Πιθανά ελαττώματα μόνωσης σε κάθε διαδικασία κατασκευής κυττάρων μπαταριών λιθίου, τις αιτίες και τις λύσεις τους.

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής κυττάρων μπαταριών λιθίου, τα ελαττώματα μόνωσης και η μόλυνση ξένων ουσιών αποτελούν βασικά προβλήματα που επηρεάζουν την ασφάλεια και τη συνέπεια της μπαταρίας. Τα παρακάτω είναι μια συστηματική ανάλυση των δυνητικών κινδύνων σε κάθε διαδικασία από την άποψη της διαδικασίας, μαζί με στοχευμένες λύσεις:

1 μόλυνση από μεταλλικά σωματίδια

Τύποι:Μεταλλικά συντρίμμια όπως Fe, Cu, AL, κλπ.

Αιτίες:

* Οι πρώτες ύλες (για παράδειγμα σκόνη NCM) δεν υποβάλλονται σε μαγνητική διήθηση.

* Τριβή του εξοπλισμού ανάμειξης (για παράδειγμα πλανητικούς αναμίκτες) που δημιουργούν μεταλλικά σωματίδια.

* Εισαγωγή μεταλλικών συντριμμιών από εργαλεία κατά τη διάρκεια χειροκίνητων λειτουργιών.

Λύσεις:

* Χρησιμοποιήστε ένα σύστημα μαγνητικής διήθησης πολλαπλών σταδίων (για παράδειγμα μαγνητικές ράβδους σπάνιων γαιών) με ακρίβεια διήθησης μέχρι 5μm.

* Αντικαταστήστε τα εξαρτήματα εξοπλισμού που ασχολούνται με την olly με κεραμικά ή πολυαιθένια αιθέρα κετόνη (PEEK) υλικά.

* Δημιουργήστε αυστηρά πρωτόκολλα διαχείρισης εργαλείων, απαγορεύοντας τα μεταλλικά εργαλεία να εισέλθουν στη γραμμή παραγωγής.

2.

Τύποι:Οι ίνες γάντι, τα σφραγιστικά σωματίδια

Αιτίες:

* Οι φορείς εκμετάλλευσης που δεν φορούν αντι-στατικά κοστούμια καθαρισμού.

* Γήρανση και απόσπαση δακτυλίων σφράγισης εξοπλισμού.

Λύσεις:

* Εφαρμογή της διαχείρισης CLASS A Cleanroom (ISO 7), εξοπλισμένη με ντους αέρα.

* Επιθεωρούν τακτικά τις σφραγίδες του εξοπλισμού και χρησιμοποιούν υλικά φθοροτεκέντου για να ενισχύσουν την αντίσταση στη διάβρωση.

1. Ανωτάτο πάχος επικάλυψης

Τύποι:Παχιά άκρα, κοίλες κηλίδες στο κέντρο

Αιτίες:

* Απόκλιση κενού κεφαλής επικάλυψης> ± 5μm.

* Διακύμανση ιξώδους ιλύος> 10% (π.χ., λόγω της καθυστερημένης ανίχνευσης στερεών περιεχομένων).

Λύσεις:

Εισαγάγετε μετρητές πάχους λέιζερ (ακρίβεια: ± 1μm) για ρύθμιση κλειστού βρόχου σε πραγματικό χρόνο της τοποθέτησης των λεπίδων.

Χρησιμοποιήστε ένα σύστημα τροφοδοσίας με διπλό βύθισμα για να σταθεροποιήσετε την πίεση παράδοσης του πολτού.

2. Μόλυνση ξένης ύλης

Τύποι:Σκόνη, λιπαντικά εξοπλισμού

Αιτίες:

* Η εναπόθεση σκόνης που προκαλείται από φραγμένα φίλτρα φούρνου.

* Διαρροή λαδιού λίπανσης από ρουλεμάν επικάλυψης κεφαλής.

Λύσεις:

* Καθαρίστε τα φίλτρα φούρνου κάθε 4 ώρες και εγκαταστήστε αισθητήρες διαφορικής πίεσης για έγκαιρη προειδοποίηση.

* Αντικαταστήστε τα λιπαντικά κινούμενα μέρη με γράσο τροφίμων.

1. Διαλυτές υπολείμματα

Τύποι:Οργανικοί διαλύτες όπως NMP, DME κ.λπ.

Αιτίες:

* Ανεπαρκής θερμοκρασία ξήρανσης (π.χ.<120°C).

* Σχεδιασμός ελαττώματος στο σύστημα κυκλοφορίας ζεστού αέρα (ταχύτητα αέρα<2 m/s).

Λύσεις:

* Εφαρμόστε φασματοσκοπία υπέρυθρης ακτινοβολίας για online ανίχνευση, ελέγχοντας τα επίπεδα υπολειμμάτων σε<0.1%.

* Βελτιστοποιήστε τον σχεδιασμό αγωγών αέρα για να εξασφαλίσετε ομοιομορφία θερμοκρασίας εντός ± 2 βαθμών.

2. Οξείδωση ηλεκτροδίου

Τύποι:Πάχυνση του στρώματος οξειδίου του αλουμινίου αλουμινίου.

Αιτίες:

* Περιβάλλον ξήρανσης Σημείο δροσιάς> -40.

* Χρόνος έκθεσης ηλεκτροδίου> 10 λεπτά.

Λύσεις:

* Εισαγάγετε ένα σύστημα ξήρανσης που προστατεύεται από άζωτο με περιεκτικότητα σε οξυγόνο <5 ppm.

* Χρησιμοποιήστε μια συνεχή γραμμή ξήρανσης για να ελαχιστοποιήσετε τη χειροκίνητη παρέμβαση.

1. Υπερβολικά burrs

Τύποι:Metal Burrs (αλουμινόχαρτο/αλουμινόχαρτο)

Αιτίες:

* Φθορά εργαλείων (ακτίνα άκρων λεπίδας> 2μm).

* Θερμική τάση που παράγεται όταν κόβει ταχύτητα> 150m/λεπτό.

Λύσεις:

* Χρησιμοποιήστε τις επικαλυμμένες με διαμάντια λεπίδες, αυξάνοντας τη διάρκεια ζωής κατά 5 φορές.

* Εφαρμόστε την τεχνολογία σχισμής λέιζερ (πλάτος παλμού <10NS), επιτυγχάνοντας burrs μικρότερη ή ίση με 2 μm.

2. Μόλυνση σκόνης

Τύποι:Σωματίδια ενεργού υλικού

Αιτίες:

＊ Αποτυχία σκόνης κενού αμέσως μετά την σχισμή.

＊ Κακή προσκόλληση στις επιφάνειες των ηλεκτροδίων (π.χ. ανεπαρκής αναλογία συνδετικού υλικού).

Λύσεις:

＊ Τοποθετήστε ένα σύστημα συλλογής αρνητικής πίεσης με ταχύτητα αέρα> 10 m/s.

＊ Βελτιστοποιήστε τη διαδικασία χρωματισμού για να αυξήσετε την πυκνότητα των ηλεκτροδίων σε πάνω από 2,2 g/cm3.

1.

Τύποι:Εγκάρσιες/διαμήκεις ρυτίδες

Αιτίες:

＊ Οι ασταθές διακυμάνσεις της έντασης> 5%.

＊ Απόκλιση ομόκεντρου άξονα άξονα> 5μm.

Λύσεις:

＊ Εφαρμόστε τον έλεγχο κλειστού βρόχου χρησιμοποιώντας μαγνητικά φρένα σκόνης και αισθητήρες έντασης.

＊ Κανονικά βαθμονόμηση του άξονα εκκαθάρισης για να διατηρήσει την εκτόξευση κάτω από 3μm.

2.

Τύποι:Ίνες, σκωρία συγκόλλησης

Αιτίες:

＊ Τα πλωτά συντρίμμια στο περιβάλλον (π.χ. μη υφασμένα θραύσματα υφάσματος).

＊ Μεταλλικές πιτσιλιές που δημιουργήθηκαν κατά τη συγκόλληση της καρτέλας.

Λύσεις:

＊ Εργαστήριο ελέγχου υγρασία σε 30% -40% RH για τη μείωση της στατικής προσκόλλησης.

＊ Εγκαταστήστε τις προστατευτικές οθόνες συγκόλλησης με λέιζερ σε σταθμούς συγκόλλησης, επιτυγχάνοντας ρυθμό λήψης ψεκασμού> 99%.

1.

Τύποι:Υγρασία, μεταλλικά ιόντα

Αιτίες:

＊ Περιβάλλον αποθήκευσης ηλεκτρολύτη Dew Point> -40 βαθμός.

＊ Ατελής καθαρισμός του αγωγού έγχυσης.

Λύσεις:

＊ Χρησιμοποιήστε την τεχνολογία ξήρανσης μοριακού κόσκινου λιθίου για να διατηρήσετε την περιεκτικότητα σε υγρασία <5 ppm.

＊ κυκλοφορήστε τον διαλύτη DME μέσω του αγωγού έγχυσης τρεις φορές πριν από την ένεση.

2. Απόκλιση όγκου έγχυσης

Τύποι:Υπερπλήρεις ή υποτιμήσεις

Αιτίες:

＊ Ακρίβεια της αντλίας μέτρησης <0. 1% fs.

＊ Η διακύμανση του ιξώδους ηλεκτρολύτη με μεταβολή της θερμοκρασίας> 5%.

Λύσεις:

＊ Εξοπλίστε με μετρητές ροής μάζας (ακρίβεια: ± 0. 05%).

＊ Τοποθετήστε ένα σύστημα σταθερής θερμοκρασίας (25 ± 1 βαθμός) για τη δεξαμενή αποθήκευσης ηλεκτρολύτη.

1 υπολείμματα αερίου

Τύποι:Co₂, h₂

Αιτίες:

＊ Παραγωγή αερίου λόγω αποσύνθεσης ταινιών SEI κατά τη διάρκεια του σχηματισμού.

＊ Ατελής Αβυθοποίηση (π.χ. Επίπεδο κενού> 10⁻³ PA).

Λύσεις:

＊ Εφαρμόστε ένα πρωτόκολλο σχηματισμού σταδιακά (π.χ. {0}}. 1C → 0.

＊ Εγκαταστήστε συσκευές καταλυτικής καύσης σε γήρανσης, επιτυγχάνοντας απόδοση θεραπείας> 99%.

2. Τάση ανωμαλίες

Τύποι:Πτώση τάσης λόγω αυτο-απόκτησης

Αιτίες:

＊ Εσωτερικά κυκλώματα μικρο-βραχίονα (π.χ., μεταλλικά σωματίδια που διεισδύουν στον διαχωριστή).

Λύσεις:

＊ Εισαγωγή μοντέλων πρόβλεψης αυτο-εκφόρτισης με βάση την ΑΙ με ακρίβεια έως ± 0 5% ανά μήνα.

＊ Διεξαγωγή επιθεωρήσεων ακτίνων Χ μετά τη γήρανση, επιτυγχάνοντας ποσοστό ανίχνευσης ξένων ύλων> 95%.

Διαδικασία καθαρισμού ατομικού επιπέδου

Η τεχνολογία καθαρισμού πλάσματος (π.χ. πλάσμα O₂) χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση των μολυσματικών ουσιών νανο-επιπέδου από την επιφάνεια των ηλεκτροδίων.

Έξυπνο σύστημα ανίχνευσης

Η ενσωμάτωση της μηχανικής όρασης (ανάλυση: 1μm) και οι αλγόριθμοι AI επιτρέπει την ταξινόμηση των ελαττωμάτων σε πραγματικό χρόνο.

Σύστημα υλικών αυτο-επισκευής

Η προσθήκη παραγώγων σιδηροκενίου στην μεμβράνη SEI επιτρέπει την αυτόματη επισκευή ελαττωμάτων όταν σπάει η ταινία SEI.

Ο έλεγχος των ελαττωμάτων μόνωσης και της ξένης ύλης στα κύτταρα της μπαταρίας του λιθίου πρέπει να τηρεί την αρχή της "πρόληψης πρώτα, της ανίχνευσης δεύτερης". Μέσω της βελτιστοποίησης υλικού (π.χ. ηλεκτρολύτες στερεάς κατάστασης), καινοτομίες διεργασιών (π.χ. σχισμή λέιζερ) και ευφυής διαχείριση (π.χ. ψηφιακά δίδυμα), ο κίνδυνος μόλυνσης ξένων ουσιών μπορεί να μειωθεί κάτω από 0. Στο μέλλον, με την ευρεία χρήση της επιθεώρησης ποιότητας και των επιτόπιων χαρακτηριστικών που βασίζονται σε AI, η κατασκευή κυττάρων μπαταριών θα κινηθεί προς το στόχο των "μηδενικών ελαττωμάτων".