HERSTELLUNG

Die Beschichtung erfolgt ebenfalls in einem Reinraum (um Verunreinigungen zu vermeiden, die die elektrochemische Stabilität beeinträchtigen): Das positive Elektrodenmaterial wird auf Aluminiumfolie aufgetragen (Aluminium widersteht dem hohen Potenzial der positiven Elektrode), und das negative Elektrodenmaterial wird auf Kupferfolie aufgetragen (Kupfer passt sich dem niedrigen Potenzial der negativen Elektrode an). Die Beschichtungsdicke muss innerhalb von 1 mm liegen, um die Gleichmäßigkeit der Elektrode sicherzustellen und die Energiedichte und Zyklusleistung der Zelle zu unterstützen.

Das Kalandrieren ist ein wichtiger Prozess bei der Herstellung von Polstücken: Neben der festen Haftung der positiven und negativen Elektrodenmaterialien auf dem Aluminium-/Kupferfoliensubstrat ist es auch notwendig, die Verdichtungsdichte genau zu steuern{0}}sowohl um den Anteil der aktiven Materialien pro Volumeneinheit zu erhöhen, um die Energiedichte zu optimieren, als auch um übermäßiges Rollen zu vermeiden, das die Materialstruktur beschädigt.

Das Trocknen ist ein wichtiger Prozess bei der Polschuhvorbereitung, der nach dem Beschichten und vor dem Kalandrieren durchgeführt wird. Es entfernt hauptsächlich Feuchtigkeit und Restlösungsmittel aus der gerührten Aufschlämmung, um interne Nebenreaktionen der Zelle zu vermeiden. Dies stellt nicht nur die Reinheit des Elektrodenmaterials sicher, sondern stabilisiert auch die Verdichtungsdichte der Polstücke, was sich direkt auf die Energiedichte und Zyklenstabilität der Zelle auswirkt.

Das Schlitzen erfolgt genau entsprechend den Formanforderungen der Batterie. Die Präzision muss während des Schneidvorgangs streng kontrolliert werden, um Grate an den Polstücken zu vermeiden, die interne Kurzschlüsse der Zelle verhindern können. Die Kanten der geschlitzten positiven und negativen Polstücke sind sauber, was sich besser an den nachfolgenden Wickel- oder Laminierungsprozess anpassen lässt und so die Montagegenauigkeit und Betriebssicherheit der fertigen Batterie gewährleistet.

Die geschlitzten positiven und negativen Polstücke müssen mit Laschen verschweißt werden, was ein wichtiger Schritt für die Stromentnahme aus der Zelle ist. Die positiven Polstücke sind mit Aluminiumlaschen (beständig gegen hohes Potenzial) ausgestattet, und die negativen Polstücke sind mit Kupfer- oder Nickellaschen (angepasst an niedriges Potenzial) ausgestattet. Die Schweißung muss fest und ohne Fehlschweißungen erfolgen und eine solide Grundlage für die spätere Verbindung zwischen der Zelle und externen Schaltkreisen bilden.

Die durch ein Diaphragma getrennten positiven und negativen Elektrodenteile sind eng aneinander befestigt und zu einer elliptischen zylindrischen Grundzelle gewickelt; Anschließend wird es gemäß den Spezifikationen der fertigen Batterie extrudiert und geformt, was nicht nur die kompakte und regelmäßige Struktur der Zelle gewährleistet, sondern auch die Energiedichte pro Volumeneinheit verbessert.

Im Montageprozess wird die gewickelte und geformte Zelle zur Grundverpackung in eine spezielle Zellhülle gesteckt. Dadurch können äußere Verunreinigungen und Feuchtigkeit isoliert und eine strukturelle Lockerung der Zelle vermieden werden.

Der Backvorgang wird an den verpackten Zellen durchgeführt, um während des Verpackungsprozesses eingedrungene Spuren von Feuchtigkeit vollständig zu entfernen. Wenn Feuchtigkeit zurückbleibt, kann es zu Nebenreaktionen mit dem Material der positiven Elektrode kommen und die Stabilität des Elektrolyten beeinträchtigen. Durch diese Maßnahme kann das Risiko einer Verschlechterung der Zellkapazität wirksam vermieden und deren Energiedichte und Zyklenlebensdauer sichergestellt werden.

Beim Elektrolytinjektionsprozess wird Elektrolyt durch reservierte Luftlöcher in die getrocknete Zelle injiziert. Der Elektrolyt infiltriert die positiven und negativen Elektrodenteile sowie das Diaphragma vollständig und aktiviert die aktiven Elektrodenmaterialien. Dieser Schritt kann als „erster Herzschlag“ der Batterie bezeichnet werden und legt eine wichtige Grundlage für die anschließende Bildung und Kapazitätsaktivierung.

Nach der Elektrolytinjektion muss die Zelle einer Vakuumbehandlung unterzogen werden, um Restluft abzusaugen und Feuchtigkeit im Inneren aufzuspüren. Dadurch können Nebenreaktionen zwischen Sauerstoff und Feuchtigkeit in der Luft und den aktiven Materialien der positiven und negativen Elektroden vermieden, eine Verschlechterung der Zellkapazität und ein Anstieg des Innenwiderstands verhindert und eine Grundlage für eine stabile Leistung im nachfolgenden Bildungsprozess gelegt werden.

Nach der Vakuumversiegelung werden die Zellen einer Lade- und Entladebehandlung unterzogen, die nicht nur die Aktivität von Lithiumionen in den positiven und negativen Elektrodenmaterialien aktivieren kann, sondern auch die Bildung eines dichten und stabilen SEI-Films (Solid Electrolyte Interface) auf der negativen Elektrodenoberfläche fördert, wodurch die Zyklenlebensdauer und die Kapazitätsobergrenze der Zelle festgelegt und eine zentrale Grundlage für die Leistung der fertigen Batterie gelegt werden.