Cómo producir baterías de litio

Estrictamente hablando, las baterías de litio se dividen en dos tipos: baterías de metal de litio y baterías de iones de litio. Esto se define en términos de la forma en que el litio está hecho de metal litio y la batería de iones de litio está presente en forma de iones en el electrodo.

Las baterías de metal de litio generan electricidad por corrosión u oxidación del litio metálico. Cuando se agotan, se descartan y no se pueden cargar. Por lo tanto, también se denominan baterías primarias. Las baterías de iones de litio utilizan la diferencia en la concentración de iones de litio para el almacenamiento y la descarga de energía. El litio metálico no está presente en la batería, por lo que también se llama batería secundaria de litio. Actualmente se utilizan en teléfonos móviles, cámaras, herramientas eléctricas, vehículos eléctricos, almacenamiento de energía, estaciones base de comunicación y otras baterías de litio recargables, son las baterías de iones de litio. Las baterías de litio más utilizadas en el mercado son las baterías de iones de litio, y todas se utilizan abreviadas como baterías de litio, las baterías de litio también se conocen principalmente como baterías de iones de litio.

Primero, clasificación de la batería de litio

1. Dos métodos de clasificación utilizados en el mercado: clasificados según el material de la pieza polar y clasificados según la apariencia del producto.

A, clasificado por material de la pieza polar

Material del cátodo: batería de fosfato de hierro y litio (LFP), batería de óxido de cobalto de litio (LCO), batería de óxido de litio y manganeso (LMO), (batería binaria: óxido de litio-níquel-manganeso / cobaltato de litio-níquel), (ternario: batería de níquel-cobalto-manganeso y ácido de litio (NCM), batería de aluminato de níquel cobalto y aluminio (NCA)

Material del ánodo: batería de titanato de litio (LTO), batería de grafeno, batería de nano fibra de carbono

En cuanto al concepto de grafeno en el mercado, se refiere principalmente a una batería a base de grafeno, es decir, se agrega una pasta de grafeno a una pieza polar, o se agrega una capa de revestimiento de grafeno a un separador. Las baterías a base de niquelato de litio y magnesio son básicamente inexistentes en el mercado.

B, clasificado por apariencia del producto

Dividida en: cilíndrica, bolsa blanda, cuadrada.

Los embalajes exteriores cilíndricos y cuadrados son principalmente de acero o aluminio. El paquete exterior de la bolsa blanda es una película de plástico de aluminio. De hecho, la bolsa blanda también es cuadrada. El mercado está acostumbrado a empaquetar la película plástica de aluminio como una bolsa blanda, y algunas personas se refieren a la batería blanda como una batería de polímero.

Para las baterías cilíndricas de iones de litio, el modelo suele ser de 5 dígitos. Los dos primeros dígitos son el diámetro de la batería y los dos dígitos del medio son la altura de la batería. La unidad son milímetros. Por ejemplo, una batería de litio 18650 tiene un diámetro de 18 mm y una altura de 65 mm.

C, según la diferencia de materiales electrolíticos.

Las baterías de iones de litio se clasifican en baterías de iones de litio líquidos (LIB) y baterías de polímero de iones de litio (PLB).

Las baterías de iones de litio líquidos utilizan electrolitos líquidos (principalmente baterías de corriente). Las baterías de polímero de iones de litio se reemplazan por electrolitos de polímero sólido, que pueden ser "secos" o "coloidales", y la mayoría de ellos utilizan electrolitos de gel de polímero. Con respecto a las baterías de estado sólido, estrictamente hablando, tanto los electrodos como el electrolito son sólidos.

D, clasificado según el rendimiento práctico de la batería

Batería de potencia y batería de energía, las baterías de tipo energético se caracterizan por una alta densidad de energía y se utilizan principalmente para una producción de alta energía. Las baterías de tipo potencia se caracterizan por una alta densidad de potencia y se utilizan principalmente para baterías con salida y salida instantáneas de alta potencia. Las baterías de litio de energía eléctrica han surgido con la llegada de los vehículos híbridos enchufables. Requiere que la batería almacene más energía, puede admitir la conducción eléctrica pura durante una distancia y también tiene mejores características de energía, y entra en el modo híbrido cuando la batería está baja.

Comprensión simple, el tipo de energía es similar a los corredores de maratón. Requiere resistencia, es decir, requiere alta capacidad y no requiere alto rendimiento de descarga de corriente. Entonces, el tipo de potencia es un velocista, y es una fuerza explosiva, pero también hay resistencia, de lo contrario, la capacidad es demasiado pequeña y no correrá lejos.

En segundo lugar, la composición del material de la batería de litio.

Cuatro materiales principales: material de cátodo, material de ánodo, separador, electrolito

Materiales auxiliares: NMP, lámina de cobre, lámina de aluminio, cubierta de aluminio, agente conductor, adhesivo, otros (EMD), etc.

En tercer lugar, el proceso de producción.

El proceso de fabricación de baterías de litio se puede dividir en cuatro procesos principales: producción de electrodos, ensamblaje de baterías, detección de activación y ensamblaje de baterías entre ellos, la hoja de electrodo comprende una hoja de electrodo positivo y una hoja de electrodo negativo, y los pasos principales incluyen pasos de procesamiento por lotes. , revolver, recubrir, enrollar, cortar y pestañas.

Cuarto, el equipo necesario para la producción.

De acuerdo con el proceso de producción de las baterías de iones de litio, los equipos de iones de litio se pueden dividir principalmente en equipos frontales, equipos intermedios y equipos back-end.

El equipo frontal es principalmente para el proceso de producción de electrodos, incluidos mezcladores de vacío, revestidores, prensas de rodillos y máquinas de corte. El proceso de recubrimiento requiere que la suspensión agitada se recubra uniformemente sobre el metal con un espesor de menos de 3 μm, el corte debe garantizar que no haya rebabas en la superficie de la rebanada, lo que tendrá un gran impacto en el proceso posterior. . Por lo tanto, el equipo de front-end es el equipo central para la fabricación de baterías, que está relacionado con la calidad de toda la línea de producción.

El equipo de gama media cubre principalmente el proceso de ensamblaje de la celda, e incluye principalmente una máquina de bobinado o una máquina laminadora, una máquina de núcleo en la carcasa de la celda, una máquina de llenado de líquido y un dispositivo de soldadura de sellado.

El equipo de back-end cubre principalmente procesos como la activación de la celda, la detección de componentes y el ensamblaje en un paquete de baterías. En términos relativos, las máquinas de los equipos intermedios y traseros, como descascarado, sellado y pruebas, son relativamente simples y los requisitos técnicos no son altos.

Cinco, aplicación de batería de litio

Principalmente dividido en tres bloques principales: digital, energía, almacenamiento de energía.

Digital: teléfonos móviles, tabletas, computadoras portátiles, juguetes eléctricos, MP3 / MP4, auriculares, tesoro de carga, modelo de energía móvil de aviones, etc.

Clase de potencia: se refiere principalmente a vehículos eléctricos, bicicletas eléctricas, vehículos de nuevas energías, etc.

Almacenamiento de energía: se utiliza principalmente en el suministro de energía de la estación base, el almacenamiento de energía limpia, el almacenamiento de energía de la red y los sistemas de almacenamiento óptico doméstico.

Creo que las baterías de litio tendrán una gama más amplia de aplicaciones en el futuro.

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