リチウムイオン電池製造工程：中期工程

前述したように、一般的なリチウムイオン電池の製造プロセスは、前工程（電極製造）、中工程（セル合成）、後工程（形成およびパッケージング）の 3 段階に分かれます。前回は前工程について紹介しましたが、今回は中期工程に焦点を当てます。

リチウム電池製造の中期工程は組立工程であり、セルの製造を完了することが生産目標となります。具体的には、前工程で作製した電極（正極、負極）とセパレータ、電解液を順番に組み立てるのが中期工程です。

角形アルミニウムシェル電池、円筒形電池およびパウチ電池、ブレード電池など、さまざまな種類のリチウム電池はエネルギー貯蔵構造が異なるため、中間段階の技術プロセスには明らかな違いがあります。

角形アルミシェル電池と円筒形電池の中期工程は、巻き取り、電解液注入、包装です。

パウチ電池とブレード電池の中期工程は、積層、電解液注入、包装です。

両者の主な違いは、巻く工程と積み重ねる工程です。

巻き取り

セルの巻き取りプロセスは、カソード、アノード、セパレータを巻き取り機で一緒に巻き取り、隣接するカソードとアノードはセパレータによって分離されます。電池の長手方向では、セパレータがアノードを超え、アノードがカソードを超えており、カソードとアノードの接触による短絡を防止します。巻き取った後、セルがバラバラにならないように粘着テープで固定します。その後、セルは次のプロセスに進みます。

このプロセスでは、正極と負極の間に物理的接触がないこと、および負極が水平方向と垂直方向の両方で正極を完全に覆うことができることが重要です。

巻回プロセスの特性により、通常の形状のリチウム電池のみを製造できます。

スタッキング

対照的に、積層プロセスでは、正極、負極、セパレータを積層してスタックセルを形成し、これを使用して通常の形状または異常な形状のリチウム電池を製造することができます。より高い柔軟性を備えています。

積層とは、通常、正極、負極、セパレータを正極、セパレータ、負極の順に積層し、集電体を備えたスタックセルを形成するプロセスです。タブとして。積層方法には、セパレータを切り離すダイレクトスタッキングから、セパレータを切り離さずにZ字状に積み重ねるZ折りまであります。

積層プロセスでは、同じ電極シートの曲がり現象はなく、巻回プロセスで発生する「C コーナー」の問題もありません。そのため、内殻のコーナースペースを最大限に活用することができ、単位体積あたりの容量が大きくなります。巻回プロセスで製造されたリチウム電池と比較して、積層プロセスで製造されたリチウム電池は、エネルギー密度、安全性、放電性能の点で明らかな利点があります。

巻線プロセスは開発の歴史が比較的長く、成熟したプロセスで、低コスト、高歩留まりです。しかし、新エネルギー自動車の開発に伴い、スタッキングプロセスは、大量利用、安定した構造、低い内部抵抗、長いサイクル寿命などの利点を備えた新星となっています。

巻くプロセスでも積み重ねるプロセスでも、どちらにも明らかな長所と短所があります。積層型バッテリーでは電極を複数回カットオフする必要があるため、巻回構造よりも断面サイズが長くなり、バリが発生するリスクが高まります。バッテリーの巻き取りに関しては、角があるとスペースが無駄になり、巻き取りの張力や変形が不均一になると不均一になる可能性があります。

したがって、その後のX線検査が非常に重要になります。

X線検査

完成した巻線およびスタック電池は、スタックまたは巻線セルの位置合わせ、タブの内部構造、正極と負極のオーバーハングなど、内部構造が製造プロセスに適合しているかどうかを確認するためにテストする必要があります。製品の品質を管理し、不適格な細胞が後続のプロセスに流入するのを防ぎます。

X 線検査のために、Dacheng Precision は一連の X 線画像検査装置を発売しました。

X線オフラインCTバッテリー検査機

X線オフラインCTバッテリー検査機：3Dイメージング。断面図ながらセルの長さ方向と幅方向の張り出しを直接検出できます。検出結果は、電極の面取りや曲がり、陰極のタブやセラミックエッジの影響を受けません。

X線インライン巻線電池検査機

X線インライン巻線バッテリー検査機：この装置は上流のコンベアラインにドッキングされ、バッテリーセルの自動ピックアップを実現します。バッテリーセルは内部サイクルテストのために装置に入れられます。NGセルは自動で抽出されます。最大65層の内外輪を完全検査します。

X線インライン円筒型電池検査機

この装置は X 線源から X 線を放射し、バッテリーを通過します。X線画像が受信され、画像システムによって写真が撮影されます。画像を自社開発のソフトウェアとアルゴリズムで処理し、良品かどうかを自動的に測定・判定し、不良品を選別する。装置のフロントエンドとバックエンドを生産ラインに接続できます。

X線インライン積層電池検査機

機器は上流の伝送路に接続されています。セルを自動的に取得し、内部ループ検出用の機器に配置します。NGセルを自動で選別し、OKセルを自動的に伝送路に乗せて下流の装置に送り込み、全自動検出を実現します。

X線インラインデジタル電池検査機

機器は上流の伝送路に接続されています。セルを自動的に取得することも、手動でロードすることもでき、その後、内部ループ検出のために装置に挿入されます。NGバッテリー、OKバッテリーの自動選別が可能で、取り外したバッテリーは自動的に伝送ラインやプレートに投入され、下流の装置に送られるため全自動検出を実現します。