リチウム電池製造の前工程

リチウムイオン電池には幅広い用途があります。応用分野の分類によれば、エネルギー貯蔵用バッテリー、パワーバッテリー、家電用バッテリーに分類できます。

• エネルギー貯蔵用電池は、通信エネルギー貯蔵、電力エネルギー貯蔵、分散型エネルギーシステムなどをカバーします。
• パワーバッテリーは主に電力分野で使用され、新エネルギー車、電動フォークリフトなどの市場に供給されます。
• 家庭用電化製品用バッテリーは、スマートメーター、インテリジェントセキュリティ、インテリジェント交通、モノのインターネットなどを含む消費者および産業分野をカバーしています。

リチウムイオン電池は、主にアノード、カソード、電解質、セパレータ、集電体、バインダー、導電剤などで構成され、アノードとカソードの電気化学反応、リチウムイオン伝導、電子伝導などの反応が関与する複雑なシステムです。熱拡散として。

リチウム電池の製造工程は比較的長く、50以上の工程が関係します。

リチウム電池はその形状により円筒形電池、角形アルミシェル電池、パウチ形電池、ブレード形電池に分けられます。製造工程には多少の違いはありますが、リチウム電池の製造工程は大きく前工程（電極製造）、中工程（セル合成）、後工程（成形・包装）に分けられます。

今回はリチウム電池製造の前工程を紹介します。

フロントエンドプロセスの生産目標は、電極（アノードおよびカソード）の製造を完了することです。主な工程としては、スラリー化・混合、コーティング、カレンダー加工、スリット、ダイカットなどが挙げられます。

スラリー化・混合

スラリー混合とは、負極と正極の固体電池材料を均一に混合し、溶媒を加えてスラリーを作ることです。スラリーの混合はラインの前工程の開始点であり、その後のコーティング、カレンダー加工などのプロセスが完了する前段階です。

リチウム電池スラリーは正極スラリーと負極スラリーに分かれます。活物質、導電性カーボン、増粘剤、結合剤、添加剤、溶剤等を混合機に比例して入れ、混合することにより均一に分散した固液懸濁液の塗布用スラリーを得る。

高品質の混合は、後続のプロセスを高品質で完了させるための基礎であり、バッテリーの安全性能と電気化学的性能に直接的または間接的に影響を与えます。

コーティング

コーティングは、正極活物質と負極活物質をそれぞれアルミニウム箔と銅箔にコーティングし、導電剤とバインダーと組み合わせて電極シートを形成するプロセスです。その後、オーブンで乾燥させて溶媒を除去し、固体物質を基板に接着させて正極および負極のシートコイルを作製する。

カソードおよびアノードのコーティング

正極材料: 積層構造、スピネル構造、オリビン構造の 3 種類の材料があり、それぞれ三元材料 (およびコバルト酸リチウム)、マンガン酸リチウム (LiMn2O4)、リン酸鉄リチウム (LiFePO4) に対応します。

アノード材料：現在、市販のリチウムイオン電池に使用されるアノード材料には、主に炭素材料と非炭素材料が含まれます。その中で、炭素材料には、現在最も使用されている黒鉛負極をはじめ、不規則炭素負極、ハードカーボン、ソフトカーボンなどが含まれます。非炭素材料には、シリコンベースのアノード、チタン酸リチウム (LTO) などが含まれます。

フロントエンドプロセスの中核として、コーティングプロセスの実行品質は、完成したバッテリーの一貫性、安全性、ライフサイクルに大きな影響を与えます。

カレンダー加工

塗布された電極はローラーでさらに圧縮され、活物質と集電体が互いに密着し、電子の移動距離が減少し、電極の厚さが減少し、負荷容量が増加します。同時に、バッテリーの内部抵抗を下げ、導電率を高め、バッテリーの体積利用率を向上させてバッテリー容量を増やすことができます。

カレンダー加工後の電極の平坦度は、その後のスリット加工の効果に直接影響します。電極の活性物質の均一性も間接的に電池の性能に影響します。

スリッティング

スリッティングとは、幅の広い電極コイルを必要な幅の狭いスライスに連続的に縦方向に切断することです。スリット加工では、電極がせん断作用を受けて破壊します。スリット後のエッジの平坦度 (バリやたわみがないこと) が性能を評価する鍵となります。

電極の製造プロセスには、電極タブの溶接、保護粘着紙の貼り付け、電極タブの巻き付け、その後の巻き取りプロセスのためにレーザーを使用して電極タブを切断することが含まれます。ダイカットとは、後続のプロセスのためにコーティングされた電極を打ち抜き、成形することです。

リチウムイオン電池の安全性能には高い要求があるため、リチウム電池の製造プロセスでは装置の精度、安定性、自動化が強く求められています。

大成精密は、リチウム電極測定装置のリーダーとして、X/β線面密度計、CDM厚さおよび面密度計、レーザーなど、リチウム電池製造の前工程における電極測定用の一連の製品を発売しました。シックネスゲージなど。

• スーパーX線面密度計

1600mmを超える塗膜幅の測定に対応し、超高速スキャンに対応し、薄化部や傷、セラミックエッジなどの微細な特徴を検出します。クローズドループコーティングに役立ちます。

•  X線・β線面密度計

電池の電極塗装工程やセパレータのセラミック塗装工程で使用され、測定対象物の面密度をオンラインで検査します。

•  CDM厚さおよび面密度計

コーティングプロセスに適用できます。コーティング漏れ、材料不足、傷、薄化領域の厚さ等高線、AT9 厚さ検出などの電極の詳細な特徴のオンライン検出。

•  マルチフレーム同期追尾計測システム

リチウム電池の正極、負極のコーティング工程に使用されます。複数のスキャン フレームを使用して、電極上で同期追跡測定を実行します。 5フレーム同期追跡測定システムにより、湿潤膜、正味塗布量、電極を検査できます。

•  レーザー厚さ計

リチウム電池のコーティング工程やカレンダー加工工程における電極の検出に使用されます。

• オフライン厚さ寸法計

リチウム電池のコーティングプロセスやカレンダー加工プロセスで電極の厚さと寸法を検出するために使用され、効率と一貫性が向上します。