Litio-ioizko bateriek aplikazio sorta zabala dute. Aplikazio-eremuen sailkapenaren arabera, energia biltegiratzeko bateria, potentzia-bateria eta kontsumo-elektronikarako bateria gisa bana daitezke.
- Energia biltegiratzeko bateriak komunikazio-energia biltegiratzea, potentzia-energia biltegiratzea, banatutako energia-sistemak eta abar hartzen ditu barne;
- Bateria elektrikoak batez ere energiaren arloan erabiltzen dira, energia berriko ibilgailuak, sardexka elektrikoak eta abar barne hartzen dituen merkatua zerbitzatuz;
- Kontsumo-elektronikarako bateriek kontsumitzaileen eta industriaren arloa hartzen dute barne, besteak beste, neurketa adimenduna, segurtasun adimenduna, garraio adimenduna, Gauzen Internet, etab.
Litio-ioizko bateria sistema konplexu bat da, batez ere anodoz, katodoz, elektrolitoz, bereizgailuz, korronte-biltzailez, aglutinatzailez, eroale-agentez eta abarrez osatua, eta erreakzio hauek barne hartzen ditu: anodoaren eta katodoaren erreakzio elektrokimikoa, litio ioien eroapena eta eroapen elektronikoa, baita beroaren difusioa ere.
Litiozko baterien ekoizpen prozesua nahiko luzea da, eta 50 prozesu baino gehiago daude tartean.
Litiozko bateriak formaren arabera bana daitezke bateria zilindrikoetan, aluminiozko oskola karratuko bateriatan, poltsa-baterietan eta pala-baterietan. Haien ekoizpen-prozesuan zenbait desberdintasun daude, baina, oro har, litiozko bateriaren fabrikazio-prozesua honako hauetan bana daiteke: aurrealdeko prozesua (elektrodoen fabrikazioa), erdiko faseko prozesua (zelulen sintesia) eta atzeko faseko prozesua (eraketa eta ontziratzea).
Artikulu honetan litiozko bateriaren fabrikazioaren aurrealdeko prozesua aurkeztuko da.
Aurrealdeko prozesuaren ekoizpen-helburua elektrodoaren (anodoa eta katodoa) fabrikazioa osatzea da. Bere prozesu nagusiak hauek dira: lohitzea/nahastea, estaldura, kalandratzea, ebakitzea eta trokelatzea.
Nahasketa/Lohitzea
Nahasketa/iragazkortasuna anodoaren eta katodoaren bateria-material solidoak modu uniformean nahastea da, eta ondoren disolbatzailea gehitzea iragazkortasuna lortzeko. Iragazkortasunaren nahasketa lerroaren amaieraren abiapuntua da, eta ondorengo estaldura, kalandratze eta beste prozesu batzuk amaitzeko aurrekaria.
Litiozko bateriaren nahasketa elektrodo positiboen nahasketan eta elektrodo negatiboen nahasketan banatzen da. Jarri substantzia aktiboak, karbono eroalea, loditzailea, aglutinatzailea, gehigarria, disolbatzailea, etab. nahasgailuan proportzioan. Nahastuz, estaldurarako solido-likido esekiduraren nahasketa uniformea lortu.
Kalitate handiko nahasketa da ondorengo prozesua kalitate handiko burutzearen oinarria, eta horrek zuzenean edo zeharka eragingo du bateriaren segurtasun-errendimenduan eta errendimendu elektrokimikoan.
Estaldura
Estaldura material aktibo positiboa eta material aktibo negatiboa aluminiozko eta kobrezko xafletan estaltzeko prozesua da, hurrenez hurren, eta eroale eta aglutinatzaileekin konbinatzen dira elektrodo-xafla osatzeko. Ondoren, disolbatzaileak labean lehortuz kentzen dira, substantzia solidoa substratuari lotzeko eta elektrodo-xafla-bobina positiboa eta negatiboa sortzeko.
Katodo eta anodo estaldura
Katodo materialak: Hiru material mota daude: egitura laminatua, espinela egitura eta olibino egitura, hurrenez hurren material ternarioei (eta litio kobaltatoari), litio manganatoari (LiMn2O4) eta litio burdin fosfatoari (LiFePO4) dagozkienak.
Anodo materialak: Gaur egun, litio-ioizko bateria komertzialetan erabiltzen diren anodo materialen artean, batez ere karbonozko materialak eta karbonozkoak ez diren materialak daude. Horien artean, karbonozko materialen artean daude grafitozko anodoa, gaur egun gehien erabiltzen dena, eta karbonozko anodo desordenatua, karbono gogorra, karbono biguna, etab.; karbonozko materialen artean, siliziozko anodoa, litio titanatoa (LTO) eta abar daude.
Aurrealdeko prozesuaren oinarrizko lotura izanik, estaldura-prozesuaren exekuzio-kalitateak eragin handia du amaitutako bateriaren koherentzian, segurtasunean eta bizi-zikloan.
Kalendatzea
Elektrodo estaliak arrabolaren bidez trinkotzen dira gehiago, substantzia aktiboa eta kolektorea elkarren artean kontaktu estuan egon daitezen, elektroien mugimendu-distantzia murriztuz, elektrodoaren lodiera jaitsiz eta karga-ahalmena handituz. Aldi berean, bateriaren barne-erresistentzia murriztu, eroankortasuna handitu eta bateriaren bolumen-erabilera-tasa hobetu dezake, bateriaren ahalmena handitzeko.
Kalandratze prozesuaren ondoren elektrodoaren lautasunak zuzenean eragingo du ondorengo ebakitze prozesuaren eragina. Elektrodoaren substantzia aktiboaren uniformetasunak ere zeharka eragingo du zelularen errendimenduan.
Ebakidura
Ebakidura elektrodo-bobina zabal bat behar den zabalerako xerra estuetan luzetarako ebakidura jarraitua da. Ebakiduran, elektrodoak zizailadura-ekintza jasaten du eta hausten da. Ebakiduraren ondoren ertzaren lautasuna (bizkarrik eta flexiorik gabe) da errendimendua aztertzeko gakoa.
Elektrodoa egiteko prozesuak elektrodoaren fitxa soldatzea, babes-itsasgarri papera aplikatzea, elektrodoaren fitxa biltzea eta laserra erabiltzea honako hauek barne hartzen ditu: elektrodoaren fitxa moztu ondorengo bilketa-prozesurako. Trokelatzea estalitako elektrodoa estanpatu eta moldatzea da ondorengo prozesurako.
Litio-ioizko baterien segurtasun-errendimenduaren eskakizun handiak direla eta, ekipamenduen zehaztasuna, egonkortasuna eta automatizazioa oso eskatuak dira litio-ioizko baterien fabrikazio-prozesuan.
Litio elektrodoen neurketa ekipamenduen lider gisa, Dacheng Precision-ek litio bateriaren fabrikazio prozesuan elektrodoen neurketarako produktu sorta bat merkaturatu du, hala nola X/β izpien azalera-dentsitate neurgailua, CDM lodiera eta azalera-dentsitate neurgailua, laser lodiera neurgailua eta abar.
- Super X-izpien azalera-dentsitatearen neurgailua
1600 mm-tik gorako estaldura zabalerako neurketarako egokigarria da, abiadura ultra-handiko eskaneatzea onartzen du eta xehetasun handiko ezaugarriak detektatzen ditu, hala nola, mehetze-eremuak, marradurak eta zeramikazko ertzak. Begizta itxiko estaldurarekin lagun dezake.
- X/β izpien azalera-dentsitatearen neurgailua
Bateriaren elektrodoen estaldura-prozesuan eta bereizgailuaren zeramikazko estaldura-prozesuan erabiltzen da neurtutako objektuaren azalera-dentsitatearen lineako probak egiteko.
- CDM lodiera eta azalera-dentsitatearen neurgailua
Estaldura-prozesuan aplika daiteke: elektrodoen ezaugarri zehatzen detekzioa online, hala nola, estaldura galdua, material falta, marradurak, mehetzen ari diren eremuen lodiera-konturak, AT9 lodiera-detekzioa, etab.;
- Fotograma anitzeko jarraipen sinkronoaren neurketa sistema
Litiozko baterien katodoaren eta anodoaren estaldura-prozesuan erabiltzen da. Hainbat eskaneatze-fotograma erabiltzen ditu elektrodoetan jarraipen-neurketa sinkronoak egiteko. Bost fotogramako jarraipen-neurketa sinkronoak film hezea, estaldura-kopuru garbia eta elektrodoa ikuskatzeko gai da.
- Laser bidezko lodiera-neurgailua
Litiozko baterien estaldura-prozesuan edo kalandratze-prozesuan elektrodoa detektatzeko erabiltzen da.
- Lineaz kanpoko lodiera eta dimentsio neurgailua
Litiozko baterien estaldura-prozesuan edo kalandratze-prozesuan elektrodoen lodiera eta dimentsioa detektatzeko erabiltzen da, eta horrek eraginkortasuna eta koherentzia hobetzen ditu.
Argitaratze data: 2023ko abuztuaren 31a
