ലിഥിയം ബാറ്ററി ഉൽ‌പാദനത്തിലെ മുൻ‌നിര പ്രക്രിയ

ഇത്യം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക് വിപുലമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകളുണ്ട്. ആപ്ലിക്കേഷൻ ഏരിയകളുടെ വർഗ്ഗീകരണം അനുസരിച്ച്, ഊർജ്ജ സംഭരണത്തിനുള്ള ബാറ്ററി, പവർ ബാറ്ററി, ഉപഭോക്തൃ ഇലക്ട്രോണിക്സിനുള്ള ബാറ്ററി എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം.

• ഊർജ്ജ സംഭരണത്തിനുള്ള ബാറ്ററി ആശയവിനിമയ ഊർജ്ജ സംഭരണം, ഊർജ്ജ ഊർജ്ജ സംഭരണം, വിതരണം ചെയ്ത ഊർജ്ജ സംവിധാനങ്ങൾ മുതലായവ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു;
• പവർ ബാറ്ററി പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നത് വൈദ്യുതി മേഖലയിലാണ്, പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങൾ, ഇലക്ട്രിക് ഫോർക്ക്ലിഫ്റ്റുകൾ മുതലായവ ഉൾപ്പെടെയുള്ള വിപണിയെ സേവിക്കുന്നു;
• ഉപഭോക്തൃ ഇലക്ട്രോണിക്സിനായുള്ള ബാറ്ററി ഉപഭോക്തൃ, വ്യാവസായിക മേഖലകളെ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, സ്മാർട്ട് മീറ്ററിംഗ്, ഇന്റലിജന്റ് സുരക്ഷ, ഇന്റലിജന്റ് ഗതാഗതം, ഇന്റർനെറ്റ് ഓഫ് തിംഗ്സ് മുതലായവ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി ഒരു സങ്കീർണ്ണ സംവിധാനമാണ്, പ്രധാനമായും ആനോഡ്, കാഥോഡ്, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്, സെപ്പറേറ്റർ, കറന്റ് കളക്ടർ, ബൈൻഡർ, കണ്ടക്റ്റീവ് ഏജന്റ് തുടങ്ങിയവ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു, ആനോഡിന്റെയും കാഥോഡിന്റെയും ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനം, ലിഥിയം അയോണുകളുടെ ചാലകത, ഇലക്ട്രോണിക് ചാലകം, താപ വ്യാപനം എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെ ഉൽ‌പാദന പ്രക്രിയ താരതമ്യേന ദൈർഘ്യമേറിയതാണ്, കൂടാതെ 50-ലധികം പ്രക്രിയകൾ ഈ പ്രക്രിയയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ലിഥിയം ബാറ്ററികളെ സിലിണ്ടർ ബാറ്ററികൾ, ചതുരാകൃതിയിലുള്ള അലുമിനിയം ഷെൽ ബാറ്ററികൾ, പൗച്ച് ബാറ്ററികൾ, ബ്ലേഡ് ബാറ്ററികൾ എന്നിങ്ങനെ ഫോം അനുസരിച്ച് വിഭജിക്കാം. അവയുടെ ഉൽ‌പാദന പ്രക്രിയയിൽ ചില വ്യത്യാസങ്ങളുണ്ട്, എന്നാൽ മൊത്തത്തിൽ ലിഥിയം ബാറ്ററി നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയെ ഫ്രണ്ട്-എൻഡ് പ്രക്രിയ (ഇലക്ട്രോഡ് നിർമ്മാണം), മിഡിൽ-സ്റ്റേജ് പ്രക്രിയ (സെൽ സിന്തസിസ്), ബാക്ക്-എൻഡ് പ്രക്രിയ (രൂപീകരണവും പാക്കേജിംഗും) എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം.

ലിഥിയം ബാറ്ററി നിർമ്മാണത്തിന്റെ മുൻനിര പ്രക്രിയയെക്കുറിച്ച് ഈ ലേഖനത്തിൽ പരിചയപ്പെടുത്തും.

ഫ്രണ്ട്-എൻഡ് പ്രക്രിയയുടെ ഉൽ‌പാദന ലക്ഷ്യം ഇലക്ട്രോഡിന്റെ (ആനോഡ്, കാഥോഡ്) നിർമ്മാണം പൂർത്തിയാക്കുക എന്നതാണ്. ഇതിന്റെ പ്രധാന പ്രക്രിയകളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: സ്ലറിയിംഗ്/മിക്സിംഗ്, കോട്ടിംഗ്, കലണ്ടറിംഗ്, സ്ലിറ്റിംഗ്, ഡൈ കട്ടിംഗ്.

സ്ലറിയിംഗ്/മിക്സിംഗ്

ആനോഡിന്റെയും കാഥോഡിന്റെയും ഖര ബാറ്ററി വസ്തുക്കൾ തുല്യമായി കലർത്തി, തുടർന്ന് ലായകം ചേർത്ത് സ്ലറി ഉണ്ടാക്കുക എന്നതാണ് സ്ലറിയിംഗ്/മിക്സിംഗ്. സ്ലറി മിക്സിംഗ് ലൈനിന്റെ മുൻവശത്തിന്റെ ആരംഭ പോയിന്റാണ്, തുടർന്നുള്ള കോട്ടിംഗ്, കലണ്ടറിംഗ്, മറ്റ് പ്രക്രിയകൾ എന്നിവയുടെ പൂർത്തീകരണത്തിന്റെ മുന്നോടിയാണിത്.

ലിഥിയം ബാറ്ററി സ്ലറി പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് സ്ലറി, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് സ്ലറി എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു.സജീവ പദാർത്ഥങ്ങൾ, ചാലക കാർബൺ, കട്ടിയാക്കൽ, ബൈൻഡർ, അഡിറ്റീവ്, ലായകങ്ങൾ മുതലായവ അനുപാതത്തിൽ മിക്സറിൽ ഇടുക, മിക്സ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, പൂശുന്നതിനായി ഖര-ദ്രാവക സസ്പെൻഷൻ സ്ലറിയുടെ ഏകീകൃത വിസർജ്ജനം നേടുക.

ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള മിക്സിംഗ് ആണ് തുടർന്നുള്ള പ്രക്രിയയുടെ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള പൂർത്തീകരണത്തിന് അടിസ്ഥാനം, ഇത് ബാറ്ററിയുടെ സുരക്ഷാ പ്രകടനത്തെയും ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രകടനത്തെയും നേരിട്ടോ അല്ലാതെയോ ബാധിക്കും.

പൂശൽ

പോസിറ്റീവ് ആക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയലും നെഗറ്റീവ് ആക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയലും യഥാക്രമം അലൂമിനിയം, ചെമ്പ് ഫോയിലുകളിൽ പൂശുകയും അവയെ ചാലക ഏജന്റുകളും ബൈൻഡറുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് ഇലക്ട്രോഡ് ഷീറ്റ് രൂപപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രക്രിയയാണ് കോട്ടിംഗ്. പിന്നീട് അടുപ്പിൽ ഉണക്കി ലായകങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നു, അങ്ങനെ ഖര ​​പദാർത്ഥം അടിവസ്ത്രവുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച് പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് ഷീറ്റ് കോയിൽ ഉണ്ടാക്കുന്നു.

കാഥോഡ്, ആനോഡ് കോട്ടിംഗ്

കാഥോഡ് വസ്തുക്കൾ: മൂന്ന് തരം വസ്തുക്കളുണ്ട്: ലാമിനേറ്റഡ് ഘടന, സ്പൈനൽ ഘടന, ഒലിവൈൻ ഘടന, യഥാക്രമം ത്രിമാന വസ്തുക്കൾ (ലിഥിയം കൊബാൾട്ടേറ്റ്), ലിഥിയം മാംഗനേറ്റ് (LiMn2O4), ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് (LiFePO4) എന്നിവയുമായി യോജിക്കുന്നു.

ആനോഡ് വസ്തുക്കൾ: നിലവിൽ, വാണിജ്യ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ആനോഡ് വസ്തുക്കളിൽ പ്രധാനമായും കാർബൺ വസ്തുക്കളും കാർബൺ ഇതര വസ്തുക്കളും ഉൾപ്പെടുന്നു. അവയിൽ, കാർബൺ വസ്തുക്കളിൽ നിലവിൽ ഏറ്റവും കൂടുതൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഗ്രാഫൈറ്റ് ആനോഡ്, ക്രമരഹിതമായ കാർബൺ ആനോഡ്, ഹാർഡ് കാർബൺ, സോഫ്റ്റ് കാർബൺ മുതലായവ ഉൾപ്പെടുന്നു; കാർബൺ ഇതര വസ്തുക്കളിൽ സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആനോഡ്, ലിഥിയം ടൈറ്റാനേറ്റ് (LTO) തുടങ്ങിയവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ഫ്രണ്ട്-എൻഡ് പ്രക്രിയയുടെ കോർ ലിങ്ക് എന്ന നിലയിൽ, കോട്ടിംഗ് പ്രക്രിയയുടെ നിർവ്വഹണ നിലവാരം പൂർത്തിയായ ബാറ്ററിയുടെ സ്ഥിരത, സുരക്ഷ, ആയുസ്സ് ചക്രം എന്നിവയെ സാരമായി ബാധിക്കുന്നു.

കലണ്ടറിംഗ്

പൂശിയ ഇലക്ട്രോഡ് റോളർ ഉപയോഗിച്ച് കൂടുതൽ ഒതുക്കപ്പെടുന്നു, അങ്ങനെ സജീവ പദാർത്ഥവും കളക്ടറും പരസ്പരം അടുത്ത ബന്ധം പുലർത്തുന്നു, ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ചലന ദൂരം കുറയ്ക്കുന്നു, ഇലക്ട്രോഡിന്റെ കനം കുറയ്ക്കുന്നു, ലോഡിംഗ് ശേഷി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. അതേ സമയം, ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം കുറയ്ക്കാനും, ചാലകത വർദ്ധിപ്പിക്കാനും, ബാറ്ററിയുടെ വോളിയം ഉപയോഗ നിരക്ക് മെച്ചപ്പെടുത്താനും അതുവഴി ബാറ്ററി ശേഷി വർദ്ധിപ്പിക്കാനും ഇതിന് കഴിയും.

കലണ്ടറിംഗ് പ്രക്രിയയ്ക്ക് ശേഷമുള്ള ഇലക്ട്രോഡിന്റെ പരന്നത തുടർന്നുള്ള സ്ലിറ്റിംഗ് പ്രക്രിയയുടെ ഫലത്തെ നേരിട്ട് ബാധിക്കും. ഇലക്ട്രോഡിന്റെ സജീവ പദാർത്ഥത്തിന്റെ ഏകീകൃതതയും കോശ പ്രകടനത്തെ പരോക്ഷമായി ബാധിക്കും.

സ്ലിറ്റിംഗ്

ഒരു വീതിയേറിയ ഇലക്ട്രോഡ് കോയിലിനെ ആവശ്യമായ വീതിയുള്ള ഇടുങ്ങിയ കഷ്ണങ്ങളാക്കി തുടർച്ചയായി രേഖാംശമായി മുറിക്കുന്ന രീതിയാണ് സ്ലിറ്റിംഗ്. സ്ലിറ്റിംഗിൽ, ഇലക്ട്രോഡ് ഷിയർ ആക്ഷൻ നേരിടുകയും തകരുകയും ചെയ്യുന്നു. സ്ലിറ്റിംഗിന് ശേഷമുള്ള അരികുകളുടെ പരന്നത (ബർ, ഫ്ലെക്സിംഗിന്റെ അഭാവം) ആണ് പ്രകടനം പരിശോധിക്കുന്നതിനുള്ള താക്കോൽ.

ഇലക്ട്രോഡ് നിർമ്മിക്കുന്ന പ്രക്രിയയിൽ ഇലക്ട്രോഡ് ടാബ് വെൽഡിംഗ്, സംരക്ഷിത പശ പേപ്പർ പ്രയോഗിക്കൽ, ഇലക്ട്രോഡ് ടാബ് പൊതിയൽ, തുടർന്നുള്ള വൈൻഡിംഗ് പ്രക്രിയയ്ക്കായി ഇലക്ട്രോഡ് ടാബ് മുറിക്കാൻ ലേസർ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. തുടർന്നുള്ള പ്രക്രിയയ്ക്കായി പൂശിയ ഇലക്ട്രോഡിനെ സ്റ്റാമ്പ് ചെയ്ത് രൂപപ്പെടുത്തുക എന്നതാണ് ഡൈ-കട്ടിംഗ്.

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ സുരക്ഷാ പ്രകടനത്തിനുള്ള ഉയർന്ന ആവശ്യകതകൾ കാരണം, ലിഥിയം ബാറ്ററി നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ ഉപകരണങ്ങളുടെ കൃത്യത, സ്ഥിരത, ഓട്ടോമേഷൻ എന്നിവയ്ക്ക് ഉയർന്ന ഡിമാൻഡാണ്.

ലിഥിയം ഇലക്ട്രോഡ് അളക്കൽ ഉപകരണങ്ങളിലെ ഒരു മുൻനിര എന്ന നിലയിൽ, ലിഥിയം ബാറ്ററി നിർമ്മാണത്തിന്റെ ഫ്രണ്ട്-എൻഡ് പ്രക്രിയയിൽ ഇലക്ട്രോഡ് അളക്കലിനായി ഡാചെങ് പ്രിസിഷൻ ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ഒരു പരമ്പര പുറത്തിറക്കിയിട്ടുണ്ട്, അതായത് എക്സ്/β-റേ ഏരിയൽ ഡെൻസിറ്റി ഗേജ്, സിഡിഎം കനം, ഏരിയൽ ഡെൻസിറ്റി ഗേജ്, ലേസർ കനം ഗേജ് തുടങ്ങിയവ.

• സൂപ്പർ എക്സ്-റേ ഏരിയൽ ഡെൻസിറ്റി ഗേജ്

1600 മില്ലിമീറ്ററിൽ കൂടുതൽ വീതിയുള്ള കോട്ടിംഗിന്റെ അളവ് അളക്കാൻ ഇത് അനുയോജ്യമാണ്, അൾട്രാ-ഹൈ-സ്പീഡ് സ്കാനിംഗിനെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു, കൂടാതെ കനം കുറയുന്ന ഭാഗങ്ങൾ, പോറലുകൾ, സെറാമിക് അരികുകൾ തുടങ്ങിയ വിശദമായ സവിശേഷതകൾ കണ്ടെത്തുന്നു. ക്ലോസ്ഡ്-ലൂപ്പ് കോട്ടിംഗിനെ ഇത് സഹായിക്കും.

•  എക്സ്/β-റേ ഏരിയൽ ഡെൻസിറ്റി ഗേജ്

ബാറ്ററി ഇലക്ട്രോഡ് കോട്ടിംഗ് പ്രക്രിയയിലും സെപ്പറേറ്റർ സെറാമിക് കോട്ടിംഗ് പ്രക്രിയയിലും ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് അളക്കുന്ന വസ്തുവിന്റെ ഏരിയൽ സാന്ദ്രതയുടെ ഓൺലൈൻ പരിശോധന നടത്തുന്നു.

•  CDM കനവും ഏരിയൽ ഡെൻസിറ്റി ഗേജും

കോട്ടിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ ഇത് പ്രയോഗിക്കാൻ കഴിയും: നഷ്ടപ്പെട്ട കോട്ടിംഗ്, മെറ്റീരിയൽ ക്ഷാമം, പോറലുകൾ, നേർത്ത പ്രദേശങ്ങളുടെ കനം രൂപരേഖകൾ, AT9 കനം കണ്ടെത്തൽ തുടങ്ങിയ ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ വിശദമായ സവിശേഷതകളുടെ ഓൺലൈൻ കണ്ടെത്തൽ;

•  മൾട്ടി-ഫ്രെയിം സിൻക്രണസ് ട്രാക്കിംഗ് മെഷറിംഗ് സിസ്റ്റം

ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെ കാഥോഡും ആനോഡും പൂശുന്ന പ്രക്രിയയ്ക്കായി ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോഡുകളിൽ സിൻക്രണസ് ട്രാക്കിംഗ് അളവുകൾ നടത്താൻ ഇത് ഒന്നിലധികം സ്കാനിംഗ് ഫ്രെയിമുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അഞ്ച്-ഫ്രെയിം സിൻക്രണസ് ട്രാക്കിംഗ് മെഷറിംഗ് സിസ്റ്റത്തിന് വെറ്റ് ഫിലിം, നെറ്റ് കോട്ടിംഗ് അളവ്, ഇലക്ട്രോഡ് എന്നിവ പരിശോധിക്കാൻ കഴിയും.

•  ലേസർ കനം അളക്കുന്ന ഉപകരണം

ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെ ആവരണ പ്രക്രിയയിലോ കലണ്ടറിംഗ് പ്രക്രിയയിലോ ഇലക്ട്രോഡ് കണ്ടെത്താൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

• ഓഫ്-ലൈൻ കനം & അളവ് ഗേജ്

ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെ കോട്ടിംഗ് പ്രക്രിയയിലോ കലണ്ടറിംഗ് പ്രക്രിയയിലോ ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ കനവും അളവും കണ്ടെത്താൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് കാര്യക്ഷമതയും സ്ഥിരതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.