프리즘 셀 배터리 생산 공정 : 포괄적 인 가이드

소개

프리즘 알루미늄 케이스 배터리는 전기 자동차 (EV) 및 에너지 저장 시스템 (ESS)이 높은 부피 효율, 기계적 견고성 및 모듈 식 조립의 용이성으로 인해 점점 인기를 얻고 있습니다. 원통형 및 파우치 세포와 비교하여 프리즘 세포는 에너지 밀도, 열 성능 및 기계적 강도 사이의 균형을 제공합니다. 이 기사는 원료에서 최종 조립 배터리 팩에 이르기까지 전체 생산 공정을 간략하게 설명합니다.

음극 재료

일반적인 음극 재료는 다음을 포함합니다.

리튬 철 포스페이트 (LFP)

니켈 망간 코발트 산화물 (NMC)

리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 (NCA)

이 물질은 높은 결정도를 달성하기 위해 고온 (일반적으로 700-900도)에서 고체 반응을 통해 합성됩니다.

양극 재료

양극은 일반적으로 다음으로 만들어집니다.

흑연 (인공 또는 자연)

실리콘-탄소 복합 (고 에너지 세포 용)

원료는 최적화 된 입자 크기, 표면적 및 탭 밀도를 달성하기 위해 가공됩니다.

전해질

전해질은 일반적으로 a입니다리튬 소금(LIPF6) 유기 용매의 혼합물에 용해 된EC (에틸렌 탄산염), DMC (디메틸 카보네이트)안정성과 성능을 향상시키기위한 첨가제.

분리 기호

프리즘 세포는 전형적으로 두께가있는 다층 폴리 프로필렌 (PP) 또는 폴리에틸렌 (PE) 분리기를 사용합니다.12μm ~ 20μm기계적 강도 및 열 안정성 보장.

슬러리 준비

음극 : NMP 용매와 혼합 된 활성 재료 + 전도제 (Carbon Black) + 바인더 (PVDF).

양극 : 흑연 + 전도제 + 바인더 (CMC + SBR)는 탈 이온수와 혼합되어 있습니다.

슬러리 믹싱 장비 :고시 믹서, 행성 믹서.

코팅

제조 된 슬러리는 금속 호일에 골고루 코팅됩니다.

음극: 알루미늄 호일에 코팅.

양극: 구리 호일에 코팅.

코팅 방법 :슬롯 다이 코팅또는쉼표 바 코팅.

건조

코팅 된 포일은 건조된다연속 건조 오븐, 정확하게 제어 된 온도에서 용매 (NMP 또는 물)를 제거합니다.

음극 건조 : 120-140 정도

양극 건조 : 80-120 정도

캘린더링

두 전극 모두 한 쌍의 정밀 롤러를 통과하여 코팅을 압축하여 다음을 보장합니다.

균일 한 두께.

더 높은 전극 밀도.

활성 재료와 전류 수집가 사이의 더 나은 접촉.

캘린더링 밀도 목표 :

음극 : 2. 8-3. 5 g/cm³

양극 : 1. 4-1. 8 g/cm³

슬릿팅

달력 후 전극이 있습니다긴 구멍셀 디자인과 일치하는 좁은 스트립으로.

탭 용접

전류 수집기 탭 (음극 알루미늄, 양극의 구리)은 전극에 용접됩니다.

스태킹

프리즘 세포는 일반적으로 사용됩니다z- 폴드 스태킹또는라미네이션 스태킹, 캐소드, 분리기 및 양극이 번갈아 가입 샌드위치 구조에 쌓이는 경우.

케이스 삽입

스택 전극 어셈블리는 사전 형성에 삽입됩니다알루미늄 케이스, 만들어졌습니다알루미늄 합금 (보통 3003 또는 1060).

전해질 주입

전해질은 진공 상태에서 케이스에 주입하여 모든 내부 표면의 완전한 습윤을 보장합니다.

전해질 충전 정밀도 : ± 0. 셀당 5g.

미리 밀리는

전해질 충전 후, 셀은이다미리 밀집형성 과정에서 내부 환경을 일시적으로 보호합니다.

세포는 초기 전하 및 방전 과정을 겪습니다.형성,이를 허용합니다SEI (고체 전해질 간기)양극 표면에 형성되는 층.

형성 온도 : 25-45 학위.

형성 전류 : 0. 05-0. 1c (균일 한 SEI를 보장하기 위해 느리게).

형성 후, SEI 형성 동안 생성 된 가스는진공 탈기셀 내부를 보장합니다압력이 최적화됩니다.

알루미늄 케이스는 밀봉되어 있습니다레이저 용접또는초음파 용접, 보장 :

우수한 해석.

기계적 강도.

일부 디자인은 또한 a를 추가합니다안전 통풍구비정상적인 작동 중에 내부 가스가 쌓이는 경우 압력을 방출합니다.

각 셀은 다음을 포함하여 포괄적 인 테스트를 거칩니다.

용량 테스트: 전체 충전/배출주기.

내부 저항: AC 임피던스 테스트 (일반적으로 1 kHz).

누설 테스트: 헬륨 누출 감지.

개방 회로 전압 (OCV):자가 샤워 모니터링.

치수 확인: 사양 내에서 크기 공차를 보장합니다.

시험 된 프리즘 세포는 다음을 사용하여 모듈로 결합된다.

레이저 용접또는초음파 용접버스 바를 위해.

통합배터리 관리 시스템 (BMS)전압, 온도 및 밸런싱 모니터링 용.

열 관리 시스템 (TMS)도 일반적으로 사용하여 통합됩니다.

냉각 플레이트(액체 냉각).

열 인터페이스 재료 (TIM)더 나은 열 소산.

프리즘 셀 배터리가 결합됩니다높은 안전성, 기계적 강도 및 유연한 디자인, 이들과 같은 애플리케이션을 요구하는 데 이상적입니다전기 자동차 및 고정 저장. 생산 공정은 원통형 및 파우치 셀과 공통점을 공유하지만알루미늄 케이스, 전해질 충전, 그리고밀봉 과정성능과 신뢰성에 영향을 미치는 중요한 요소입니다.