Como mencionamos anteriormente, un proceso típico de fabricación de baterías de iones de litio se puede dividir en tres etapas: el proceso inicial (fabricación de electrodos), el proceso intermedio (síntesis de celdas) y el proceso final (formación y empaquetado). Anteriormente presentamos el proceso inicial, y este artículo se centrará en el proceso intermedio.
La etapa intermedia del proceso de fabricación de baterías de litio es la sección de ensamblaje, y su objetivo de producción es completar la fabricación de las celdas. Específicamente, esta etapa intermedia consiste en ensamblar los electrodos (positivo y negativo) fabricados en el proceso anterior con el separador y el electrolito de forma ordenada.
Debido a las diferentes estructuras de almacenamiento de energía de los distintos tipos de baterías de litio, incluidas las baterías con carcasa de aluminio prismático, las baterías cilíndricas, las baterías de bolsa, las baterías de cuchillas, etc., existen diferencias obvias en su proceso técnico en el proceso de etapa intermedia.
El proceso de etapa intermedia de la batería con carcasa de aluminio prismático y la batería cilíndrica es el bobinado, la inyección del electrolito y el empaquetado.
El proceso de etapa intermedia de la batería de bolsa y la batería de cuchilla es el apilado, la inyección de electrolitos y el empaquetado.
La principal diferencia entre ambos es el proceso de bobinado y apilado.
Devanado
El proceso de bobinado de celdas consiste en enrollar el cátodo, el ánodo y el separador mediante una bobinadora, separando los cátodos y ánodos adyacentes mediante un separador. En la dirección longitudinal de la celda, el separador sobrepasa al ánodo y el ánodo sobrepasa al cátodo para evitar cortocircuitos causados por el contacto entre ambos. Tras el bobinado, la celda se fija con cinta adhesiva para evitar su desmontaje. A continuación, la celda pasa al siguiente proceso.
En este proceso, es importante garantizar que no haya contacto físico entre los electrodos positivo y negativo, y que el electrodo negativo pueda cubrir completamente al electrodo positivo tanto en dirección horizontal como vertical.
Debido a las características del proceso de bobinado, solo se puede utilizar para fabricar baterías de litio con forma regular.
Apilado
En cambio, el proceso de apilamiento apila los electrodos positivo y negativo, junto con el separador, para formar una celda apilada, que permite fabricar baterías de litio con formas regulares o irregulares. Ofrece mayor flexibilidad.
El apilamiento es generalmente un proceso en el que los electrodos positivo y negativo y el separador se apilan capa por capa en el orden de electrodo positivo-separador-electrodo negativo para formar una celda de apilamiento con el colector de corriente.Los métodos de apilamiento varían desde el apilamiento directo, en el que se corta el separador, hasta el plegado en Z, en el que el separador no se corta y se apila en forma de Z.
Durante el proceso de apilamiento, no se produce el fenómeno de flexión de la misma lámina de electrodo ni el problema de las esquinas en C durante el bobinado. Por lo tanto, se aprovecha al máximo el espacio de las esquinas de la carcasa interior y se aumenta la capacidad por unidad de volumen. En comparación con las baterías de litio fabricadas mediante bobinado, las baterías de litio fabricadas mediante apilamiento ofrecen ventajas evidentes en cuanto a densidad energética, seguridad y rendimiento de descarga.
El proceso de bobinado tiene un largo historial de desarrollo, es un proceso maduro, de bajo costo y de alto rendimiento. Sin embargo, con el desarrollo de vehículos de nuevas energías, el proceso de apilamiento se ha convertido en una opción prometedora gracias a su alto volumen de utilización, estructura estable, baja resistencia interna, larga vida útil y otras ventajas.
Tanto el proceso de bobinado como el de apilado presentan ventajas y desventajas obvias. La batería apilada requiere varios cortes del electrodo, lo que resulta en una sección transversal mayor que la estructura del bobinado, lo que aumenta el riesgo de rebabas. En cuanto a la batería de bobinado, sus esquinas desperdician espacio, y la tensión desigual del bobinado y la deformación pueden causar falta de homogeneidad.
Por lo tanto, la prueba radiográfica posterior se vuelve extremadamente importante.
Prueba de rayos X
La batería de bobinado y pila terminada debe probarse para verificar si su estructura interna se ajusta al proceso de producción, como la alineación de las celdas de la pila o bobinado, la estructura interna de las pestañas y el voladizo de los electrodos positivos y negativos, etc., a fin de controlar la calidad de los productos y evitar el flujo de celdas no calificadas a los procesos posteriores;
Para las pruebas de rayos X, Dacheng Precision lanzó una serie de equipos de inspección por imágenes de rayos X:
Máquina de inspección de baterías por TC fuera de línea con rayos X
Máquina de inspección de baterías por TC fuera de línea con rayos X: Imágenes 3D. Mediante vista en sección, se puede detectar directamente el saliente longitudinal y transversal de la celda. Los resultados de la detección no se verán afectados por el chaflán o la curvatura del electrodo, la pestaña ni el borde cerámico del cátodo.
Máquina de inspección de baterías de bobinado en línea por rayos X
Máquina de inspección de baterías por rayos X en línea: Este equipo se conecta a la línea transportadora anterior para la recolección automática de celdas. Las celdas se introducen en el equipo para realizar pruebas internas de ciclo. La selección de celdas de NG se realiza automáticamente. Se inspeccionan completamente un máximo de 65 capas de anillos internos y externos.
Máquina de inspección de baterías cilíndricas en línea por rayos X
El equipo emite rayos X a través de una fuente que penetra a través de la batería. El sistema de imágenes recibe imágenes de rayos X y toma fotografías. Procesa las imágenes mediante software y algoritmos de desarrollo propio, mide y determina automáticamente si los productos son buenos y descarta los defectuosos. Las partes frontal y trasera del dispositivo se pueden conectar a la línea de producción.
Máquina de inspección de baterías en línea por rayos X
El equipo está conectado a la línea de transmisión ascendente. Toma células automáticamente y las coloca en el equipo para la detección interna del bucle. Clasifica automáticamente las células NG, y las células OK se colocan automáticamente en la línea de transmisión, en el equipo descendente, para lograr una detección totalmente automática.
Máquina de inspección digital de baterías en línea por rayos X
El equipo está conectado a la línea de transmisión ascendente. Puede extraer las celdas automáticamente o cargarlas manualmente, y luego introducirlas en el equipo para la detección de bucle interno. Clasifica automáticamente las baterías NG. Las baterías OK extraídas se introducen automáticamente en la línea de transmisión o placa y se envían al equipo descendente para lograr una detección totalmente automática.
Hora de publicación: 13 de septiembre de 2023
