Потенційні дефекти ізоляції у кожному процесі виготовлення клітин літій акумуляторів, їх причин та розчинів.

Під час процесу виготовлення батареї літію, дефекти ізоляції та забруднення сторонніх речовин є ключовими проблемами, що впливають на безпеку та послідовність акумуляторів. Далі наведено систематичний аналіз потенційних ризиків у кожному процесі з точки зору процесу, а також цілеспрямовані рішення:

1. Забруднення металевих частинок

Типи:Металеві сміття, такі як Fe, Cu, Al тощо.

Причини:

* Сировина (наприклад, порошок NCM) не проходить магнітної фільтрації.

* Скорочення обладнання для змішування (наприклад, планетарні змішувачі), що генерує металеві частинки.

* Введення металевих сміття з інструментів під час ручних операцій.

Рішення:

* Використовуйте багатоступеневу систему магнітної фільтрації (наприклад, рідкісні магнітні стрижні Землі) з точністю фільтрації до 5 мм.

* Замініть компоненти обладнання для суспензії на керамічні або поліефірні ефірні кетонові (PEEK) матеріали.

* Встановіть суворі протоколи управління інструментами, забороняючи металеві інструменти входити на виробничу лінію.

2. Органічні домішки

Типи:Рукавички, частинки герметика

Причини:

* Оператори, які не носять антистатичні костюми з чистої кімнати.

* Старіння та відшарування обладнання для герметичних кілець.

Рішення:

* Впроваджуйте управління чистою кімнати класу (ISO 7), оснащеному повітряним душем.

* Регулярно оглядайте ущільнювачі обладнання та використовуйте фторорубні матеріали для підвищення резистентності до корозії.

1. Нерівна товщина покриття

Типи:Товсті краї, порожні плями в центрі

Причини:

* Відхилення від розриву на лезах покриття> ± 5 мкм.

* Коулювання в'язкості суспензії> 10% (наприклад, через затримку виявлення суцільного вмісту).

Рішення:

Введіть лазерні вимірювання товщини (точність: ± 1 мкм) для регулювання розташування леза із закритою в режимі реального часу.

Використовуйте систему годування з двома крутими для стабілізації тиску доставки суспензії.

2. Забруднення зовнішньої речовини

Типи:Пил, мастила обладнання

Причини:

* Осадження пилу, спричинене засміченими фільтрами в духовці.

* Змащення витоку масла з підшипників покриття.

Рішення:

* Очистіть фільтри в духовці кожні 4 години та встановіть диференціальні датчики тиску для раннього попередження.

* Замініть мастилі рухомих частин жиром.

1. Залишки розчинника

Типи:Органічні розчинники, такі як NMP, DME тощо.

Причини:

* Недостатня температура сушіння (наприклад,<120°C).

* Дизайн недоліки в системі циркуляції гарячого повітря (швидкість повітря<2 m/s).

Рішення:

* Впровадити інфрачервону спектроскопію для виявлення в Інтернеті, контролюючи рівень залишків до<0.1%.

* Оптимізуйте конструкцію повітряних каналів духовки, щоб забезпечити рівномірність температури в межах ± 2 градусів.

2. Окислення електродів

Типи:Потовщення шару оксиду поверхні алюмінієвої фольги.

Причини:

* Точка роси для сушіння> -40 ступінь.

* Час впливу електродів> 10 хвилин.

Рішення:

* Введіть захищену азотом систему сушіння з вмістом кисню <5 проміле.

* Використовуйте безперервну лінію сушіння, щоб мінімізувати ручне втручання.

1. Надмірні задили

Типи:Металеві задими (мідна фольга/алюмінієва фольга)

Причини:

* Зношування інструментів (радіус краю леза> 2 мкм).

* Термічне напруження, що утворюється при розрізанні швидкості> 150 м/хв.

Рішення:

* Використовуйте леза з покриттям алмазом, збільшуючи тривалість життя на 5 разів.

* Застосовуйте лазерну розрізну технологію (ширина імпульсу <10ns), досягнення бурхів менше або дорівнює 2 мм.

2. Забруднення пилом

Типи:Активні частинки матеріалу

Причини:

＊ Невдача пилу вакууму негайно після розрізання.

＊ Погана адгезія на електродних поверхнях (наприклад, недостатнє співвідношення сполучного).

Рішення:

＊ Встановіть систему збору пилу негативного тиску з швидкістю повітря> 10 м/с.

＊ Оптимізуйте процес календарії, щоб збільшити щільність електродів на вище 2,2 г/см³.

1. Сепараторні зморшки

Типи:Поперечні/поздовжні зморшки

Причини:

＊ Нестабільні розмотування коливань напруги> 5%.

＊ Відхилення від обмотки валу> 5 мкм.

Рішення:

＊ Впроваджуйте управління замкнутим циклом за допомогою магнітних порошкових гальм та датчиків натягу.

＊ Регулярно калібруйте звивистий вал, щоб тримати запуск нижче 3 мкм.

2. Вбудовування закордонних речовин

Типи:Волокна, зварювальний шлак

Причини:

＊ Плаваючі сміття в навколишньому середовищі (наприклад, невовані фрагменти тканини).

＊ Металеві бризки, що генеруються під час зварювання вкладки.

Рішення:

＊ Вологість контрольної майстерні при 30% -40% RH для зменшення статичної адгезії.

＊ Встановіть захисні екрани лазерного зварювання на зварювальних станціях, досягаючи швидкості захоплення бризок> 99%.

1. Забруднення електролітом

Типи:Волога, іони металів

Причини:

＊ Електролітова середовище зберігання DEW Point> -40 ступінь.

＊ Неповне очищення трубопроводу ін'єкції.

Рішення:

＊ Використовуйте технологію сушіння молекулярного ситового літію для підтримки вмісту вологи <5 проміле.

＊ Циркулює розчинник DME через ін'єкційний трубопровід три рази до ін'єкції.

2. відхилення обсягу ін'єкцій

Типи:Переповнення або недооцінка

Причини:

＊ Точність насоса вимірювання <0. 1% fs.

＊ Коулювання в'язкості електроліту з коливанням температури> 5%.

Рішення:

＊ Оснацайте масовими метрами потоку (точність: ± 0. 05%).

＊ Встановіть постійну температурну систему (25 ± 1 градус) для резервуара для зберігання електроліту.

1. Газові залишки

Типи:Co₂, H₂

Причини:

＊ Генерація газу внаслідок розкладання плівки SEI під час формування.

＊ Неповне дегазування (наприклад, рівень вакууму> 10⁻³ pa).

Рішення:

＊ Реалізуйте протокол ступеня формування (наприклад, {{0}}. 1c → 0. 3c → 0,5c).

＊ Встановіть каталітичні пристрої згоряння в кімнатах для старіння, досягаючи ефективності лікування> 99%.

2. Напруги напруги

Типи:Падіння напруги через самообанкругу

Причини:

＊ Внутрішні мікрокоротні схеми (наприклад, металеві частинки, що проникають у сепаратор).

Рішення:

＊ Введіть моделі прогнозування саморозподілу на основі AI з точністю до ± 0. 5% на місяць.

＊ Проведіть рентгенівські інспекції після старіння, досягнення рівня виявлення чужорідних речовин> 95%.

Процес очищення атомного рівня

Технологія очищення плазми (наприклад, O₂ плазма) використовується для видалення забруднень нано-рівня з поверхні електродів.

Інтелектуальна система виявлення

Інтеграція машинного зору (роздільна здатність: 1 мкм) та алгоритми AI дозволяють в режимі реального часу класифікацію дефектів.

Матеріальна система самостійного відновлення

Додавання похідних фероцену у плівці SEI дозволяє автоматичний ремонт дефектів, коли плівка SEI зламається.

Контроль ізоляційних дефектів та іноземних речовин у літієвих акумуляторних клітинах повинен дотримуватися принципу "профілактики першого, виявлення другого". Завдяки оптимізації матеріалів (наприклад, твердотільними електролітами), інноваціями процесів (наприклад, лазерним розрізанням) та інтелектуальним управлінням (наприклад, цифровими близнюками) ризик забруднення чужорідної речовини може бути зменшений до нижче 0. 1 проміле. В майбутньому, при широкому використанні інспекції якості на основі AI та технологій характеристики in-situ, виробництво акумуляторних комірок буде рухатися до мети "нульових дефектів".