Оборудование для изготовления призматических ячеек (prismatic cell)
Производственная цепочка для призматических аккумуляторных ячеек включает следующие ключевые этапы
- Измельчение электродного материала
Для получения однородного порошка используются шаровые, струйные или планетарные мельницы. Предварительное измельчение обеспечивает необходимую дисперсность активных компонентов. - Гомогенизация, смешивание
Вакуумные смесители применяются для подготовки катодных и анодных суспензий с равномерным распределением активных веществ, связующих и растворителей. - Распределение электродного материала по фольге
Машины для нанесения пасты (coating machines) равномерно распределяют суспензию по токопроводящей подложке (алюминиевой или медной фольге). - Прокатка электродного полотна
Калибровочные прокатные установки обеспечивают нужную плотность и толщину электрода, повышая удельную энергию ячейки. - Сушка электродного полотна, хранение
Сушильные шкафы и эксикаторы удаляют остатки растворителя. Оборудование для хранения поддерживает сухую атмосферу до последующих этапов.
Все вышеперечисленные 5 этапов являются подготовкой материалов и одинаковы для всех типов ячеек. С данным оборудованием можно подробно ознакомиться в разделе Подготовка материалов.
- Нарезка электродного полотна
Установки для нарезки электродного полотна из полученной электродной ленты нарезают/вырубают электроды/сепаратор требуемой формы и размера. Доступны пневматический вариант, не требующий электропитания и полуавтоматическая установка.
Процесс вырубки электродов из электродной ленты
- Укладка электродного и сепараторного полотен
Далее, с помощью установок для укладки электродов и сепаратора, сепаратор помещается между электродами, образуя стопку/рулон, которая затем помещается в корпус.
Вариант укладки электродов аккумуляторной ячейки типа пауч - Z-stacking
- Приварка токоотводов
На этом этапе с использованием ультразвуковой сварки к электродам привариваются токовыводы (лепестки). Это обеспечивает надежное электрическое соединение между электродами и внешними контактами, необходимыми для подключения аккумулятора к внешним устройствам. Доступны как лабораторные, так и промышленные варианты оборудования для ультразвуковой сварки. - Прессование
После намотки или Z-укладки электродного пакета необходимо выполнить этап горячего или холодного прессования, который обеспечивает:- выравнивание толщины сердечника до заданных размеров;
- увеличение плотности укладки электродов;
- снижение эластичности и объёмных дефектов внутри сердечника;
- снижение риска короткого замыкания за счёт устранения воздушных зазоров.
- Укладка намотки в корпус и предварительная установка крышки
Электродный пакет помещается в жёсткий алюминиевый или стальной корпус призматической ячейки. Корпус задаёт точную геометрию и обеспечивает механическую защиту, предотвращая деформации и обеспечивая плотный прижим электродов. Это особенно важно для сохранения стабильного распределения тока и предотвращения появления зазоров внутри пакета, которые могут привести к локальным перегревам или снижению циклической стабильности.
Для фиксации пакета и вывода токовыводов на данном этапе устанавливается крышка с технологическим портом для последующей заливки электролита.
Корпуса для призматических аккумуляторов, как правило, изготавливаются из алюминия или нержавеющей стали, что гарантирует их прочность, герметичность и долговечность. Компания Вилитек предлагает широкий ассортимент стандартных типоразмеров корпусов, а также возможность поставки корпусов по индивидуальному проекту. Вы можете прислать нам чертежи требуемых корпусов, и мы организуем изготовление с учётом всех ваших технических требований.
Дальнейшие этапы сборки призматических ячеек (prismatic Cell) аккумуляторов должны выполняться в перчаточном боксе с уровнем содержания кислорода менее 1 ppm. Сухие условия необходимы, так как электролит реагирует с водой, что приводит к его разложению и выделению газа.
При использовании литиевой фольги предыдущие этапы также должны выполняться в перчаточном боксе из-за высокой реакционной способности металла.
- Фасовка жидкого электролита в корпус
Через технологический порт в крышке дозатора высокой точности вводят необходимый объём жидкого электролита. Заливка производится под вакуумом с последующими циклами давления и разрежения для равномерного смачивания электродов и сепаратора. - Установка крышки, приварка токоотводов и герметизация корпуса
На заключительном этапе токовыводы электродного пакета соединяются с выводами крышки при помощи лазерной или ультразвуковой сварки. После этого крышка приваривается по периметру к корпусу, образуя герметичный замкнутый объём. Такая герметизация исключает утечку электролита и попадание влаги или кислорода внутрь ячейки, что критически важно для долговечности и стабильности аккумулятора. - Тестирование
Станции начального формирования и заряд-разрядного тестирования, а также климатические камеры и другое оборудование для тестирования позволяют оценить основные электрические характеристики, ёмкость, сопротивление и стабильность.