Potencjalne wady izolacji w każdym procesie produkcji ogniw akumulatorów litowych, ich przyczyn i roztworów.

Podczas procesu produkcji ogniw akumulatorów litowych wady izolacji i zanieczyszczenie materii obce są kluczowymi problemami wpływającymi na bezpieczeństwo i spójność baterii. Poniżej znajduje się systematyczna analiza potencjalnego ryzyka w każdym procesie z perspektywy procesu, wraz z rozwiązaniami ukierunkowanymi:

1. Zanieczyszczenie cząstek metali

Rodzaje:Metalowe resztki, takie jak Fe, Cu, AL itp.

Powoduje:

* Surowce (na przykład proszek NCM) nie poddawane filtracji magnetycznej.

* Ścieranie sprzętu do mieszania (na przykład mikserów planetarnych) generując cząstki metalu.

* Wprowadzenie resztek metali z narzędzi podczas operacji ręcznych.

Rozwiązania:

* Użyj wieloetapowego systemu filtracji magnetycznej (na przykład prętów magnetycznych ziem rzadkich) z dokładnością filtracji do 5 μm.

* Wymień komponenty sprzętu kontaktujące z zawiesiną na materiały ketonowe eteru ceramicznego lub polieterowego (PEEK).

* Ustanowienie surowych protokołów zarządzania narzędziami, zabraniając metalowymi narzędziami do wprowadzania linii produkcyjnej.

2. Organiczne pozostałości zanieczyszczeń

Rodzaje:Włókna rękawiczki, cząstki uszczelniające

Powoduje:

* Operatorzy nie noszą przeciwstatycznych garniturów w pomieszczeniu czystym.

* Starzenie się i odłączanie pierścieni uszczelniających sprzęt.

Rozwiązania:

* Wdrożyć zarządzanie klasą A (ISO 7), wyposażone w prysznice powietrzne.

* Regularnie sprawdzaj uszczelnienie sprzętu i używaj materiałów fluororubber, aby zwiększyć odporność na korozję.

1. Nierówna grubość powłoki

Rodzaje:Grube krawędzie, puste plamy pośrodku

Powoduje:

* Odchylenie szczeliny ostrza powłoki> ± 5 μm.

* Fluktuacja lepkości zawiesiny> 10% (np. Z powodu opóźnionego wykrywania zawartości stałej).

Rozwiązania:

Wprowadź wskaźniki grubości laserowej (dokładność: ± 1 μm) do regulacji zamkniętej pętli pętli w czasie rzeczywistym.

Użyj systemu zasilającego podwójnego śruby, aby ustabilizować ciśnienie dostarczania zawiesiny.

2. Zanieczyszczenie materi obcych

Rodzaje:Pył, smary sprzętowe

Powoduje:

* Odkładanie pyłu spowodowane zatkanymi filtrami piekarnika.

* Przeciek oleju smarującego z łożysk głowy powłoki.

Rozwiązania:

* Wyczyść filtry piekarnika co 4 godziny i zainstaluj różnicowe czujniki ciśnienia w celu wczesnego ostrzeżenia.

* Wymień smarowanie części ruchomych części na smar gastronomiczny.

1. Pozostałości rozpuszczalnika

Rodzaje:Rozpuszczalniki organiczne, takie jak NMP, DME itp.

Powoduje:

* Niewystarczająca temperatura suszenia (np.<120°C).

* Projektowanie wad w systemie cyrkulacji gorącego powietrza (prędkość powietrza<2 m/s).

Rozwiązania:

* Wdrożyć spektroskopię w podczerwieni do wykrywania online, kontrolując poziomy pozostałości do<0.1%.

* Zoptymalizuj projekt kanału powietrznego piekarnika, aby zapewnić jednorodność temperatury w granicach ± ​​2 stopnia.

2. Utlenianie elektrody

Rodzaje:Pogrubienie warstwy tlenku powierzchniowego folii aluminiowej.

Powoduje:

* Środowisko suszenia Point Dew> -40 stopień.

* Czas ekspozycji elektrody> 10 minut.

Rozwiązania:

* Wprowadź układ suszenia chronionego w azotu o zawartości tlenu <5 ppm.

* Użyj ciągłej linii suszenia, aby zminimalizować ręczną interwencję.

1. Nadmierne burrs

Rodzaje:Metalowe burrs (folia miedziana/folia aluminiowa)

Powoduje:

* Zużycie narzędzia (promień krawędzi ostrza> 2 μm).

* Naprężenie termiczne wygenerowane podczas rozcięcia prędkości> 150 m/min.

Rozwiązania:

* Użyj ostrzy pokrytych diamentami, zwiększając żywotność 5 razy.

* Zastosuj technologię szczelinowania laserowego (szerokość impulsu <10ns), osiągając BURR mniejsze lub równe 2 μm.

2. Zanieczyszczenie pyłu

Rodzaje:Aktywne cząstki materiału

Powoduje:

＊ Brak próżniowego pyłu niezwłocznie po rozcięciu.

＊ Słaba przyczepność na powierzchniach elektrod (np. Niewystarczający stosunek spoiwa).

Rozwiązania:

＊ Zainstaluj system zbierania pyłu podciśnieniowego z prędkością> 10 m/s.

＊ Zoptymalizuj proces kalendarza, aby zwiększyć gęstość elektrody do powyżej 2,2 g/cm³.

1. Separator zmarszczki

Rodzaje:Zmarszczki poprzeczne/podłużne

Powoduje:

＊ Niestabilne wahania napięcia odwijającego> 5%.

＊ Odchylenie koncentryczności wału uzwojenia> 5 μm.

Rozwiązania:

＊ Zaimplementuj kontrolę pętli zamkniętej przy użyciu magnetycznych hamulców proszkowych i czujników napięcia.

＊ Regularnie kalibruj wałk uzwojenia, aby utrzymać bieg poniżej 3 μm.

2. Osadzanie materii obce

Rodzaje:Włókna, żużla spawalnicze

Powoduje:

＊ Pływające zanieczyszczenia w środowisku (np. Fragmenty tkanin nie tkane).

＊ Metalowe plamy generowane podczas spawania zakładki.

Rozwiązania:

＊ Wilgotność warsztatów kontrolnych przy 30% -40% RH w celu zmniejszenia przyczepności statycznej.

＊ Zainstaluj laserowe ekrany ochronne na stacjach spawalniczych, osiągając szybkość przechwytywania sprężystego> 99%.

1. Zanieczyszczenie elektrolitów

Rodzaje:Wilgoć, jony metali

Powoduje:

＊ Elektrolitowe środowisko przechowywania punktu DEW> -40 stopień.

＊ Niekompletne czyszczenie rurociągu wtryskowego.

Rozwiązania:

＊ Użyj technologii suszenia sita litowego, aby utrzymać zawartość wilgoci <5 ppm.

＊ Przekroplenij rozpuszczalnik DME przez rurociąg wtrysku trzy razy przed wstrzyknięciem.

2. Odchylenie objętości wtrysku

Rodzaje:Przepełnianie lub niedostępność

Powoduje:

＊ Dokładność pompy pompowej <0. 1% fs.

＊ Fluktuacja lepkości elektrolitów ze zmiennością temperatury> 5%.

Rozwiązania:

＊ Wyposaż się w mierniki masy (dokładność: ± 0. 05%).

＊ Zainstaluj stałą temperaturę (25 ± 1 stopnia) dla zbiornika magazynowego elektrolitu.

1. Pozostałości gazu

Rodzaje:Co₂, H₂

Powoduje:

＊ Generowanie gazu z powodu rozkładu filmu SEI podczas formacji.

＊ Niekompletne odgazowanie (np. Poziom próżni> 10⁻³ PA).

Rozwiązania:

＊ Wdrożyć schodkowy protokół formacji (np. {0}}. 1C → 0. 3C → 0,5C).

＊ Zainstaluj katalityczne urządzenia spalinowe w starzejących się pomieszczeniach, osiągając wydajność leczenia> 99%.

2. Nieprawidłowości napięcia

Rodzaje:Spadek napięcia z powodu samozadowolenia

Powoduje:

＊ Wewnętrzne obwody mikroprzedlane (np. Cząstki metalu penetrujące separator).

Rozwiązania:

＊ Wprowadź oparte na sztucznej inteligencji modele prognozowania samozadowolenia z dokładnością do ± 0. 5% miesięcznie.

＊ Po starzeniu się inspekcje rentgenowskie, osiągnięcie wskaźnika wykrywania materii obce> 95%.

Proces czyszczenia na poziomie atomowym

Technologia czyszczenia osocza (np. O₂ O₂) służy do usuwania zanieczyszczeń na poziomie nano z powierzchni elektrod.

Inteligentny system wykrywania

Integracja widzenia maszynowego (rozdzielczość: 1 μM) i algorytmy AI umożliwia klasyfikację defektów w czasie rzeczywistym.

System materiałów samozaparwy

Dodanie pochodnych ferrocenu w filmie SEI umożliwia automatyczną naprawę wad po pęknięciu filmu SEI.

Kontrolowanie wad izolacyjnych i obcych materii w ogniwach akumulatorów litowych musi przylegać do zasady „najpierw zapobiegania, wykryć drugie”. Poprzez optymalizację materiału (np. Elektrolity w stanie stałym), innowacje procesowe (np. Przesunięcie laserowe) i inteligentne zarządzanie (np. Bliźniacze cyfrowe), ryzyko zanieczyszczenia materii obcych można zmniejszyć do poniżej 0. 1 ppm. W przyszłości, wraz z powszechnym zastosowaniem technologii kontroli jakości opartej na sztucznej inteligencji i charakterystyki in situ, produkcja ogniw akumulatorów zmierzy się z celem „wad zerowych”.