa sindano iliyorudishwa kuhusiana na sleeve ya kubaki, sindano na sindano. msingi unaweza kutengwa vizuri.

Mchoro wa mchoro wa mchakato wa uchimbaji wa sindano

"Sindano" katika mchakato wa kusukuma na kuvuta sindano hapo juu inahusu sindano, ambayo, kama sehemu ya msingi ya mashine ya vilima, ina athari kubwa kwa kasi ya vilima na ubora wa msingi. Kwa sasa, mashine nyingi za vilima hutumia sindano za mviringo, za mviringo na za gorofa za umbo la almasi. Kwa sindano pande zote na mviringo, kutokana na kuwepo kwa arc fulani, itasababisha deformation ya sikio pole ya msingi, katika mchakato wa baadae ya msingi kubwa, lakini pia rahisi kusababisha wrinkling ndani na deformation ya msingi. Kuhusu sindano za gorofa zenye umbo la almasi, kwa sababu ya tofauti kubwa ya saizi kati ya shoka refu na fupi, mvutano wa kipande cha pole na diaphragm hutofautiana sana, na kuhitaji gari la kuendesha gari kwa upepo kwa kasi tofauti, ambayo inafanya mchakato kuwa mgumu kudhibiti. na kasi ya vilima kawaida ni ya chini.

Mchoro wa mchoro wa sindano za kawaida za vilima

Chukua sindano ngumu zaidi na ya kawaida ya umbo la almasi kama mfano, katika mchakato wa vilima na mzunguko wake, vipande vya nguzo chanya na hasi na diaphragm daima hufunikwa kwenye pointi sita za kona za B, C, D, E, F. na G kama sehemu ya usaidizi.

Mchoro wa mpangilio wa mzunguko wa sindano ya vilima yenye umbo la almasi bapa

Kwa hivyo, mchakato wa vilima unaweza kugawanywa katika vilima vya sehemu na OB, OC, OD, OE, OF, OG kama radius, na unahitaji tu kuchambua mabadiliko ya kasi ya mstari katika safu saba za angular kati ya θ0, θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, na θ7, ili kuelezea kikamilifu mchakato wa mzunguko wa mzunguko wa sindano ya vilima.

Mchoro wa mpangilio wa pembe tofauti za mzunguko wa sindano

Kulingana na uhusiano wa trigonometric, uhusiano unaofanana unaweza kupatikana.

Kutoka kwa equation hapo juu, ni rahisi kuona kwamba wakati sindano ya vilima imejeruhiwa kwa kasi ya mara kwa mara ya angular, kasi ya mstari wa vilima na angle inayoundwa kati ya hatua ya msaada ya sindano na vipande vyema na hasi vya pole na diaphragm ni. katika uhusiano wa kazi uliogawanywa. Uhusiano wa picha kati ya hizo mbili unaigwa na Matlab kama ifuatavyo:

Mabadiliko ya kasi ya vilima kwa pembe tofauti

Ni dhahiri kuwa uwiano wa kasi ya juu ya mstari kwa kasi ya chini ya mstari katika mchakato wa kukunja wa sindano tambarare yenye umbo la almasi kwenye takwimu inaweza kuwa zaidi ya mara 10. Mabadiliko hayo makubwa katika kasi ya mstari yataleta mabadiliko makubwa katika mvutano wa electrodes chanya na hasi na diaphragm, ambayo ndiyo sababu kuu ya kushuka kwa shinikizo la vilima. Kubadilika-badilika kwa mvutano kupita kiasi kunaweza kusababisha kunyoosha kiwambo wakati wa mchakato wa kukunja, kupungua kwa diaphragm baada ya kujipinda, na nafasi ya safu ndogo kwenye pembe za ndani baada ya kukandamiza msingi. Katika mchakato wa malipo, upanuzi wa kipande cha pole husababisha mkazo katika mwelekeo wa upana wa msingi haujajilimbikizia, na kusababisha wakati wa kupiga, na kusababisha kupotosha kwa kipande cha pole, na betri ya lithiamu iliyoandaliwa hatimaye inaonekana "S. "deformation.

Picha ya CT na mchoro wa disassembly wa msingi ulioharibika "S".

Kwa sasa, ili kutatua tatizo la ubora duni wa msingi (hasa deformation) unaosababishwa na sura ya sindano ya vilima, njia mbili hutumiwa kawaida: upepo wa mvutano wa kutofautiana na upepo wa kasi wa kutofautiana.

1. Vilima vya mvutano vinavyobadilika: Chukua betri ya silinda kama mfano, chini ya kasi ya angular mara kwa mara, kasi ya mstari huongezeka kwa idadi ya tabaka za vilima, ambayo husababisha kuongezeka kwa mvutano. Variable mvutano vilima, yaani, kwa njia ya mfumo wa kudhibiti mvutano, ili mvutano kutumika kwa kipande pole au diaphragm na ongezeko la idadi ya tabaka vilima na kupunguza linear, ili katika kesi ya kasi ya mzunguko wa mara kwa mara, lakini bado unaweza. fanya mchakato mzima wa vilima vya mvutano iwezekanavyo ili kudumisha mara kwa mara. Idadi kubwa ya majaribio ya kuhimili mvutano tofauti yamesababisha hitimisho zifuatazo:
a. Mvutano mdogo wa vilima, bora athari ya uboreshaji kwenye deformation ya msingi.
b. Wakati wa vilima vya kasi ya mara kwa mara, kipenyo cha msingi kinapoongezeka, mvutano hupungua kwa mstari na hatari ndogo ya deformation kuliko kwa upepo wa mvutano wa mara kwa mara.
2. Uviringo wa kasi unaobadilika: Chukua kisanduku cha mraba kama mfano, sindano ya kujipinda yenye umbo la almasi tambarare hutumiwa kwa kawaida. Wakati sindano imejeruhiwa kwa kasi ya angular mara kwa mara, kasi ya mstari inabadilika kwa kiasi kikubwa, na kusababisha tofauti kubwa katika nafasi ya safu kwenye pembe za msingi. Kwa wakati huu, hitaji la kasi ya mstari hubadilisha kupunguzwa kwa sheria ya mabadiliko ya kasi ya mzunguko, ambayo ni, vilima vya kasi ya mzunguko na mabadiliko ya pembe na mabadiliko, ili kutambua mchakato wa vilima wa kushuka kwa kasi kwa mstari kama ndogo. iwezekanavyo, ili kuhakikisha kuwa mabadiliko ya mvutano katika anuwai ya thamani ndogo ya amplitude.

Kwa kifupi, sura ya sindano vilima inaweza kuathiri flatness ya sikio pole (mavuno ya msingi na utendaji umeme), vilima kasi (tija), msingi mfadhaiko sare ya ndani (muonekano deformation matatizo) na kadhalika. Kwa betri za cylindrical, sindano za pande zote hutumiwa kawaida; kwa betri za mraba, sindano za elliptical au gorofa za rhombic kawaida hutumiwa (katika baadhi ya matukio, sindano za pande zote zinaweza pia kutumika kwa upepo na gorofa ya msingi ili kuunda msingi wa mraba). Kwa kuongeza, kiasi kikubwa cha data ya majaribio inaonyesha kwamba ubora wa cores una athari muhimu juu ya utendaji wa electrochemical na utendaji wa usalama wa betri ya mwisho.

Kulingana na hili, tumetatua baadhi ya masuala muhimu na tahadhari katika mchakato wa vilima vya betri za lithiamu, kwa matumaini ya kuepuka uendeshaji usiofaa katika mchakato wa vilima iwezekanavyo, ili kutengeneza betri za lithiamu zinazokidhi mahitaji ya ubora.

Ili kuibua kasoro za msingi, msingi unaweza kuzamishwa kwenye resin ya gundi ya AB epoxy kwa kuponya, na kisha sehemu ya msalaba inaweza kukatwa na kung'olewa na sandpaper. Ni bora kuchunguza sampuli zilizoandaliwa chini ya darubini au darubini ya elektroni ya skanning, ili kupata ramani ya kasoro ya ndani ya msingi.

Ramani ya kasoro ya ndani ya msingi
(a) Kielelezo kinaonyesha msingi uliohitimu usio na kasoro dhahiri za ndani.
(b) Katika takwimu, kipande cha nguzo ni dhahiri kimepinda na kuharibika, ambacho kinaweza kuhusiana na mvutano wa vilima, mvutano ni mkubwa sana kusababisha mikunjo ya kipande cha nguzo, na aina hii ya kasoro itafanya kiolesura cha betri kuharibika na lithiamu. mvua, ambayo itadhoofisha utendaji wa betri.
(c) Kuna kitu kigeni kati ya elektrodi na diaphragm katika takwimu. Kasoro hii inaweza kusababisha kutokwa na maji kwa kiasi kikubwa na hata kusababisha matatizo ya usalama, lakini inaweza kugunduliwa katika jaribio la Hi-pot.
(d) Electrode katika takwimu ina muundo hasi na chanya wa kasoro, ambayo inaweza kusababisha uwezo wa chini au mvua ya lithiamu.
(e) Electrode katika takwimu ina vumbi lililochanganywa ndani, ambayo inaweza kusababisha kuongezeka kwa kutokwa kwa betri.

Kwa kuongezea, kasoro ndani ya msingi pia inaweza kubainishwa na upimaji usioharibu, kama vile upimaji wa X-ray na CT unaotumika sana. Ufuatao ni utangulizi mfupi wa kasoro za kawaida za mchakato:

1. Ufunikaji hafifu wa kipande cha nguzo: kipande cha nguzo hasi cha ndani hakijafunikwa kikamilifu na kipande chanya cha nguzo, ambacho kinaweza kusababisha ubadilikaji wa betri na kunyesha kwa lithiamu, na kusababisha hatari zinazoweza kutokea kwa usalama.

2. Deformation ya kipande cha nguzo: kipande cha pole kinaharibika na extrusion, ambayo inaweza kusababisha mzunguko mfupi wa ndani na kuleta matatizo makubwa ya usalama.

Inafaa kutaja kuwa mwaka 2017, kesi ya mlipuko wa simu ya kiganjani ya samsung note7 ya kuvutia, matokeo ya uchunguzi ni kutokana na electrode hasi ndani ya betri kubanwa na kusababisha mzunguko mfupi wa ndani, hivyo kusababisha betri kulipuka, ajali hiyo ilisababisha umeme wa samsung. hasara ya zaidi ya bilioni 6.

3. Chuma kigeni jambo: chuma kigeni jambo ni utendaji wa lithiamu-ion betri killer, inaweza kuja kutoka kuweka, vifaa au mazingira. Chembe kubwa za mambo ya kigeni ya chuma zinaweza kusababisha moja kwa moja mzunguko mfupi wa kimwili, na wakati jambo la kigeni la chuma linapochanganywa kwenye electrode chanya, litaoksidishwa na kisha kuwekwa kwenye uso wa elektrodi hasi, kutoboa diaphragm, na hatimaye kusababisha ndani. mzunguko mfupi katika betri, ambayo inaleta hatari kubwa ya usalama. Mambo ya kigeni ya chuma ya kawaida ni Fe, Cu, Zn, Sn na kadhalika.

Mashine ya kukunja betri ya lithiamu hutumika kwa kukunja seli za betri za lithiamu, ambayo ni aina ya vifaa vya kuunganisha karatasi chanya ya elektrodi, karatasi hasi ya elektrodi na kiwambo kwenye pakiti ya msingi (JR: JellyRoll) kwa kuzunguka kwa mfululizo. Vifaa vya utengenezaji wa vilima vya ndani vilianza mnamo 2006, kutoka kwa mzunguko wa nusu-otomatiki, vilima vya nusu-otomatiki vya mraba, utengenezaji wa filamu otomatiki, na kisha kutengenezwa kuwa otomatiki iliyojumuishwa, mashine ya vilima ya filamu, mashine ya kukata vilima ya laser, mashine ya kukunja ya anode inayoendelea, upepo wa diaphragm unaoendelea. mashine, na kadhalika.

Hapa, tunapendekeza hasa Yixinfeng laser kufa-kukata vilima na kusukuma mashine gorofa. Mashine hii inachanganya teknolojia ya juu ya kukata kufa kwa laser, mchakato wa vilima wa ufanisi na kazi sahihi ya kusukuma, ambayo inaweza kuboresha ufanisi wa uzalishaji na ubora wa betri ya lithiamu. Ina faida zifuatazo muhimu:


1. Ukata-kufa kwa usahihi wa hali ya juu: Hakikisha saizi sahihi ya kipande cha nguzo na kiwambo, punguza upotevu wa nyenzo na uboresha uthabiti wa betri.
2. Upeperushaji thabiti: Utaratibu wa vilima ulioboreshwa na mfumo wa udhibiti huhakikisha muundo thabiti na thabiti wa msingi, hupunguza upinzani wa ndani na kuboresha utendaji wa betri.
3. Usawazishaji wa ufanisi wa hali ya juu: Muundo wa kipekee wa kusawazisha hufanya uso wa chembe kuwa tambarare, hupunguza mfadhaiko wa ndani usio na usawa, na kuongeza muda wa matumizi ya betri.
4. Udhibiti wa akili: Ikiwa na kiolesura cha hali ya juu cha mwingiliano wa kompyuta ya binadamu, inatambua mpangilio sahihi wa vigezo na ufuatiliaji wa wakati halisi, uendeshaji rahisi na matengenezo rahisi.
5. Aina mbalimbali za upatanifu: inaweza pia kufanya 18, 21, 32, 46, 50, 60 miundo yote ya seli za betri, ili kukidhi mahitaji yako mbalimbali ya uzalishaji.

Lithium - Vifaa vya Betri ya Ion
Chagua Yixinfeng laser kufa-kukata, vilima na kusukuma mashine ya kuleta ubora wa juu na ufanisi kwa ajili ya lithiamu betri yako uzalishaji!