Потенциальные дефекты изоляции в каждом процессе производства литий -батареи, их причины и решения.

Во время процесса производства литийных батареи, дефекты изоляции и загрязнение посторонних веществ являются ключевыми вопросами, влияющими на безопасность батареи и последовательность. Ниже приведен систематический анализ потенциальных рисков в каждом процессе с точки зрения процесса, наряду с целевыми решениями:

1. Загрязнение металлической частицы

Типы:Металлический мусор, такой как Fe, Cu, Al и т. Д.

Причины:

* Сырье (например, порошок NCM) не подвергаясь магнитной фильтрации.

* Истирание смешанного оборудования (например, планетарные миксеры). Создание металлических частиц.

* Введение металлического мусора из инструментов во время ручных операций.

Решения:

* Используйте многоэтапную систему магнитной фильтрации (например, редкоземельные магнитные стержни) с точностью фильтрации до 5 мкм.

* Замените компоненты оборудования, содержащего суспензию, на керамические или полиэфирные эфирные кетоновые (PEEK) материалы.

* Установить строгие протоколы управления инструментами, запрещая металлическим инструментам въезжать в производственную линию.

2. Органические остатки нечистоты

Типы:Перчатки, частицы герметиков

Причины:

* Операторы не носят антистатические костюмы в чистоте.

* Старение и отряд оборудования запечатывают кольца.

Решения:

* Реализуйте управление чистыми комнатами класса A (ISO 7), оснащенное воздушными душами.

* Регулярно осматривайте уплотнения оборудования и используйте материалы флуоруруббера для повышения коррозионной стойкости.

1. Неравномерная толщина покрытия

Типы:Толстые края, полые пятна в центре

Причины:

* Отклонение зазора головки покрытия> ± 5 мкм.

* Колебания вязкости суспензии> 10% (например, из -за задержки обнаружения твердого содержания).

Решения:

Введите датчики толщины лазера (точность: ± 1 мкм) для регулировки закрытого петли в реальном времени.

Используйте систему кормления с двумя скважинами для стабилизации давления доставки суспензии.

2. Загрязнение иностранным веществом

Типы:Пыль, оборудование смазки

Причины:

* Осаждение пыли, вызванное засоренными фильтрами духовки.

* Смазочная утечка масла от подшипников с покрытием.

Решения:

* Очистите фильтры духовки каждые 4 часа и устанавливают датчики дифференциального давления для раннего предупреждения.

* Замените смазочные материалы для движущихся деталей на пищевую смазку.

1. Остатки растворителя

Типы:Органические растворители, такие как NMP, DME и т. Д.

Причины:

* Недостаточная температура сушки (например,<120°C).

* Разработка недостатков в системе циркуляции горячего воздуха (скорость воздуха<2 m/s).

Решения:

* Реализуйте инфракрасную спектроскопию для обнаружения онлайн, контролируя уровни остатков до<0.1%.

* Оптимизируйте конструкцию воздушного воздуховода в духовке, чтобы обеспечить однородность температуры в пределах ± 2 градуса.

2. Окисление электрода

Типы:Утолщение слоя оксида поверхности алюминиевой фольги.

Причины:

* Среда сушки точка росы> -40 степень.

* Время экспозиции электрода> 10 минут.

Решения:

* Введите систему сушки, защищенную от азота с содержанием кислорода <5 ppm.

* Используйте непрерывную линию сушки, чтобы минимизировать ручное вмешательство.

1. Чрезмерные заусеницы

Типы:Металлические заусенцы (медная фольга/алюминиевая фольга)

Причины:

* Износ инструмента (радиус края лезвия> 2 мкм).

* Тепловое напряжение, созданное при скорости разреза> 150 м/мин.

Решения:

* Используйте алмазные лезвия, увеличивая продолжительность жизни в 5 раз.

* Примените технологию лазерного разреза (ширина импульса <10NS), достигая заусенцев менее или равных 2 мкм.

2. Загрязнение пыли

Типы:Активные частицы материала

Причины:

＊ Неспособность быстро выпить пылесос после разрезания.

＊ Плохая адгезия на поверхностях электродов (например, недостаточное соотношение связующего).

Решения:

＊ Установите систему сбора пыли с отрицательным давлением с воздушной скоростью> 10 м/с.

＊ Оптимизируйте процесс календера, чтобы увеличить плотность электродов до более 2,2 г/смЧ ним.

1. Разделительные морщины

Типы:Поперечные/продольные морщины

Причины:

＊ Нестабильные колебания раскручивания напряжения> 5%.

＊ Отвращение концентрирования обмотки вала> 5 мкм.

Решения:

＊ Реализуйте управление с закрытой контукой с использованием магнитных порошковых тормозов и датчиков натяжения.

＊ Регулярно откалибруйте обмотку вала, чтобы сохранить разряд ниже 3 мкм.

2. Вторжение иностранных веществ

Типы:Волокна, сварочный шлак

Причины:

＊ Плавающий мусор в окружающей среде (например, нетканые фрагменты ткани).

＊ Металлические всплески, генерируемые во время сварки вкладки.

Решения:

＊ Влажность управления влажностью на 30% -40% RH для снижения статической адгезии.

＊ Установите защитные экраны лазерной сварки на сварочных станциях, достигая скорости захвата графика> 99%.

1. Загрязнение электролита

Типы:Влага, металлические ионы

Причины:

＊ Электролитная среда хранения точка росы> -40 степень.

＊ Неполная очистка инъекционного трубопровода.

Решения:

＊ Используйте технологию сушки молекулярного сита лития для поддержания содержания влаги <5 ч / млн.

＊ Циркулировать растворитель DME через инъекционный трубопровод три раза перед инъекцией.

2. отклонение объема инъекции

Типы:Переполнение или недостатка

Причины:

＊ Точность измерения насоса <0. 1% fs.

＊ Электролитная вязкость колебания с изменением температуры> 5%.

Решения:

＊ Equire Equips с помощью массовых расходов (точность: ± 0. 05%).

＊ Установите систему постоянной температуры (25 ± 1 градус) для резервуара для хранения электролита.

1. Газовые остатки

Типы:Co₂, h₂

Причины:

＊ Генерация газа из -за разложения пленки SEI во время формирования.

＊ Неполное дегазасы (например, уровень вакуума> 10⁻³ PA).

Решения:

＊ Реализуйте протокол шаговой формирования (например, {{0}}. 1c → 0. 3c → 0,5c).

＊ Установите устройства каталитического сгорания в стареющие комнаты, достигая эффективности лечения> 99%.

2. Аномалии напряжения

Типы:Падение напряжения из-за самоуничтожения

Причины:

＊ Внутренние микро-короткие цепи (например, металлические частицы, проникающие в сепаратор).

Решения:

＊ Внедрить модели саморазряжения на основе AI с точностью до ± 0. 5% в месяц.

＊ Проведите рентгеновские проверки после старения, достигнув уровня обнаружения посторонних вопросов> 95%.

Процесс очистки на уровне атомного уровня

Технология очистки плазмы (например, Plasma O₂) используется для удаления нано-уровня загрязняющих веществ с поверхности электродов.

Интеллектуальная система обнаружения

Интеграция машинного зрения (разрешение: 1 мкм) и алгоритмы ИИ обеспечивает классификацию дефектов в реальном времени.

Самопочищенная материальная система

Добавление производных ферроцена в пленку SEI позволяет автоматически восстанавливать дефекты, когда пленка SEI разбивается.

Контроль изоляционных дефектов и посторонних веществ в литиевых батареях должна придерживаться принципа «сначала профилактики, сначала обнаружение». Благодаря оптимизации материалов (например, твердотельные электролиты), инновации процессов (например, лазерное разреза) и интеллектуальное управление (например, цифровые близнецы), риск загрязнения иностранного вещества может быть снижен до 0. 1 PPM. В будущем, благодаря широкому использованию технологий инспекции качества и характеристик на основе искусственного интеллекта, производство аккумуляторных ячеек будет двигаться к цели «нулевых дефектов».