Pin lithium-ion dạng mềm đã được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử cầm tay do tính an toàn cao, mật độ năng lượng cao và thiết kế linh hoạt. Quy trình sản xuất chủ yếu bao gồm các bước sau:
1 Chuẩn bị nguyên liệu
Đầu tiên, cần chuẩn bị các nguyên liệu chính để sản xuất pin, bao gồm vật liệu điện cực dương (như oxit lithium coban, lithium sắt photphat và các hợp chất lithium khác), vật liệu điện cực âm (như than chì hoặc các vật liệu carbon khác), vật liệu phân tách ( thường là một lớp mỏng màng polymer xốp) và chất điện phân. Việc lựa chọn các vật liệu này rất quan trọng đối với hiệu suất và độ an toàn của pin.
2 Chuẩn bị điện cực
1. Đồng nhất hóa:Phân tán đồng đều các hoạt chất, chất dẫn điện, chất kết dính và các chất khác theo tỷ lệ để thu được hỗn hợp sệt đồng nhất và ổn định độ nhớt. Độ ổn định của bùn là một chỉ số quan trọng để đảm bảo tính nhất quán của pin trong quá trình sản xuất pin.
2. Lớp phủ:Phủ hỗn hợp điện cực dương lên lá nhôm và hỗn hợp điện cực âm lên lá đồng. Quá trình phủ đòi hỏi phải kiểm soát chính xác độ dày lớp phủ và nhiệt độ sấy để đảm bảo chất lượng và tính đồng nhất của các tấm điện cực. Mật độ bề mặt phủ cũng cần được kiểm soát chặt chẽ để tránh tình trạng pin không đủ dung lượng hoặc lãng phí nguyên liệu.
3. Ép cuộn:Tấm điện cực được phủ được nén bằng máy ép cuộn để cải thiện mật độ và độ bền của nó.
4. Rạch và sấy khô:Cắt tấm điện cực đã cuộn thành kích thước mong muốn và thực hiện xử lý sấy khô để loại bỏ dung môi và độ ẩm khỏi tấm điện cực.
3 Chuẩn bị màng chắn
Dải phân cách là thành phần quan trọng trong pin, cho phép các ion lithium đi qua đồng thời ngăn các electron đi qua. Việc lựa chọn và chuẩn bị các thiết bị phân tách có tác động đáng kể đến sự an toàn và hiệu suất của pin. Trong quá trình chuẩn bị cần đảm bảo màng có đủ độ bền cơ học và ổn định hóa học.
4 Cắt và xếp điện cực
Xếp chồng tấm điện cực dương đã khô, tấm điện cực âm và dải phân cách để tạo thành cấu trúc cơ bản của pin. Trong quá trình xếp chồng, cần phải căn chỉnh và định vị chính xác để đảm bảo tính toàn vẹn về cấu trúc và hiệu suất của pin.
5 Lắp ráp pin
1. Hình thành tế bào:Thiết kế kích thước bên ngoài của cell theo yêu cầu của khách hàng và đưa ra các khuôn mẫu tương ứng để tạo thành màng nhôm-nhựa.
2. Niêm phong mặt trên:Đặt các cell pin quấn vào các lỗ đã đục lỗ, sau đó gấp đôi màng đóng gói dọc theo vị trí đường chấm để bịt kín mặt trên (bịt tai điện cực) và bịt kín mặt bên.
3. Tiêm và niêm phong trước:Sau khi niêm phong mặt trên, thực hiện kiểm tra bằng tia X trên các tế bào pin để đảm bảo tính song song của chúng. Sau đó loại bỏ độ ẩm khỏi pin, bơm chất điện phân và thực hiện hàn kín trước.
6 Chuyển đổi và kích hoạt
1. Hãy để yên:Cho phép chất điện phân được bơm vào thấm hoàn toàn vào điện cực.
2. Đội hình:Lần sạc đầu tiên của pin mới sẽ làm cho chất điện phân phản ứng trên bề mặt điện cực, tạo thành giao diện điện phân rắn (SEI) ổn định. Trong quá trình hình thành sẽ xuất hiện khí nên một số nhà sản xuất sử dụng đồ gá để tạo hình và ép khí vào túi khí.
3. Định hình vật cố định:Giao diện điện cực sau khi biến đổi tốt hơn, việc định hình vật cố định cũng giúp đảm bảo hình dạng và kích thước của cell pin.
7 Đóng gói và tạo hình thứ cấp
1. Niêm phong lần thứ hai:Hút bụi túi để loại bỏ khí và một lượng nhỏ chất điện phân, sau đó thực hiện hàn kín lần thứ hai. Sau khi bịt kín, tháo túi khí ra và các tế bào pin về cơ bản đã được hình thành.
2. Cắt và gấp mép:Cắt cạnh thứ nhất và thứ hai có chiều rộng phù hợp, sau đó gấp chúng lại để đảm bảo chiều rộng của cell pin không vượt quá tiêu chuẩn.
8 Kiểm tra và sắp xếp
Tiến hành một loạt thử nghiệm trên tế bào pin, bao gồm dung lượng, điện trở trong, dòng điện rò rỉ, v.v. để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng. Những đơn vị pin không đủ tiêu chuẩn sẽ bị loại bỏ để đảm bảo chất lượng và độ đồng nhất của sản phẩm.
9 Đóng gói và thử nghiệm lần cuối
Các tế bào pin đủ tiêu chuẩn được đóng gói thành các sản phẩm cuối cùng và trải qua quá trình kiểm tra hiệu suất và độ an toàn cuối cùng. Quá trình này bao gồm kiểm tra trực quan, kiểm tra điện áp, kiểm tra công suất, v.v. để đảm bảo sản phẩm đáp ứng yêu cầu của khách hàng.
Quy trình sản xuất pin lithium-ion gói mềm bao gồm nhiều bước phức tạp và chính xác, mỗi bước yêu cầu kiểm soát quy trình chính xác và kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt. Những nỗ lực này đảm bảo hiệu suất, độ an toàn và độ tin cậy của pin.
Các tiêu chuẩn chất lượng chính cho pin lithium-ion gói mềm là:
1. Đóng gói và dán nhãn:Bao bì pin phải đầy đủ, không bị hư hỏng, in rõ ràng và dán nhãn thông tin sản phẩm đầy đủ và chính xác như nhãn hiệu, model, công suất, điện áp, ngày sản xuất, v.v. Việc niêm phong phải được niêm phong tốt, không có khe hở hoặc hở.
2. Tính toàn vẹn về ngoại hình:Bề mặt pin không được có các khuyết tật như trầy xước, móp méo, biến dạng, vết ố, vết rỉ sét, v.v. Tai phải phẳng, không bị cong, gãy hoặc bị oxy hóa. Màng nhựa nhôm, là vật liệu đóng gói chính, không được bị hư hỏng, nhăn nheo hoặc bong bóng.
3. Công suất:Tỷ lệ giữa dung lượng thực tế và dung lượng danh nghĩa càng cao thì hiệu suất dung lượng của pin càng tốt.
4. Điện trở trong:Điện trở trong là một trong những chỉ số quan trọng để đo hiệu suất của pin. Pin có điện trở trong thấp sẽ ít bị mất năng lượng hơn trong quá trình sạc và xả, đồng thời có thể sản xuất và lưu trữ năng lượng điện hiệu quả hơn.
5. Hiệu suất sạc và xả:Pin chất lượng cao phải có thể được sạc đầy trong thời gian hợp lý trong các điều kiện sạc được chỉ định và không được có hiện tượng nóng, bốc khói, phồng rộp bất thường hoặc các hiện tượng khác trong quá trình sạc. Sự sụt giảm điện áp trong quá trình phóng điện không được quá nhanh và dòng điện phải ổn định.
6. Vòng đời:Sau nhiều chu kỳ sạc và xả, khả năng duy trì dung lượng và suy giảm hiệu suất của pin phải được duy trì ở một mức nhất định. Ví dụ: tuổi thọ chu kỳ của pin và bộ pin tiêu dùng phải Lớn hơn hoặc bằng 800 lần và tỷ lệ duy trì dung lượng phải Lớn hơn hoặc bằng 80%.
7. An toàn:Pin phải có các chức năng an toàn tốt như bảo vệ quá tải, bảo vệ quá mức và bảo vệ ngắn mạch. Trong môi trường nhiệt độ cao, pin phải có khả năng duy trì sự ổn định mà không bị biến dạng, phồng rộp hoặc các hiện tượng khác.