Cov Txheej Txheem Tsim Khoom ntawm Lithium-ion roj teeb rau cov ntsiav tshuaj
Cov roj teeb Lithium-ion (Li-ion) yog lub neej tseem ceeb ntawm cov khoom siv hauv ntsiav tshuaj niaj hnub no. Piv rau cov thev naus laus zis roj teeb qub, Li-ion muaj zog ntau, lub neej ntev dua, thiab qhov hnyav sib dua - txhua yam zoo tagnrho rau cov khoom siv nyias nyias uas xav tau hluav taws xob ntau. Txawm li cas los xij, tom qab lawv qhov me me, cov txheej txheem tsim cov roj teeb Li-ion rau cov ntsiav tshuaj muaj cov txheej txheem tsim khoom nyuaj, kev ua haujlwm raug siab, thiab kev tswj xyuas zoo. Tsab xov xwm no npog cov kauj ruam tseem ceeb hauv kev tsim cov roj teeb lithium-ion uas feem ntau siv hauv cov ntsiav tshuaj, txij li kev xaiv cov khoom siv mus rau kev sim zaum kawg.
1. Kev piav qhia txog cov qauv ntawm lub roj teeb Li-ion
Hauv cov lus yooj yim, lub roj teeb Li-ion muaj ntau yam khoom tseem ceeb: lub anode, lub cathode, lub separator, lub electrolyte, thiab lub current collector. Hauv cov roj teeb ntsiav tshuaj, hom ntawv feem ntau yog lub hnab cell vim nws yooj ywm thiab tuaj yeem ua nyias.
- Cov anodes feem ntau yog ua los ntawm graphite.
- Lub cathode tuaj yeem yog cov khoom siv xws li NMC (Nickel Manganese Cobalt), LCO (Lithium Cobalt Oxide), lossis lwm yam kev hloov pauv nyob ntawm lub peev xwm thiab lub zog ntawm lub hom phiaj.
- Lub separator yog ib daim nyias nyias polymer uas tiv thaiv kev sib cuag ncaj qha ntawm anode-cathode tab sis tseem tso cai rau lithium ions txav mus los.
- Cov electrolyte feem ntau yog ntsev lithium (piv txwv li LiPF₆) hauv cov organic solvent.
- Tus sau tam sim no yog ib daim ntawv ci hlau: tooj liab rau qhov anode thiab txhuas rau cathode.
Cov qauv yooj yim ces raug tsim ua cov txheej nyias nyias uas raug teeb tsa lossis dov, tom qab ntawd ntim kom nruj kom ntseeg tau tias muaj kev ruaj khov thiab kev nyab xeeb.
2. Kev npaj cov khoom xyaw nquag (kev sib tov khoom)
Cov theem pib pib nrog kev sib tov cov khoom xyaw nquag los ua cov slurry (cov nplaum tuab) rau lub anode thiab cathode. Txhua lub electrode muaj cov khoom sib txawv, tab sis feem ntau, cov slurry muaj cov hauv qab no:
- Cov khoom siv nquag (piv txwv li graphite rau anode, NMC / LCO rau cathode)
- Cov ntaub ntawv conductive (xws li carbon dub) los ua kom muaj hluav taws xob conductivity ntau dua
- Cov khoom siv khi (xws li PVDF rau cathode) kom cov khoom me me lo rau ntawm daim ntawv ci
- Cov kuab tshuaj (piv txwv li NMP ntawm cathode) kom ua tiav qhov viscosity tsim nyog rau cov txheej txheem txheej txheem
Kev sib tov yog ua tiav los ntawm kev siv lub tshuab sib tov hauv kev lag luam nrog kev tswj qhov ceev thiab qhov kub. Kev sib xws ntawm cov slurry yog qhov tseem ceeb vim nws cuam tshuam rau qhov tuab ntawm txheej, kev nplaum, thiab kev ua haujlwm ntawm lub roj teeb. Yog tias cov slurry tsis sib xws, cov electrodes uas tshwm sim tuaj yeem tsis sib xws, ua rau muaj kev pheej hmoo ntawm kev txo qis lossis kev puas tsuaj sai.
3. Txheej txheem txheej txheem ntawm cov ntawv ci tam sim no
Thaum cov slurry npaj txhij lawm, cov slurry yog coated los yog coated rau ntawm qhov chaw ntawv ci:
- Lub anode yog coated rau ntawm tooj liab (Cu) ntawv ci.
- Lub cathode yog coated rau ntawm txhuas ntawv ci (Al).
Kev txheej txheej yog ua tiav los ntawm kev siv lub tshuab slot-die lossis lwm txoj hauv kev los tsim ib txheej tuab sib npaug. Hauv cov roj teeb ntsiav tshuaj, qhov tuab ntawm txheej txheej thiab kev sib npaug yog qhov tseem ceeb vim yog qhov chaw sab hauv ntawm lub cuab yeej tsawg. Ib txheej txheej uas tuab dhau tuaj yeem ua rau muaj peev xwm ntau dua, tab sis tuaj yeem txo qhov muaj peev xwm tso tawm tam sim no thiab ua rau muaj kev tiv thaiv sab hauv. Ntawm qhov tod tes, ib txheej txheej uas nyias dhau yuav ua rau muaj peev xwm tsawg dua.
4. Kev tswj kom qhuav thiab av noo
Tom qab txheej, cov ntawv ci yuav raug muab tso rau hauv qhov cub kom qhuav kom cov kuab tshuaj ua pa. Theem no yuav tsum tau ntsuas qhov kub thiab sijhawm kom paub tseeb tias cov kuab tshuaj raug tshem tawm tag yam tsis ua rau cov qauv khi puas tsuaj. Cov kuab tshuaj xws li NMP feem ntau kuj raug tswj nrog lub kaw lus rov qab los txo qhov cuam tshuam rau ib puag ncig thiab cov nqi tsim khoom.
Hauv ntau lub chaw tsim roj teeb, thaj chaw tsim cov electrode muaj kev tswj hwm cov av noo nruj heev. Cov av noo ntau dhau tuaj yeem ua rau cov electrolyte ua rau muaj roj lossis txo qis kev ua haujlwm. Yog li ntawd, qee cov txheej txheem raug ua nyob rau hauv chav qhuav nrog cov av noo tsawg heev.
5. Calendering: compaction ntawm lub electrode
Cov ntawv ci qhuav ces mus dhau ib txoj kev calendering, uas yog siv cov rollers siab los nias kom nws nruj. Lub hom phiaj yog:
- Ua rau lub electrode tuab dua
- Ua kom lub zog ceev zuj zus ib ntim (volumetric energy density)
- Txhim kho kev sib cuag ntawm cov khoom siv nquag thiab cov khoom siv tam sim no
Kev siv calendering yuav tsum sib npaug: kev siv calendering ntau dhau tuaj yeem txo qhov porosity, ua rau nws nyuaj rau lithium ions txav mus los thiab txo qhov kev ua tau zoo. Kev siv calendering tsawg dhau tuaj yeem ua rau cov electrodes nkig thiab ua rau muaj kev tiv thaiv ntau ntxiv.
6. Kev txiav thiab txiav (txiav hluav taws xob)
Tom ntej no, cov ntawv electrode loj raug txiav kom loj txaus rau lub roj teeb tsim. Cov txheej txheem no suav nrog:
- Kev Txiav: txiav cov ntawv ua cov yob nqaim dua
– Txiav/xuas: txiav cov ntawv electrode raws li qhov ntev
Nyob rau theem no, cov npoo txiav uas huv si thiab raug yog qhov tseem ceeb heev kom tiv thaiv cov burrs uas yuav ua rau muaj kev luv luv sab hauv. Lub ntsiav tshuaj nyias nyias no rhiab heev rau cov qhov tsis zoo me me hauv cov electrodes.
7. Kev sib dhos ntawm tes: stacking lossis winding
Cov electrodes anode thiab cathode ces muab sib dhos ua ke nrog lub separator. Muaj ob txoj kev siv ntau:
1. Kev Sib Sau Ua Ke: cov txheej anode-separator-cathode raug sib sau ua ke ntau zaus. Qhov no yog ib qho tshwm sim hauv cov hlwb nyias nyias vim tias nws tuaj yeem siv qhov chaw plaub fab zoo.
2. Kev Siv Hluav Taws Xob: Lub electrode thiab lub separator raug dov zoo li lub jelly roll. Txoj kev no feem ntau yog nyob rau hauv hom cylindrical, tab sis qee lub hnab kuj tseem siv tau kev siv hluav taws xob.
Rau cov roj teeb ntsiav tshuaj, kev teeb tsa feem ntau raug xaiv vim nws txhawb nqa tus qauv tsim nyias, kev faib cua sov sib npaug dua, thiab cov duab uas ua raws li qhov chaw sab hauv ntawm lub ntsiav tshuaj.
8. Kev sib txuas ntawm tab thiab kev sib txuas
Txhua lub electrode muaj ib daim ntawv uas muab ib qho chaw txuas rau lub roj teeb:
- Lub anode tab feem ntau txuas nrog tooj liab
- Cathode tab rau txhuas
Cov tabs raug vuam siv cov txheej txheem xws li kev vuam ultrasonic lossis kev vuam laser. Qhov zoo ntawm qhov vuam txiav txim siab qhov tsis kam sab hauv thiab lub zog kho tshuab. Cov kev sib txuas tsis zoo tuaj yeem kub thaum lub sijhawm them / tso tawm, txo qis kev ua haujlwm thiab txawm tias muaj kev pheej hmoo ntawm kev ua tsis tiav.
9. Pib lub hnab thiab kaw
Thaum lub cell stack tiav lawm, lub unit yuav raug muab tso rau hauv lub hnab yas-aluminium uas tau laminated. Lub hnab ces raug kaw ib nrab kom tuav cov khoom sib xyaw rau hauv qhov chaw tab sis tseem tso cai rau kauj ruam tom ntej, electrolyte filling.
Tus qauv hnab yuav tsum muaj peev xwm tiv taus qhov siab me me sab hauv, txo qhov dej noo / oxygen nkag, thiab tseem yoog tau kom haum rau cov khoom siv nyias.
10. Cov txheej txheem sau electrolyte thiab nqus tsev
Cov electrolyte raug txhaj rau hauv lub cell los ntawm ib qho chaw tshwj xeeb. Cov txheej txheem no feem ntau ua nyob rau hauv lub tshuab nqus tsev kom:
- Tshem tawm cov huab cua ntawm cov qhov ntawm lub electrode thiab separator
- Xyuas kom tseeb tias cov electrolyte raug nqus tau sib npaug
- Txo qhov kev pheej hmoo ntawm cov npuas uas tuaj yeem txo qhov kev ua tau zoo
Tom qab cov electrolyte puv lawm, lub hnab kaw ruaj dua, tab sis feem ntau tseem tawm hauv theem degassing tom qab tsim.
11. Kev tsim: thawj zaug sau thiab tsim SEI
Theem tsim yog ib qho tseem ceeb tshaj plaws. Lub roj teeb cell raug tswj hwm lub voj voog them-tawm kom tsim tau ib txheej Solid Electrolyte Interphase (SEI) ntawm lub anode. SEI ua haujlwm ua ib txheej "tiv thaiv" ruaj khov, uas tso cai rau cov lithium ions hla dhau thaum txo qis kev ua puas tsuaj sab.
Kev tsim khoom siv sijhawm ntau heev thiab yuav tsum tau saib xyuas qhov tam sim no, qhov hluav taws xob, thiab qhov kub. Qhov zoo ntawm SEI tsim muaj feem cuam tshuam rau:
- Lub peev xwm pib
- Lub neej voj voog
- Kev nyab xeeb ntawm lub roj teeb (kev ruaj khov tiv thaiv kev them ntau dhau / kub dhau)
12. Degassing, sealing kawg, thiab laus
Thaum lub sijhawm tsim, cov pa roj tuaj yeem tsim tau vim yog qhov tshuaj lom neeg pib ua haujlwm. Yog li ntawd, kev tshem tawm cov pa roj tawm ntawm lub hnab, ua raws li kev kaw zaum kawg kom ntseeg tau tias lub ntim khoom raug kaw tag nrho.
Tom qab qhov no, cov roj teeb feem ntau yuav laus zuj zus: lawv yuav khaws cia rau ib lub sijhawm tshwj xeeb kom lawv cov yam ntxwv hluav taws xob ruaj khov thiab kom pom tau qhov tsis zoo thaum ntxov. Nyob rau theem no, cov cell uas qhia txog qhov hluav taws xob poob qis lossis tam sim no xau (tus kheej tso tawm) yuav raug kho.
13. Kev kuaj thiab kev tswj xyuas zoo
Cov roj teeb ntawm lub ntsiav tshuaj yuav tsum ua tau raws li cov qauv nruj vim tias lawv tau teeb tsa ze rau cov neeg siv thiab feem ntau siv rau ntau yam xwm txheej. Kev kuaj feem ntau suav nrog:
- Peev Xwm (mAh/Wh) thiab kev sib xws ntawm cov cell
- Sab hauv impedance / tsis kam
- Kev kuaj tam sim no (tus kheej tso tawm)
- Kev ntsuam xyuas kev nyab xeeb xws li kev sim luv luv, overcharge, thermal stability, thiab kev sim siab
- Kev tshuaj xyuas lub cev: tuab, o, zoo ntawm kev kaw, thiab qhov tsis zoo ntawm daim ntawv
Ntau lub chaw tsim khoom kuj siv cov txheej txheem nrhiav tau: txhua lub cell yog coded los taug qab cov khoom siv thiab cov qauv tsim khoom.
14. Kev koom ua ke nrog BMS/PCM rau kev siv rau ntawm cov ntsiav tshuaj
Hauv cov khoom siv ntsiav tshuaj, lub roj teeb feem ntau yog ua ke nrog lub voj voog tiv thaiv (PCM / BMS yooj yim) uas tswj hwm:
- Kev tiv thaiv overcharge thiab overdischarge
- Kev tiv thaiv overcurrent thiab luv luv Circuit Court
- Kev saib xyuas kub ntawm lub sensor (NTC)
- Qee zaum suav nrog lub ntsuas roj los kwv yees feem pua ntawm roj teeb
Txawm hais tias qee qhov kev tswj hwm lub zog ua haujlwm los ntawm lub motherboard ntsiav tshuaj, lub module tiv thaiv ntawm lub roj teeb tseem ceeb rau kev nyab xeeb.
Xaus
Cov txheej txheem tsim cov roj teeb lithium-ion rau cov ntsiav tshuaj yog kev sib xyaw ua ke ntawm cov khoom siv chemistry, kev tsim khoom siv precision, thiab kev tswj xyuas zoo ntau txheej. Cov kauj ruam xws li kev sib tov slurry, txheej, ziab, calendering, txiav electrode, stacking / winding sib dhos, electrolyte filling, tsim, thiab kev sim zaum kawg txiav txim siab qhov ua tau zoo ntawm lub roj teeb: muaj peev xwm, lub neej ntev, ruaj khov, thiab kev nyab xeeb. Vim tias cov ntsiav tshuaj xav tau cov roj teeb nyias tab sis muaj zog, cov chaw tsim khoom yuav tsum sib npaug cov qauv tsim muaj zog nrog cov kev xav tau ntawm kev tso tawm hluav taws xob thiab kev nyab xeeb. Qhov kawg yog lub roj teeb me me uas muaj peev xwm txhawb nqa cov haujlwm txhua hnub - los ntawm kev kawm mus rau kev ua haujlwm mus rau kev ua si - thiab txawm tias ua si.
Yog tias koj xav tau, kuv tuaj yeem hloov kho tsab xov xwm no kom muaj kev txawj ntse ntau dua (piv txwv li, tham txog NMC vs. LCO cathode composition, coating parameters, lossis cov qauv kev xeem kev nyab xeeb), lossis tsim ib qho version uas yooj yim dua rau cov tub ntxhais kawm ntawv.
