Defectes d’aïllament potencials en cada procés de fabricació de cèl·lules de bateries de liti, les seves causes i solucions.

Durant el procés de fabricació de cèl·lules de bateries de liti, els defectes d’aïllament i la contaminació de la matèria estrangera són problemes clau que afecten la seguretat i la consistència de la bateria. A continuació, es mostra una anàlisi sistemàtica dels riscos potencials en cada procés des de la perspectiva del procés, juntament amb les solucions dirigides:

1. Contaminació de partícules metàl·liques

Tipus:Restes metàl·liques com Fe, Cu, AL, etc.

Causes:

* Les matèries primeres (per exemple, la pols NCM) no es sotmeten a filtració magnètica.

* Abrasió dels equips de mescla (per exemple mescladors planetaris) que generen partícules metàl·liques.

* Introducció de deixalles metàl·liques a partir d’eines durant les operacions manuals.

Solucions:

* Utilitzeu un sistema de filtració magnètica en diverses etapes (per exemple, varetes magnètiques de terra rara) amb una precisió de filtració de fins a 5 μm.

* Substituïu els components dels equips que afecten els purins per materials de ceràmica o polièter cetona (PEEK).

* Establir protocols de gestió d’eines estrictes, prohibint que les eines metàl·liques entrin a la línia de producció.

2. Residus de la impuresa orgànica

Tipus:Fibres de guants, partícules segelladores

Causes:

* Els operadors que no porten vestits antiestàtics.

* Envelliment i despreniment d'anells de segellat d'equips.

Solucions:

* Implementar la gestió de la sala Neta (ISO 7), equipada amb dutxes d'aire.

* Inspeccionar regularment els segells d’equips i utilitzar materials FluorUbber per millorar la resistència a la corrosió.

1. Gruix de recobriment desigual

Tipus:Vores gruixudes, taques buides al centre

Causes:

* Desviació del buit de la fulla de capçalera> ± 5 μm.

* Fluctuació de la viscositat de Slurry> 10% (per exemple, a causa de la detecció retardada del contingut sòlid).

Solucions:

Introduïu els calibres de gruix làser (precisió: ± 1μm) per a l’ajust de bucle tancat en temps real de la posicionament de la fulla.

Utilitzeu un sistema d’alimentació bessona per estabilitzar la pressió de lliurament de purins.

2. Contaminació de la matèria estrangera

Tipus:Pols, lubricants d’equips

Causes:

* Deposició de pols causada per filtres de forn obstruïts.

* Lubrificant fuites de petroli dels coixinets del capçal de recobriment.

Solucions:

* Netegeu els filtres de forn cada 4 hores i instal·leu sensors de pressió diferencials per a l'avís precoç.

* Substituïu els lubricants de les peces mòbils per greix de qualitat alimentària.

1. Residus de dissolvents

Tipus:Solvents orgànics com NMP, DME, etc.

Causes:

* Temperatura insuficient d'assecat (per exemple,<120°C).

* Disseny dels defectes del sistema de circulació d'aire calent (velocitat de l'aire<2 m/s).

Solucions:

* Implementar espectroscòpia per infrarojos per a la detecció en línia, controlant els nivells de residus a<0.1%.

* Optimitzar el disseny del conducte d’aire del forn per assegurar la uniformitat de la temperatura dins de ± 2 graus.

2. Oxidació dels elèctrodes

Tipus:Engrossiment de la capa d'òxid de superfície d'alumini.

Causes:

* Entorn d'assecat Punt de rosada> -40 grau.

* Temps d’exposició a l’elèctrode> 10 minuts.

Solucions:

* Introduïu un sistema d'assecat protegit amb nitrogen amb contingut d'oxigen <5 ppm.

* Utilitzeu una línia d'assecat contínua per minimitzar la intervenció manual.

1. Burrs excessius

Tipus:Burrs metàl·lics (paper de coure/paper d'alumini)

Causes:

* Desgast de l'eina (radi de vora de la fulla> 2 μm).

* Estrès tèrmic generat quan es redueix la velocitat> 150m/min.

Solucions:

* Utilitzeu fulles recobertes de diamants, augmentant la vida en 5 vegades.

* Apliqueu la tecnologia de tall làser (amplada de pols <10NS), aconseguint burrs inferiors o iguals a 2 μm.

2. Contaminació de pols

Tipus:Partícules de material actiu

Causes:

＊ Falta de la pols de buit immediatament després de la reducció.

＊ Una mala adhesió a les superfícies d’elèctrodes (per exemple, una proporció aglutinant insuficient).

Solucions:

＊ Instal·leu un sistema de recollida de pols de pressió negativa amb velocitat de velocitat> 10 m/s.

＊ Optimitzeu el procés de calendització per augmentar la densitat dels elèctrodes fins a 2,2 g/cm³.

1. Les arrugues del separador

Tipus:Arrugues transversals/longitudinals

Causes:

＊ Fluctuacions de tensió inestables desenfrenades> 5%.

＊ Desviació de concentricitat de l’eix de bobinatge> 5 μm.

Solucions:

＊ Implementar el control de bucle tancat mitjançant frens de pols magnètics i sensors de tensió.

＊ Calibra regularment l’eix de bobinatge per mantenir el funcionament per sota de 3 μm.

2. Incrustació de matèria estrangera

Tipus:Fibres, escòria de soldadura

Causes:

＊ Restes flotants al medi (per exemple, fragments de teixit no teixits).

＊ Esquitxades de metall generades durant la soldadura de la pestanya.

Solucions:

＊ Control Humitat del taller al 30% -40% de Rh per reduir l'adhesió estàtica.

＊ Instal·leu les pantalles de protecció de soldadura làser a les estacions de soldadura, aconseguint una taxa de captura de ramaderia del> 99%.

1. Contaminació dels electròlits

Tipus:Humitat, ions metàl·lics

Causes:

＊ Punt de rosada d’emmagatzematge d’electròlits> -40 grau.

＊ Neteja incompleta del pipeline d'injecció.

Solucions:

＊ Utilitzeu la tecnologia d’assecat de tamís molecular de liti per mantenir el contingut d’humitat <5 ppm.

＊ Circuleu el dissolvent DME a través del pipeline d'injecció tres vegades abans de la injecció.

2. Desviació del volum d'injecció

Tipus:Omple de sobrecàrrega o desplegament

Causes:

＊ Precisió de la bomba de mesura <0. 1% fs.

＊ Fluctuació de la viscositat dels electròlits amb variació de la temperatura> 5%.

Solucions:

＊ Equip amb metres de flux de massa (precisió: ± 0. 05%).

＊ Instal·leu un sistema de temperatura constant (25 ± 1 graus) per al dipòsit d’emmagatzematge d’electròlits.

1. Residus de gas

Tipus:Co₂, h₂

Causes:

＊ Generació de gas a causa de la descomposició de pel·lícules SEI durant la formació.

＊ Desgasificació incompleta (per exemple, nivell de buit> 10⁻³ PA).

Solucions:

＊ Implementa un protocol de formació esglaonat (per exemple, {{0}}. 1C → 0. 3C → 0,5C).

＊ Instal·leu dispositius de combustió catalítica a les sales d’envelliment, aconseguint una eficiència del tractament> 99%.

2. Anormalitats de tensió

Tipus:Caiguda de tensió a causa de l’auto-descàrrega

Causes:

＊ Circuits interns de micro-curts (per exemple, partícules metàl·liques que penetren al separador).

Solucions:

＊ Introduïu els models de predicció autocàrrega basats en AI amb precisió fins a ± 0. 5% al ​​mes.

＊ Realitzeu inspeccions de raigs X després de l’envelliment, aconseguint una taxa de detecció de matèries estrangeres> 95%.

Procés de neteja a nivell atòmic

La tecnologia de neteja de plasma (per exemple, plasma O₂) s’utilitza per eliminar els contaminants a nivell de nano de la superfície dels elèctrodes.

Sistema de detecció intel·ligent

La integració de la visió de la màquina (Resolució: 1 μm) i els algoritmes AI permet la classificació en temps real de defectes.

Sistema de materials d’autoreparació

L’addició de derivats de ferrocè a la pel·lícula SEI permet la reparació automàtica dels defectes quan es trenca la pel·lícula SEI.

Controlar els defectes d’aïllament i la matèria estrangera a les cèl·lules de la bateria de liti s’han d’adherir al principi de “prevenció primer, detecció segona”. Mitjançant l’optimització de materials (per exemple, els electròlits d’estat sòlid), les innovacions de processos (per exemple, la reducció de làser) i la gestió intel·ligent (per exemple, els bessons digitals), es pot reduir el risc de contaminació per matèria estrangera a sota de 0. 1 ppm. En el futur, amb l’ús generalitzat d’inspecció de qualitat basada en IA i tecnologies de caracterització in situ, la fabricació de cèl·lules de bateries avançarà cap a l’objectiu de “defectes zero”.