La producción de baterías de iones de litio es un proceso estrechamente relacionado de pasos de proceso. En general, la producción de baterías de litio incluye el proceso de fabricación de piezas polares, proceso de montaje de la batería y el final proceso de inyección de líquido, sellado, formación y envejecimiento . En el proceso de tres etapas, cada proceso se puede dividir en varios procesos clave y cada paso tendrá un gran impacto en el rendimiento final de la batería.

En el proceso de fabricación de piezas polares, se puede subdividir en cinco procesos: preparación de lechada, recubrimiento de lechada, laminado de piezas polares, corte de piezas polares y secado de piezas polares. En el proceso de ensamblaje de la batería, de acuerdo con las diferentes especificaciones de la batería, se puede dividir aproximadamente en bobinado, carcasa, soldadura y otros procesos. El proceso de inyección de líquido después de completar el ensamblaje incluye inyección de líquido y sellado. El último es el proceso de tres pasos de formación, envejecimiento y separación de capacidad de la batería. Una vez que se fabrica la batería, la batería debe preactivarse y estabilizarse por primera vez, es decir, el proceso volumétrico de formación-envejecimiento final.

1. Formación

El concepto de preformación es cargar y descargar la batería de iones de litio fabricada con una pequeña corriente. Una vez completada la producción de la batería de litio, la batería debe cargarse y descargarse con una pequeña corriente. En cuanto a la finalidad de la precarga, existen principalmente dos:

1. Después de fabricar la batería, el material del electrodo no se encuentra en el mejor estado aplicable, o las propiedades físicas no son apropiadas (por ejemplo, las partículas son demasiado grandes, el contacto no está cerca, etc.), o la fase en sí es incorrecto (por ejemplo, algunos electrodos negativos de óxido de metal del mecanismo de aleación), debe activarse por primera vez cargando y descargando.

2. Durante la primera carga de la batería de litio, Li+ se elimina del material activo del electrodo positivo y, después de pasar por el electrolito-diafragma-electrolito, se inserta entre las capas del material de grafito del electrodo negativo. Durante este proceso, los electrones migran del electrodo positivo al electrodo negativo a lo largo del circuito periférico. En este momento, debido al bajo potencial de los iones de litio insertados en el ánodo de grafito, los electrones reaccionarán primero con el electrolito para formar una película SEI y algo de gas.

Durante este proceso, se generará algo de gas y se consumirá una pequeña cantidad de electrolito. Algunos fabricantes de baterías realizarán operaciones de descarga y recarga de la batería después de este proceso. Especialmente para las baterías LTO, se generará una gran cantidad de gas y la batería se abultará. El espesor supera el 10%. Para el electrodo negativo de grafito, la cantidad de gas producido es pequeña y no es necesario realizar la operación de agotamiento. Esto se debe a que la película SEI producida durante el primer proceso de carga impide la reacción posterior de los electrones con el electrolito y no se produce más gas. Esta es la fuente de la capacidad irreversible de la batería de grafito. Aunque se provoca la pérdida irreversible de capacidad, también se consigue la estabilidad de la batería.

2. Envejecimiento

El envejecimiento generalmente se refiere a la colocación de la batería después de la primera carga y formación después de ensamblar e inyectar la batería. Puede ser envejecido a temperatura ambiente oa temperatura alta. Ambas funciones son para hacer que las propiedades y la composición de la película SEI formada después de la carga inicial y la formación sean más estables y garantizar la estabilidad del rendimiento electroquímico de la batería. Hay tres propósitos principales del envejecimiento:

1. Después de que la batería haya pasado por el proceso de preformado, se formará una cierta cantidad de película SEI en el electrodo negativo de grafito dentro de la batería, pero esta película tiene una estructura compacta y poros pequeños. El envejecimiento de la batería a altas temperaturas ayudará a que la estructura SEI se reorganice y forme poros sueltos en la película.

2. El voltaje de la batería se encuentra en una etapa inestable después de la formación, y su voltaje es ligeramente superior al voltaje real. El propósito del envejecimiento es hacer que su voltaje sea más preciso y estable.

3. Poner la batería a alta temperatura o temperatura normal durante un período de tiempo puede garantizar que el electrolito pueda infiltrarse completamente en las piezas polares, lo que es beneficioso para la estabilidad del rendimiento de la batería.

El proceso de formación y envejecimiento de la batería es indispensable. En la producción real, el proceso de carga y descarga de la batería se selecciona de acuerdo con el sistema material y el sistema estructural de la batería, pero la formación de la batería debe cargarse y descargarse en condiciones de corriente pequeña. Después de estos dos procesos clave, la batería estabilizada se divide en capacidad y, después del embalaje y otros procesos, se puede liberar.

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