نقص بالقوه عایق در هر فرآیند تولید سلول باتری لیتیوم ، علل و راه حل های آنها.

در طی فرآیند تولید سلول باتری لیتیوم ، نقص عایق و آلودگی مواد خارجی مشکلات اصلی بر ایمنی و قوام باتری است. در زیر یک تجزیه و تحلیل سیستماتیک از خطرات احتمالی در هر فرآیند از دیدگاه فرآیند ، همراه با راه حل های هدفمند است:

1. آلودگی ذرات فلزی

انواع:بقایای فلزی مانند آهن ، مس ، آل ، و غیره

علل:

* مواد اولیه (به عنوان مثال پودر NCM) که تحت تصفیه مغناطیسی قرار نمی گیرند.

* سایش تجهیزات اختلاط (به عنوان مثال میکسرهای سیاره ای) تولید ذرات فلزی.

* معرفی بقایای فلزی از ابزارها در حین عملیات دستی.

راه حل ها:

* از یک سیستم تصفیه مغناطیسی چند مرحله ای (به عنوان مثال میله های مغناطیسی زمین نادر) با دقت تصفیه تا 5μm استفاده کنید.

* اجزای تجهیزات تماس با دوغاب را با مواد سرامیکی یا پلی اتر کتون (PEEK) جایگزین کنید.

* پروتکل های دقیق مدیریت ابزار ایجاد کنید و ابزارهای فلزی را از ورود به خط تولید منع کنید.

2. باقیمانده ناخالصی ارگانیک

انواع:الیاف دستکش ، ذرات درزگیر

علل:

* اپراتورهایی که لباس تمیز ضد استاتیک ندارند.

* پیری و جدا شدن حلقه های آب بندی تجهیزات.

راه حل ها:

* اجرای کلاس A CLASE AROCROOM (ISO 7) ، مجهز به دوش هوا.

* به طور مرتب مهر و موم تجهیزات را مورد بازرسی قرار دهید و از مواد فلوروبربر برای تقویت مقاومت در برابر خوردگی استفاده کنید.

1. ضخامت پوشش ناهموار

انواع:لبه های ضخیم ، نقاط توخالی در مرکز

علل:

* پوشش شکاف تیغه سر پوشش> 5 μ mm.

* نوسان ویسکوزیته دوغاب> 10 ٪ (به عنوان مثال ، به دلیل تأخیر در تشخیص محتوای جامد).

راه حل ها:

برای تنظیم حلقه بسته در زمان واقعی موقعیت یابی تیغه ، سنجهای ضخامت لیزر (دقت: 1μm) را معرفی کنید.

برای تثبیت فشار تحویل دوغاب از یک سیستم تغذیه دوقلوی استفاده کنید.

2. آلودگی ماده خارجی

انواع:گرد و غبار ، روان کننده تجهیزات

علل:

* رسوب گرد و غبار ناشی از فیلترهای اجاق گاز گرفتگی.

* روغن کاری نشت روغن از بلبرینگ های پوشش.

راه حل ها:

* فیلترهای فر را هر 4 ساعت یکبار تمیز کرده و سنسورهای فشار دیفرانسیل را برای هشدار زودهنگام نصب کنید.

* روان کننده های قطعات متحرک را با چربی درجه غذا جایگزین کنید.

1. باقیمانده های حلال

انواع:حلالهای ارگانیک مانند NMP ، DME و غیره

علل:

* دمای خشک کردن کافی (به عنوان مثال ،<120°C).

* نقص در سیستم گردش خون گرم (سرعت هوا<2 m/s).

راه حل ها:

* اجرای طیف سنجی مادون قرمز برای تشخیص آنلاین ، کنترل سطح باقیمانده در<0.1%.

* برای اطمینان از یکنواختی دما در درجه 2 درجه ، طراحی مجرای هوا را بهینه کنید.

2. اکسیداسیون الکترود

انواع:ضخیم شدن لایه اکسید سطح فویل آلومینیوم.

علل:

* DRY ANVINCE DEW نقطه> -40 درجه.

* زمان قرار گرفتن در معرض الکترود> 10 دقیقه.

راه حل ها:

* یک سیستم خشک کردن محافظت شده ازت را با محتوای اکسیژن <5 ppm معرفی کنید.

* از یک خط خشک کردن مداوم برای به حداقل رساندن مداخله دستی استفاده کنید.

1. Burrs بیش از حد

انواع:برس های فلزی (فویل مس/فویل آلومینیومی)

علل:

* سایش ابزار (شعاع لبه تیغه> 2μm).

* استرس حرارتی در هنگام برش سرعت> 150 متر در دقیقه تولید می شود.

راه حل ها:

* از تیغه های پوشیده از الماس استفاده کنید و طول عمر آن را 5 بار افزایش دهید.

* از فناوری برش لیزر (عرض پالس <10ns) استفاده کنید ، و به برزهای کمتر از یا مساوی 2μm دست یابید.

2. آلودگی گرد و غبار

انواع:ذرات ماده فعال

علل:

＊ عدم خلاء گرد و غبار پس از خرد کردن.

＊ چسبندگی ضعیف در سطوح الکترود (به عنوان مثال ، نسبت اتصال کافی).

راه حل ها:

＊ یک سیستم جمع آوری گرد و غبار فشار منفی را با Airspeed> 10 متر بر ثانیه نصب کنید.

＊ فرآیند تقویم را بهینه سازی کنید تا چگالی الکترود به بالای 2.2 گرم در سانتی متر مربع افزایش یابد.

1. چین و چروک های جداکننده

انواع:چین و چروک های عرضی/طولی

علل:

＊ نوسانات تنش ناپایدار ناپایدار> 5 ٪.

＊ انحراف غلظت شافت سیم پیچ> 5μm.

راه حل ها:

control کنترل حلقه بسته را با استفاده از ترمزهای پودر مغناطیسی و سنسورهای تنش پیاده سازی کنید.

＊ به طور مرتب شافت سیم پیچ را کالیبراسیون کنید تا زیر 3μm نگه داشته شود.

2. ماده خارجی جاسازی

انواع:الیاف ، سرباره جوشکاری

علل:

＊ بقایای شناور در محیط (به عنوان مثال ، قطعات پارچه ای غیر بافته).

splash های فلزی تولید شده در هنگام جوشکاری برگه.

راه حل ها:

＊ کنترل رطوبت کارگاه در 30 ٪ {1}} ٪ rh برای کاهش چسبندگی استاتیک.

＊ صفحه های محافظ جوشکاری لیزر را در ایستگاه های جوش نصب کنید ، و به میزان ضبط پاتر> 99 ٪ دست یابید.

1. آلودگی الکترولیت

انواع:رطوبت ، یون های فلزی

علل:

＊ DEW محیط ذخیره سازی الکترولیت> -40 درجه.

＊ تمیز کردن ناقص خط لوله تزریق.

راه حل ها:

＊ از فناوری خشک کردن غربال مولکولی لیتیوم برای حفظ رطوبت <5 ppm استفاده کنید.

＊ حلال DME را از طریق خط لوله تزریق سه بار قبل از تزریق گردش کنید.

2. انحراف حجم تزریق

انواع:پر کردن بیش از حد یا کمرنگ

علل:

＊ دقت پمپ اندازه گیری <0. 1 ٪ fs.

＊ نوسان ویسکوزیته الکترولیت با تغییر دما> 5 ٪.

راه حل ها:

＊ با کنتورهای جریان جرم تجهیز کنید (دقت: ± {0}}. 05 ٪).

＊ یک سیستم دمای ثابت (1 25 درجه) برای مخزن ذخیره سازی الکترولیت نصب کنید.

1. باقیمانده گاز

انواع:Co₂ ، H₂

علل:

＊ تولید گاز به دلیل تجزیه فیلم SEI در طول شکل گیری.

degainsing ناقص (به عنوان مثال ، سطح خلاء> 10⁻³ PA).

راه حل ها:

＊ یک پروتکل تشکیل پله ای را پیاده سازی کنید (به عنوان مثال ، {{0}}. 1c → 0. 3C → 0.5C).

＊ دستگاه های احتراق کاتالیزوری را در اتاق های پیری نصب کنید و به یک راندمان درمانی> 99 ٪ برسید.

2. ناهنجاری های ولتاژ

انواع:افت ولتاژ به دلیل خود تخفیف

علل:

＊ مدارهای میکرو کوتاه داخلی (به عنوان مثال ، ذرات فلزی که به جداکننده نفوذ می کنند).

راه حل ها:

models مدل های پیش بینی تخلیه مبتنی بر هوش مصنوعی را با دقت تا ± 2 {2}} 5 ٪ در ماه معرفی کنید.

res بازرسی اشعه ایکس پس از پیری ، دستیابی به نرخ تشخیص ماده خارجی> 95 ٪.

فرآیند تمیز کردن سطح اتمی

از فناوری تمیز کردن پلاسما (به عنوان مثال ، O₂ پلاسما) برای از بین بردن آلاینده های نانو سطح از سطح الکترودها استفاده می شود.

سیستم تشخیص هوشمند

ادغام بینایی دستگاه (وضوح: 1μm) و الگوریتم های AI طبقه بندی در زمان واقعی نقص را امکان پذیر می کند.

سیستم مواد خود ترمیم کننده

علاوه بر این از مشتقات فروسن در فیلم SEI اجازه می دهد تا هنگام شکسته شدن فیلم SEI ، نقص های خودکار را ترمیم کند.

کنترل نقایص عایق و مواد خارجی در سلولهای باتری لیتیوم باید به اصل "پیشگیری اول ، تشخیص دوم" رعایت شود. از طریق بهینه سازی مواد (به عنوان مثال ، الکترولیت های حالت جامد) ، نوآوری های فرآیند (به عنوان مثال ، برش لیزر) و مدیریت هوشمند (به عنوان مثال ، دوقلوهای دیجیتال) ، می توان خطر آلودگی ماده خارجی را به زیر 1 {1}} 1 ppm کاهش داد. در آینده ، با استفاده گسترده از بازرسی با کیفیت مبتنی بر هوش مصنوعی و فن آوری های توصیف درجا ، تولید سلول باتری به سمت هدف "نقص صفر" حرکت می کند.