현재 대형 원통형 배터리의 생산 효율과 수율은 여전히 상대적으로 낮으며, 고효율 대량 생산을 달성하는 데에는 여전히 다음과 같은 공정상의 어려움이 있습니다.
1) 풀탭 성형 : 집전체의 손상이나 이물질, 먼지 등의 발생을 방지하기 위해 평탄화 정도와 강도를 조절하는 것이 어렵다.
2) 집전판 및 포스트 터미널: 용접 정밀도 제어, 관입 제어, 압력 제어에 대한 요구 사항이 높아서 가용접과 용접 천공을 모두 피해야 하는 어려움이 있습니다.
3) 실링 용접: 고속 조건에서 기준면의 편차가 어려워 용접 정확도에 영향을 미칩니다. 가장 큰 문제점은 용접 중에 니켈 도금층이 떨어져 쉘이 녹슬게 된다는 것입니다.
4) 와인딩: 주요 문제점은 절단, 와인딩, 운송 및 와인딩 중에 탭 모양이 변경될 수 있는 통제할 수 없는 위험입니다. 어려운 점은 다이커팅과 와인딩 공정이 결합된 후 레이저 제어 및 정밀 자동화의 통합 제어와 실시간 폐쇄 루프 제어를 통해 러그 절단 품질 및 와인딩 정렬 정확도를 향상시키는 것입니다.
5) 전해질 충진 : 대형 실린더는 내부 공간 활용률이 높기 때문에 내부 응력이 강해 전해액 침투가 어렵고 전해액 충진 효율이 떨어지는 등의 문제가 발생하기 쉽습니다.
1. 풀탭 성형공정의 문제점과 해결방법
대형 원통형 배터리의 제조 과정에서 배터리 셀을 캔에 넣을 때 탭에 의해 배터리 캔 내벽이 긁히는 것을 방지하고 배터리 탭과 집전판의 용접 효과를 보장하기 위해, 풀탭 형성 과정이 필요합니다. 그러나 대형 원통형 배터리는 대부분 풀탭 공정을 사용하기 때문에 배터리 탭 수가 많고 풀탭 형성 공정에 대한 요구 사항이 높습니다. 주로 다음과 같습니다.
1) 풀탭 성형속도가 너무 빠르고, 전극이 바깥쪽으로 돌아가기 쉽다.
2) 풀탭 성형 공정을 제대로 관리하지 않으면 먼지가 발생하기 쉽습니다.
3) 컬렉터 구조의 임계 응력 값이 낮아 성형 과정에서 컬렉터가 손상될 수 있습니다.
2. 집전판 용접공정의 문제점과 해결방법
레이저 용접 기술은 풀탭을 갖춘 대형 원통형 배터리의 수율과 생산 효율성의 병목 현상이다. 주로 집전판 용접, 포스트 터미널 용접, 밀봉 용접에 사용됩니다. 집전판과 배터리 탭 용접의 어려움은 다음과 같습니다.
1) 가장자리의 코팅되지 않은 "빈" 부분은 매우 짧으며 용접 정확도 및 온도에 대한 제어 요구 사항이 높습니다. 기술적으로는 냉간용접과 용접천공을 모두 피해야 하며, 세퍼레이터의 열수축으로 인한 배터리 단락이나 용접온도 상승으로 인한 비산파괴도 방지해야 한다.
2) 구리 집전판 용접의 좁은 공정 범위 문제.
주요 솔루션은 다음과 같습니다.
1) 합리적인 두께 설계, 표면 처리 등 집전판 재료의 용접성을 향상시킵니다.
2) 레이저 용접 기술의 향상.
3) 레이저 용접 품질에 대한 온라인 감지 기술 개선.
3. 포스트 터미널 용접 공정의 어려움과 해결책
포스트 터미널 레이저 용접 공정의 어려움은 주로 포스트 터미널이 두껍고 포스트 터미널을 관통하는 데 많은 양의 에너지가 필요하다는 것입니다. 집전판이 얇아 용접시 에너지 조절이 어렵고 집전판을 통한 용접이 용이하다.
주요 솔루션은 다음과 같습니다.
1) 두께 조절, 표면 재질 처리 등 전주의 구체적인 설계.
2) 레이저 에너지 제어 및 용접 정확도가 향상됩니다.
3) 레이저 용접 품질에 대한 온라인 감지 기술 개선.
4. 실링 용접의 어려움과 해결책
씰링 용접의 어려움은 고속 회전 조건에서 용접 정확도와 품질을 제어하는 데 있습니다.
동시에 레이저 용접은 쉘의 니켈 도금 층을 쉽게 손상시켜 쉘이 녹슬게 할 수 있습니다.
벽이 얇은 쉘의 경우 배터리 셀의 용접 강도와 밀봉 성능을 모두 보장해야 하며 용접 정확도 제어가 더 높습니다.
소형 원통형 배터리와 달리 대형 원통형 배터리는 캔 강도가 낮고 배터리 내 전해질이 더 많으며 내부 압력이 높아 포트의 내압성과 안정성에 대한 요구 사항이 더 높습니다.
용접 공정을 최적화하는 것 외에도 밀봉 용접은 쉘 및 전해질과 같은 배터리 재료를 최적화하여 배터리 내부 압력을 낮추거나 쉘의 녹 저항성을 향상시켜 용접 불량을 줄이고 용접 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 효과.
5. 권선 정렬의 어려움과 해결책
소형 원통형 배터리에 비해 대형 원통형 배터리의 직경은 거의 두 배입니다. 전극 권취 측면에서 가장 큰 문제점은 절단, 권취, 운송 중에 배터리 탭의 모양이 변경될 수 있는 제어할 수 없는 위험입니다. 어려운 점은 다이커팅과 와인딩 공정을 병합한 후 레이저 제어와 정밀 자동화의 통합 제어와 실시간 폐루프 제어를 통한 폴이어 절단 품질 및 와인딩 정렬 정확도를 향상시키는 것입니다.
주요 솔루션은 다음과 같습니다.
1) 레이저 커팅 및 와인딩 일체형 생산 방식을 적용하여 대중교통 링크에서 배터리 탭 형태 변경의 위험을 줄입니다.
2) 재료를 최적화하여 전극 등 원자재의 오차를 줄이고 권선 생산 불량을 줄입니다.
3) 감지 시스템을 강화하고 각 전극 유입 재료의 두께, 배터리 탭 사이의 간격 등을 실시간으로 모니터링하고 백엔드 와인딩 기계에 피드백하여 상응하는 정밀 조정을 수행하여 성능을 향상시킵니다. 권선기의 정렬 정확도.
6. 전해질 침투의 어려움과 해결책
전해질 침투의 어려움은 대형 원통형 배터리 생산 공정의 어려움 중 하나이기도 합니다. 대형 원통형 전지는 소형 원통형 전지에 비해 내부 공간 활용률이 높고, 전지 내부의 활물질(양극, 음극) 함량이 높아져 에너지 밀도가 향상된다. 그러나 쉘의 내부 공간이 더 작을수록 전해질의 점도가 높아져 전해질의 습윤성이 크게 감소합니다. 또한, 원통형 배터리 자체의 내부 팽창으로 인해 구조 부품의 내벽이 압박되어 폴 피스와 전해질 사이의 실제 유효 접촉이 감소되어 배터리의 후속 사이클 및 용량에 영향을 미치게 됩니다.
해결 방법은 다음과 같습니다.
1) 전해질 공식을 최적화합니다.
2) 종 모양의 캐비티 주입을 사용합니다.
3) 진공 압력과 교대 사이클 등을 적절하게 증가시켜 전해질 침투 효과를 향상시키고 침투 시간을 단축시킵니다.
