리튬전지 생산의 10대 문제점과 분석

리튬전지 생산의 10대 문제점과 분석

1. 음극 코팅에 핀홀이 생기는 이유는 무엇입니까? 소재가 잘 분산되지 않아서 그런걸까요? 재료의 입자 크기 분포가 좋지 않은 것이 원인일 수 있습니까?

핀홀이 나타나는 원인은 다음과 같습니다. 1. 호일이 깨끗하지 않습니다. 2. 도전제가 분산되지 않습니다. 3. 음극의 주재료가 분산되지 않는다. 4. 포뮬라의 일부 성분에는 불순물이 포함되어 있습니다. 5. 전도성제 입자가 고르지 않고 분산되기 어렵습니다. 6. 음극 입자가 고르지 않고 분산되기 어렵습니다. 7. 포뮬라 재료 자체에 품질 문제가 있습니다. 8. 믹싱 포트를 철저히 청소하지 않아 포트 내부에 건조 분말이 남아 있었습니다. 프로세스 모니터링으로 이동하여 구체적인 이유를 직접 분석하세요.

또한, 다이어프램의 검은 반점에 관해서는 수년 전에 접한 적이 있습니다. 먼저 간략하게 답변해 드리겠습니다. 실수를 수정하십시오. 분석 결과, 흑점은 전지의 분극 방전으로 인한 분리막의 국부적인 고온으로 인해 발생하며, 분리막에 음극 분말이 부착된 것으로 판단됐다. 분극방전은 재료 및 공정상의 이유로 전지 코일 내부에 분말에 부착된 활성물질이 존재함으로써 발생하며, 전지가 형성되고 충전된 후에는 분극방전이 발생하게 된다. 위와 같은 문제를 피하려면 먼저 적절한 혼합 공정을 사용하여 활물질과 금속 집합체 간의 결합을 해결하고, 전지 플레이트 제조 및 전지 조립 시 인위적인 분말 제거를 방지하는 것이 필요합니다.

코팅 과정에서 배터리 성능에 영향을 미치지 않는 일부 첨가제를 추가하면 실제로 전극의 특정 성능을 향상시킬 수 있습니다. 물론, 전해질에 이러한 구성 요소를 추가하면 통합 효과를 얻을 수 있습니다. 다이어프램의 국부적인 고온은 전극판의 불균일로 인해 발생합니다. 엄밀히 말하면 미세단락에 속하며 국부적으로 고온이 발생하여 음극의 분체 탈락을 초래할 수 있습니다.

2、 배터리 내부 저항이 과도한 이유는 무엇입니까?

기술 측면에서:

1). 양극성분에 도전제가 너무 적음(리튬코발트 자체의 전도도가 매우 떨어져 재료간 전도도가 좋지 않음)

2). 양극 성분의 접착제가 너무 많습니다. (접착제는 일반적으로 절연성이 강한 고분자 재료입니다.)

삼). 음극재료의 접착제 과다. (접착제는 일반적으로 절연성이 강한 고분자 재료입니다.)

4). 성분의 고르지 못한 분포.

5). 성분 준비 중 결합제 용매가 불완전합니다. (NMP, 물에는 완전히 용해되지 않음)

6). 코팅 슬러리 표면의 밀도 설계가 너무 높습니다. (긴 이온 이동 거리)

7). 압축 밀도가 너무 높고 압연이 너무 압축됩니다. (과도하게 롤링하면 활성물질의 구조가 손상될 수 있습니다.)

8). 양극 귀가 단단히 용접되지 않아 가상 용접이 발생합니다.

9). 음극 이어가 단단히 용접되거나 리벳되지 않아 잘못된 납땜 또는 분리가 발생합니다.

10). 권선이 빡빡하지 않고 코어가 느슨합니다. (양극판과 음극판 사이의 거리를 늘리십시오)

11). 양극 이어가 하우징에 단단히 용접되지 않았습니다.

12). 음극 귀와 극이 단단히 용접되지 않았습니다.

13). 배터리의 베이킹 온도가 너무 높으면 다이어프램이 수축됩니다. (다이어프램 조리개 감소)

14). 액주입량이 부족함 (전도도 감소, 순환 후 내부저항 급격하게 증가!)

15). 액주입 후 보관시간이 너무 짧고, 전해질이 완전히 흡수되지 않음

16). 형성 중에는 완전히 활성화되지 않습니다.

17). 형성 과정에서 전해질이 과도하게 누출됩니다.

18). 생산 과정에서 물 관리가 부족하여 배터리가 팽창합니다.

19). 배터리 충전 전압이 너무 높게 설정되어 과충전이 발생합니다.

20). 불합리한 배터리 보관 환경.

재료 측면에서:

21). 양극 재료는 저항이 높습니다. (인산철리튬 등 전도성이 좋지 않음)

22). 다이어프램 재질의 영향(다이어프램 두께, 작은 기공률, 작은 기공 크기)

23). 전해질 재료의 효과. (전도율이 낮고 점도가 높음)

24). 양극 PVDF 재료 영향. (무게나 분자량이 높음)

25). 양극 전도성 물질의 영향. (전도도가 낮고 저항이 높음)

26). 양극 및 음극 귀 재료의 영향(두께가 얇음, 전도성이 낮음, 두께가 고르지 않음, 재료 순도가 낮음)

27). 구리박 및 알루미늄박 재료는 전도성이 낮거나 표면 산화물이 있습니다.

28). 덮개판 극의 리벳 접촉 내부 저항이 너무 높습니다.

29). 음극 재료는 저항이 높습니다. 다른 측면

30). 내부 저항 테스트 장비의 편차.

31). 인간의 조작.

3、 전극판의 코팅이 불균일할 때 주의해야 할 사항은 무엇입니까?

이 문제는 매우 흔한 문제이고 원래는 상대적으로 해결하기 쉬웠지만, 많은 코팅 작업자들이 요약을 잘 하지 못하여 기존의 일부 문제 지점이 정상적이고 피할 수 없는 현상으로 기본 설정되는 경우가 있었습니다. 첫째, 문제를 목표한 방식으로 해결하기 위해서는 표면 밀도에 영향을 미치는 요소와 표면 밀도의 안정적인 값에 영향을 미치는 요소에 대한 명확한 이해가 필요합니다.

코팅 표면의 밀도에 영향을 미치는 요소는 다음과 같습니다.

1). 재료 자체 요인

2). 공식

삼). 재료 혼합

4). 코팅 환경

5). 칼끝

6). 슬러리 점도

7). 극 속도

8). 표면 평탄도

9). 코팅기 정확도

10). 오븐 풍력

11). 코팅 장력 등

전극의 균일성에 영향을 미치는 요인:

1). 슬러리 품질

2). 슬러리 점도

삼). 이동 속도

4). 포일 장력

5). 텐션 밸런스 방식

6). 코팅 견인 길이

7). 소음

8). 표면 평탄도

9). 블레이드 평탄도

10). 호일 소재의 평탄도 등

위의 내용은 일부 요인에 대한 목록일 뿐이며, 표면밀도 이상을 일으키는 요인을 구체적으로 제거하려면 원인을 직접 분석해야 합니다.

4. 양극과 음극의 전류 수집에 알루미늄박과 구리박을 사용하는 특별한 이유가 있나요? 거꾸로 사용해도 문제 없나요? 스테인리스 메쉬를 직접적으로 활용한 문헌을 많이 보셨나요? 차이점이 있나요?

1). 둘 다 전도성이 좋고 부드러운 질감(접착에도 도움이 될 수 있음)을 가지며 상대적으로 일반적이고 저렴하기 때문에 유체 수집기로 사용됩니다. 동시에, 양쪽 표면은 산화물 보호막 층을 형성할 수 있습니다.

2). 구리 표면의 산화물 층은 전자 전도가 가능한 반도체에 속합니다. 산화물 층이 너무 두껍고 임피던스가 높습니다. 알루미늄 표면의 산화층은 절연체이므로 산화층은 전기를 전도할 수 없습니다. 그러나 두께가 얇기 때문에 터널링 효과를 통해 전자 전도성을 얻습니다. 산화물 층이 두꺼우면 알루미늄 호일의 전도성 수준이 열악하고 절연성도 떨어집니다. 사용하기 전에 유체 수집기 표면을 청소하여 오일 얼룩과 두꺼운 산화층을 제거하는 것이 가장 좋습니다.

삼). 양극 전위가 높고 알루미늄 얇은 산화물 층이 매우 조밀하여 집전체의 산화를 방지할 수 있습니다. 동박의 산화층은 상대적으로 느슨하므로 산화를 방지하려면 전위가 낮은 것이 좋습니다. 동시에, Li가 낮은 전위에서 Cu와 리튬 층간 합금을 형성하는 것은 어렵다. 그러나 구리 표면이 심하게 산화되면 Li는 약간 더 높은 전위에서 산화 구리와 반응합니다. LiAl 합금화는 낮은 전위에서 발생할 수 있으므로 AL 포일은 음극으로 사용할 수 없습니다.

4). 유체 수집에는 순수한 구성이 필요합니다. AL의 불순물 조성은 치밀하지 않은 표면 마스크 및 공식 부식으로 이어질 것이며, 더욱이 표면 마스크의 파괴는 LiAl 합금의 형성으로 이어질 것입니다. 구리 메쉬는 황산수소로 세척한 후 탈이온수로 굽고, 알루미늄 메쉬는 암모니아염으로 세척한 후 탈이온수로 굽습니다. 스프레이 메쉬의 전도성 효과가 좋습니다.

5, 코일 코어의 단락을 측정할 때 배터리 단락 테스터가 사용됩니다. 전압이 높으면 단락 셀을 정확하게 테스트할 수 있습니다. 또한 단락 테스터의 고전압 항복 원리는 무엇입니까?

배터리 셀의 단락을 측정하는 데 사용되는 전압의 높이는 다음 요소와 관련이 있습니다.

1). 귀사의 기술 수준

2). 배터리 자체의 구조 설계

삼). 배터리의 다이어프램 재질

4). 배터리의 목적

회사마다 사용하는 전압이 다르지만 많은 회사에서는 모델 크기나 용량에 관계없이 동일한 전압을 사용합니다. 위의 요소는 내림차순으로 정렬할 수 있습니다: 1>4>3>2. 이는 회사의 프로세스 수준에 따라 단락 전압의 크기가 결정됨을 의미합니다.

간단히 말하면, 브레이크다운 원리는 전극과 다이어프램 사이에 먼지, 입자, 더 큰 다이어프램 구멍, 버(burr) 등과 같은 잠재적인 단락 요인이 존재하기 때문에 발생하며, 이는 약한 링크라고 할 수 있습니다. 고정된 고전압에서 이러한 약한 연결은 양극판과 음극판 사이의 접촉 저항을 다른 곳보다 작게 만들어 공기를 이온화하고 아크를 생성하기 쉽게 만듭니다. 또는 양극과 음극이 이미 단락되어 접점이 작습니다. 고전압 조건에서 이러한 작은 접점에는 즉시 큰 전류가 통과하여 전기 에너지를 열 에너지로 변환하여 멤브레인이 즉시 녹거나 파손됩니다.

6, 재료 입자 크기가 방전 전류에 미치는 영향은 무엇입니까?

간단히 말해서, 입자 크기가 작을수록 전도성이 좋아집니다. 입자 크기가 클수록 전도성이 나빠집니다. 당연히 고속 재료는 일반적으로 구조가 높고 입자가 작으며 전도성이 높습니다.

이론적인 분석만으로도, 실제로 이를 달성하는 방법은 재료를 만드는 친구들만이 설명할 수 있습니다. 작은 입자 물질의 전도성을 향상시키는 것은 특히 나노 규모 물질의 경우 매우 어려운 작업이며, 작은 입자를 가진 물질은 비교적 작은 압축, 즉 작은 부피 용량을 갖습니다.

7、압연 후 12시간 동안 구운 후 양극판과 음극판이 10um 반동했는데 왜 그렇게 큰 반동이 발생합니까?

두 가지 근본적인 영향을 미치는 요소는 재료와 프로세스입니다.

1). 재료의 성능에 따라 반발 계수가 결정되며, 이는 재료마다 다릅니다. 동일한 재료, 다른 공식 및 다른 반발 계수; 동일한 재료, 동일한 공식, 정제의 두께가 다르며 반발 계수가 다릅니다.

2). 공정관리가 좋지 않으면 리바운드 현상이 발생할 수도 있습니다. 보관시간, 온도, 압력, 습도, 적층방법, 내부응력, 장비 등

8, 원통형 배터리의 누출 문제를 해결하는 방법은 무엇입니까?

액주입 후 실린더를 닫고 밀봉하므로 밀봉이 자연스럽게 실린더 밀봉의 어려움이 됩니다. 현재 원통형 배터리를 밀봉하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.

1). 레이저 용접 씰링

2). 씰링 링 씰링

삼). 접착제 밀봉

4). 초음파 진동 밀봉

5). 위에서 언급한 두 가지 이상의 씰링 유형을 조합한 경우

6). 기타 밀봉 방법

누출의 여러 원인:

1). 밀봉이 불량하면 액체 누출이 발생할 수 있으며, 일반적으로 밀봉 영역이 변형 및 오염되어 밀봉 불량을 나타냅니다.

2). 밀봉의 안정성도 중요한 요소입니다. 즉, 밀봉 시에는 검사를 통과하지만 밀봉 부위가 쉽게 손상되어 액이 새는 현상이 발생합니다.

삼). 형성 또는 테스트 중에 씰이 견딜 수 있는 최대 응력에 도달하도록 가스가 생성되며, 이는 씰에 영향을 미치고 액체 누출을 일으킬 수 있습니다. 2점과의 차이점은 2점은 불량 제품 누출에 속하고, 3점은 파괴적 누출에 속한다는 것입니다. 즉, 밀봉은 적합하지만 과도한 내부 압력은 밀봉에 손상을 줄 수 있음을 의미합니다.

4). 기타 누출 방법.

구체적인 해결책은 누출 원인에 따라 다릅니다. 원인을 알면 해결은 쉽지만, 실린더의 씰링 효과는 상대적으로 검사하기 어렵고 대부분 불시 점검에 사용되는 손상 유형에 속하기 때문에 원인 찾기가 어렵다는 점에 어려움이 있습니다. .

9, 실험을 할 때 항상 전해질이 과잉 상태입니다. 과도한 전해질이 누출 없이 배터리 성능에 영향을 줍니까?

오버플로가 없나요? 몇 가지 상황이 있습니다:

1). 전해질이 딱 맞네요

2). 약간 과도한 전해질

삼). 전해질 양이 과다하지만 한계에 도달하지 않음

4). 전해질의 양이 너무 많아 한계에 다다랐습니다.

5). 한계에 도달하여 봉인할 수 있습니다.

첫 번째 시나리오는 문제가 없는 이상적인 시나리오입니다.

두 번째 상황은 약간의 초과가 때로는 정밀도 문제이고, 때로는 디자인 문제이며, 일반적으로 약간 과도한 디자인이라는 것입니다.

세 번째 시나리오는 문제가 되지 않으며 단지 비용 낭비일 뿐입니다.

네 번째 상황은 조금 위험합니다. 배터리를 사용하거나 테스트하는 동안 다양한 이유로 인해 전해질이 분해되어 일부 가스가 발생할 수 있습니다. 배터리가 뜨거워져 열팽창이 발생합니다. 위의 두 가지 상황은 배터리의 부풀어오르거나(변형이라고도 함) 누출을 쉽게 유발하여 배터리의 안전 위험을 증가시킬 수 있습니다.

다섯 번째 시나리오는 사실 네 번째 시나리오를 강화한 버전으로, 훨씬 더 큰 위험을 내포하고 있습니다.

과장하자면 액체도 배터리가 될 수 있습니다. 즉, 다량의 전해질을 담은 용기(500ML 비이커 등)에 양극과 음극을 동시에 삽입하는 방식이다. 이때 양극과 음극을 충전 및 방전할 수 있는데, 이 역시 배터리이다. 따라서 여기서 과잉 전해질은 적지 않습니다. 전해질은 단지 전도성 매체일 뿐입니다. 하지만 배터리의 부피에는 한계가 있고, 이 제한된 부피 내에서 공간 활용과 변형 문제를 고려하는 것은 당연하다.

10、 주입되는 액체의 양이 너무 적거나 배터리를 분할한 후 부풀어오르는 현상이 발생합니까?

필요하지 않을 수도 있다고 말할 수 있으며, 주입되는 액체의 양에 따라 다릅니다.

1). 배터리 셀이 전해액에 완전히 담겼지만 잔여물이 없으면 용량 분할 후에도 배터리가 부풀지 않습니다.

2). 배터리 셀이 전해액에 완전히 잠겨 잔여물이 적으나 주입된 액체의 양이 회사에서 요구하는 수준보다 적은 경우(물론 이 요구사항이 반드시 최적의 값은 아니며 약간의 편차가 있음) 이때 분할 용량 배터리는 부풀지 않습니다.

삼). 배터리 셀이 전해질에 완전히 잠겨 있고 잔류 전해질의 양이 많은데 회사의 주입량 요구 사항이 실제보다 높은 경우 소위 주입량 부족이라는 것은 회사 개념일 뿐이며 실제로 반영할 수 없습니다. 배터리의 실제 주입량의 적합성과 분할 용량 배터리가 부풀어 오르지 않습니다.

4). 액체 주입량이 실질적으로 부족합니다. 이것도 정도에 따라 다릅니다. 전해질이 배터리 셀을 간신히 담글 수 있는 경우 부분 커패시턴스 후에 부풀어오를 수도 있고 그렇지 않을 수도 있지만 배터리가 부풀어올 확률은 더 높습니다.

배터리 셀에 액체주입량이 심각하게 부족하면 배터리가 형성되는 동안의 전기에너지가 화학에너지로 전환되지 못한다. 이때 정전용량 셀이 부풀어오를 확률은 거의 100%이다.

따라서, 다음과 같이 정리할 수 있다. 실제 배터리의 최적 액체주입량이 Mg라고 가정할 때, 액체주입량이 상대적으로 적은 상황은 여러 가지가 있다.

1). 액체 주입량=M: 배터리 정상

2). 액체 주입량은 M보다 약간 적습니다. 배터리에 부풀어오르는 용량이 없으며 용량이 정상이거나 설계 값보다 약간 낮을 수 있습니다. 사이클링 부풀어오르는 확률이 증가하고 사이클링 성능이 저하됩니다.

삼). 액체 주입량은 M보다 훨씬 적습니다. 배터리의 용량과 팽창률이 상대적으로 높기 때문에 용량이 낮고 사이클링 안정성이 좋지 않습니다. 일반적으로 몇 주가 지나면 용량이 80% 미만이 됩니다.

4). M=0이면 배터리가 부풀지 않고 용량이 없습니다.