इथियम-आयन बॅटरीमध्ये विस्तृत अनुप्रयोग आहेत. अनुप्रयोग क्षेत्रांच्या वर्गीकरणानुसार, ते ऊर्जा साठवणुकीसाठी बॅटरी, पॉवर बॅटरी आणि ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्ससाठी बॅटरीमध्ये विभागले जाऊ शकते.
- ऊर्जा साठवणुकीसाठी बॅटरीमध्ये संप्रेषण ऊर्जा साठवणूक, वीज ऊर्जा साठवणूक, वितरित ऊर्जा प्रणाली इत्यादींचा समावेश होतो;
- पॉवर बॅटरी प्रामुख्याने वीज क्षेत्रात वापरल्या जातात, ज्यामध्ये नवीन ऊर्जा वाहने, इलेक्ट्रिक फोर्कलिफ्ट इत्यादींचा समावेश आहे;
- ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्ससाठी बॅटरी ग्राहक आणि औद्योगिक क्षेत्र व्यापते, ज्यामध्ये स्मार्ट मीटरिंग, इंटेलिजेंट सुरक्षा, इंटेलिजेंट वाहतूक, इंटरनेट ऑफ थिंग्ज इत्यादींचा समावेश आहे.
लिथियम-आयन बॅटरी ही एक जटिल प्रणाली आहे, जी प्रामुख्याने एनोड, कॅथोड, इलेक्ट्रोलाइट, सेपरेटर, करंट कलेक्टर, बाइंडर, कंडक्टिव्ह एजंट इत्यादींनी बनलेली असते, ज्यामध्ये एनोड आणि कॅथोडची इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रिया, लिथियम आयन वहन आणि इलेक्ट्रॉनिक वहन तसेच उष्णता प्रसार यासारख्या प्रतिक्रियांचा समावेश असतो.
लिथियम बॅटरीची उत्पादन प्रक्रिया तुलनेने लांब असते आणि या प्रक्रियेत ५० हून अधिक प्रक्रियांचा समावेश असतो.
लिथियम बॅटरीजना आकारानुसार दंडगोलाकार बॅटरीज, चौकोनी अॅल्युमिनियम शेल बॅटरीज, पाउच बॅटरीज आणि ब्लेड बॅटरीजमध्ये विभागता येतात. त्यांच्या उत्पादन प्रक्रियेत काही फरक आहेत, परंतु एकूणच लिथियम बॅटरी उत्पादन प्रक्रिया फ्रंट-एंड प्रक्रिया (इलेक्ट्रोड मॅन्युफॅक्चरिंग), मिडल-स्टेज प्रक्रिया (सेल सिंथेसिस) आणि बॅक-एंड प्रक्रिया (निर्मिती आणि पॅकेजिंग) मध्ये विभागता येते.
या लेखात लिथियम बॅटरी उत्पादनाची फ्रंट-एंड प्रक्रिया सादर केली जाईल.
फ्रंट-एंड प्रक्रियेचे उत्पादन उद्दिष्ट इलेक्ट्रोड (एनोड आणि कॅथोड) चे उत्पादन पूर्ण करणे आहे. त्याच्या मुख्य प्रक्रियेमध्ये स्लरींग/मिक्सिंग, कोटिंग, कॅलेंडरिंग, स्लिटिंग आणि डाय कटिंग यांचा समावेश आहे.
स्लरी करणे/मिश्रण करणे
स्लरींग/मिक्सिंग म्हणजे एनोड आणि कॅथोडच्या घन बॅटरी मटेरियलचे समान मिश्रण करणे आणि नंतर स्लरी तयार करण्यासाठी सॉल्व्हेंट जोडणे. स्लरी मिक्सिंग हा रेषेच्या पुढच्या टोकाचा प्रारंभ बिंदू आहे आणि त्यानंतरच्या कोटिंग, कॅलेंडरिंग आणि इतर प्रक्रिया पूर्ण होण्याची सुरुवात आहे.
लिथियम बॅटरी स्लरी पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड स्लरी आणि निगेटिव्ह इलेक्ट्रोड स्लरीमध्ये विभागली जाते. सक्रिय पदार्थ, कंडक्टिव्ह कार्बन, जाडसर, बाईंडर, अॅडिटीव्ह, सॉल्व्हेंट इत्यादी प्रमाणात मिक्सरमध्ये घाला, मिक्स करून, कोटिंगसाठी घन-द्रव सस्पेंशन स्लरीचे एकसमान फैलाव मिळवा.
उच्च-गुणवत्तेचे मिश्रण हे त्यानंतरच्या प्रक्रियेच्या उच्च-गुणवत्तेच्या पूर्णतेसाठी आधार आहे, जे बॅटरीच्या सुरक्षितता कामगिरीवर आणि इलेक्ट्रोकेमिकल कामगिरीवर प्रत्यक्ष किंवा अप्रत्यक्षपणे परिणाम करेल.
लेप
कोटिंग म्हणजे अनुक्रमे अॅल्युमिनियम आणि कॉपर फॉइलवर सकारात्मक सक्रिय पदार्थ आणि नकारात्मक सक्रिय पदार्थ यांचे लेप करण्याची प्रक्रिया, आणि त्यांना वाहक घटक आणि बाईंडरसह एकत्रित करून इलेक्ट्रोड शीट तयार करण्याची प्रक्रिया. नंतर सॉल्व्हेंट्स ओव्हनमध्ये वाळवून काढून टाकले जातात जेणेकरून घन पदार्थ सब्सट्रेटशी जोडले जातात आणि सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड शीट कॉइल बनवतात.
कॅथोड आणि एनोड कोटिंग
कॅथोड पदार्थ: तीन प्रकारचे पदार्थ असतात: लॅमिनेटेड रचना, स्पिनल रचना आणि ऑलिव्हिन रचना, अनुक्रमे त्रिकोणी पदार्थ (आणि लिथियम कोबाल्टेट), लिथियम मॅंगनेट (LiMn2O4) आणि लिथियम आयर्न फॉस्फेट (LiFePO4) शी संबंधित.
एनोड मटेरियल: सध्या, व्यावसायिक लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या एनोड मटेरियलमध्ये प्रामुख्याने कार्बन मटेरियल आणि नॉन-कार्बन मटेरियल असतात. त्यापैकी, कार्बन मटेरियलमध्ये ग्रेफाइट एनोड, जो सध्या सर्वात जास्त वापरला जातो आणि विकृत कार्बन एनोड, हार्ड कार्बन, सॉफ्ट कार्बन इत्यादींचा समावेश आहे; नॉन-कार्बन मटेरियलमध्ये सिलिकॉन-आधारित एनोड, लिथियम टायटेनेट (LTO) इत्यादींचा समावेश आहे.
फ्रंट-एंड प्रक्रियेचा मुख्य दुवा म्हणून, कोटिंग प्रक्रियेच्या अंमलबजावणीची गुणवत्ता तयार बॅटरीच्या सुसंगतता, सुरक्षितता आणि जीवनचक्रावर खोलवर परिणाम करते.
कॅलेंडरिंग
लेपित इलेक्ट्रोड रोलरद्वारे अधिक कॉम्पॅक्ट केला जातो, ज्यामुळे सक्रिय पदार्थ आणि संग्राहक एकमेकांच्या जवळच्या संपर्कात असतात, ज्यामुळे इलेक्ट्रॉनची हालचाल अंतर कमी होते, इलेक्ट्रोडची जाडी कमी होते, लोडिंग क्षमता वाढते. त्याच वेळी, ते बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार कमी करू शकते, चालकता वाढवू शकते आणि बॅटरीचा व्हॉल्यूम वापर दर सुधारू शकते जेणेकरून बॅटरीची क्षमता वाढेल.
कॅलेंडरिंग प्रक्रियेनंतर इलेक्ट्रोडचा सपाटपणा पुढील स्लिटिंग प्रक्रियेच्या परिणामावर थेट परिणाम करेल. इलेक्ट्रोडच्या सक्रिय पदार्थाची एकरूपता देखील अप्रत्यक्षपणे पेशींच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करेल.
स्लिटिंग
स्लिटिंग म्हणजे रुंद इलेक्ट्रोड कॉइलचे आवश्यक रुंदीच्या अरुंद तुकड्यांमध्ये सतत रेखांशाने कापणे. स्लिटिंगमध्ये, इलेक्ट्रोडला कातरण्याच्या क्रियेचा सामना करावा लागतो आणि तो तुटतो. स्लिटिंगनंतर कडा सपाट होणे (बुर आणि फ्लेक्सिंग नाही) ही कामगिरी तपासण्याची गुरुकिल्ली आहे.
इलेक्ट्रोड बनवण्याच्या प्रक्रियेमध्ये इलेक्ट्रोड टॅब वेल्डिंग करणे, संरक्षक चिकट कागद लावणे, इलेक्ट्रोड टॅब गुंडाळणे आणि त्यानंतरच्या वळण प्रक्रियेसाठी इलेक्ट्रोड टॅब कापण्यासाठी लेसर वापरणे समाविष्ट आहे. डाय-कटिंग म्हणजे त्यानंतरच्या प्रक्रियेसाठी लेपित इलेक्ट्रोडला स्टॅम्प करणे आणि आकार देणे.
लिथियम-आयन बॅटरीच्या सुरक्षिततेच्या कामगिरीसाठी उच्च आवश्यकतांमुळे, लिथियम बॅटरी उत्पादन प्रक्रियेत उपकरणांची अचूकता, स्थिरता आणि ऑटोमेशनची खूप मागणी असते.
लिथियम इलेक्ट्रोड मापन उपकरणांमध्ये आघाडीवर असलेल्या, डाचेंग प्रिसिजनने लिथियम बॅटरी उत्पादनाच्या फ्रंट-एंड प्रक्रियेत इलेक्ट्रोड मापनासाठी उत्पादनांची मालिका लाँच केली आहे, जसे की एक्स/β-रे एरियल डेन्सिटी गेज, सीडीएम जाडी आणि एरियल डेन्सिटी गेज, लेसर जाडी गेज आणि असेच.
- सुपर एक्स-रे एरियल डेन्सिटी गेज
हे १६०० मिमी पेक्षा जास्त रुंदीच्या कोटिंगच्या मोजमापासाठी अनुकूल आहे, अल्ट्रा-हाय-स्पीड स्कॅनिंगला समर्थन देते आणि पातळ होणारे भाग, ओरखडे आणि सिरेमिक कडा यासारख्या तपशीलवार वैशिष्ट्यांचा शोध घेते. हे क्लोज्ड-लूप कोटिंगमध्ये मदत करू शकते.
- एक्स/बीटा-रे क्षेत्रीय घनता मापक
हे बॅटरी इलेक्ट्रोड कोटिंग प्रक्रियेत आणि सेपरेटर सिरेमिक कोटिंग प्रक्रियेत मोजलेल्या वस्तूच्या क्षेत्रीय घनतेची ऑनलाइन चाचणी करण्यासाठी वापरले जाते.
- सीडीएम जाडी आणि क्षेत्रीय घनता गेज
हे कोटिंग प्रक्रियेत लागू केले जाऊ शकते: इलेक्ट्रोडच्या तपशीलवार वैशिष्ट्यांचे ऑनलाइन शोध, जसे की कोटिंग चुकणे, सामग्रीची कमतरता, ओरखडे, पातळ होण्याच्या भागांची जाडीची रूपरेषा, AT9 जाडी शोधणे इ.;
- मल्टी-फ्रेम सिंक्रोनस ट्रॅकिंग मापन प्रणाली
हे लिथियम बॅटरीच्या कॅथोड आणि एनोडच्या कोटिंग प्रक्रियेसाठी वापरले जाते. इलेक्ट्रोडवर सिंक्रोनस ट्रॅकिंग मापन करण्यासाठी ते अनेक स्कॅनिंग फ्रेम्स वापरते. पाच-फ्रेम सिंक्रोनस ट्रॅकिंग मापन प्रणाली ओल्या फिल्म, नेट कोटिंगची रक्कम आणि इलेक्ट्रोडची तपासणी करण्यास सक्षम आहे.
- लेसर जाडी मापक
लिथियम बॅटरीच्या कोटिंग प्रक्रियेत किंवा कॅलेंडरिंग प्रक्रियेत इलेक्ट्रोड शोधण्यासाठी याचा वापर केला जातो.
- ऑफ-लाइन जाडी आणि परिमाण गेज
लिथियम बॅटरीच्या कोटिंग प्रक्रियेत किंवा कॅलेंडरिंग प्रक्रियेत इलेक्ट्रोडची जाडी आणि आकारमान शोधण्यासाठी याचा वापर केला जातो, ज्यामुळे कार्यक्षमता आणि सुसंगतता सुधारते.
पोस्ट वेळ: ऑगस्ट-३१-२०२३
