השפעת הלחות בתהליך ייצור סוללות הליתיום

01.&שים לב;נזקי הלחות לסוללות ליתיום

1. התנפחות ודליפה של הסוללה

אם תכולת המים של סוללות ליתיום-יון גדולה מדי, היא תגיב כימית עם מלח הליתיום באלקטרוליט ויפיק HF:

H2O + LiPF6 → POF3 + LiF + 2HF&שים לב;

חומצה הידרופלואורית (HF) היא חומצה קורוזיבית מאוד הרסנית מאוד לביצועי הסוללה:

HF ישית את חלקי המתכת בתוך הסוללה, מעטפת הסוללה והאטם, מה שבסופו של דבר יגרום לסוללה להישבר ולדלוף.

HF פוגע בממברנת SEI (ממשק מוצק-אלקטרוליט) בתוך הסוללה, ומגיב עם המרכיבים העיקריים של ממברנת SEI:&שים לב;

ROCO2Li + HF → ROCO2H + LiF

Li2CO3 + 2HF → H2CO3 + 2LiF

לבסוף, משקעי LiF נוצרים בתוך הסוללה, כך שיוני הליתיום בלוח השלילי של הסוללה תגובה כימית בלתי הפיכה, צריכת יוני ליתיום פעילים, האנרגיה של הסוללה מופחתת.

כאשר המים יספיקו, הגז המיוצר יהיה גדול יותר, והלחץ בתוך המצבר יגדל, מה שיגרום ללחץ ולעווית של המצבר, ויהיו סכנות כמו בליטה ונזילה של המצבר.

המצב של בליטת סוללה ומכסה אתחול שנתקלים בשימוש בטלפונים ניידים או במוצרים אלקטרוניים דיגיטליים בשוק נגרם בעיקר מבליטת לחות פנימית וייצור גז של סוללות ליתיום.

2. ההתנגדות הפנימית של הסוללה עולה

ההתנגדות הפנימית של הסוללה היא אחד מפרמטרי הביצועים החשובים ביותר של הסוללה, והיא הסימן העיקרי למדידת הקושי של העברת יונים ואלקטרונים בתוך הסוללה, מה שמשפיע ישירות על חיי המחזור ומצב הפעולה של הסוללה. ככל שההתנגדות הפנימית קטנה יותר, כך הסוללה תופסת פחות מתח בעת פריקה, ותפוקת אנרגיה רבה יותר.

כאשר תכולת המים עולה, משקעי POF3 ו-LiF יתרחשו על פני סרט הסוללה SEI (ממשק מוצק-אלקטרוליט), פגיעה בצפיפות ובאחידות של סרט SEI, וכתוצאה מכך לעלייה הדרגתית בהתנגדות הפנימית של הסוללה. ירידה מתמשכת בקיבולת הפריקה של הסוללה.

3. חיי המחזור התקצרו&שים לב;

תכולת המים גדולה מדי, הרסה את סרט ה-SEI של הסוללה, ההתנגדות הפנימית גדלה בהדרגה, קיבולת פריקת הסוללה הולכת וקטנה, בכל פעם שהסוללה נטענת במלואה לאחר השימוש בסוללה גם מתקצרת ומתקצרת, ניתן להשתמש בסוללה בדרך כלל כדי לטעון את מספר הפריקות (מחזור) באופן טבעי יפחת, זמן השימוש (חיי) הסוללה יתקצר.

02.&שים לב;מקור המים בייצור סוללות ליתיום

בתהליך הייצור של סוללות ליתיום ניתן לחלק את מקור המים להיבטים הבאים:&שים לב;

1. המים המובאים על ידי חומרי גלם&שים לב;

1.1 חומרי אלקטרודה חיוביים ושליליים: חומרים פעילים חיוביים ושליליים הם חלקיקי מיקרונים וננו, שיכולים לספוג בקלות מים באוויר; בפרט, לחומרי קתודה טרינריים או בינארית עם תכולת ני (ניקל) גבוהה יש שטח פנים ספציפי גדול, ולפני החומר קל לספוג מים ולהגיב. לאחר הציפוי, אם הלחות בסביבת האחסון גדולה, ציפוי פני השטח של סרט המוט גם יספוג במהירות לחות באוויר.

1.2 אלקטרוליט: מרכיב הממס באלקטרוליט יגיב כימית עם מולקולות מים; גם מלח הליתיום המומס שבאלקטרוליט קל לספוג מים ועובר תגובות כימיות; אז תהיה כמות מסוימת של מים באלקטרוליזה; אם זמן אחסון האלקטרוליט ארוך מדי, או טמפרטורת סביבת האחסון גבוהה מדי, תכולת המים באלקטרוליט תגדל.

1.3 מפריד: מפריד הוא סרט פלסטיק נקבובי (חומר עמ'/פ), וגם ספיגת המים שלו גדולה מאוד.

2. מוסיפים מים לעיסת האלקטרודות&שים לב;

עיסה שלילית תוסיף מים לערבב עם חומרי גלם, ולאחר מכן ציפוי, כך שהיריעה הנגטיבית עצמה היא מים. בתהליך הציפוי שלאחר מכן, למרות שיש חימום וייבוש, עדיין יש חלק ניכר מהמים שנספגים בתוך הציפוי של יריעת האלקטרודה.

3. סביבת סדנא לחות&שים לב;

3.1 לחות באוויר בבית המלאכה לחות באוויר נמדדת בדרך כלל לפי לחות יחסית. הלחות היחסית משתנה מאוד בעונות ומזג אוויר שונים. לחות האוויר באביב ובקיץ גדולה יחסית (יותר מ-60%), והאוויר בסתיו ובחורף יבש יחסית והלחות קטנה יחסית (פחות מ-40%). לחות האוויר גבוהה יותר בימי גשם ונמוכה יותר בימי שמש. אז לחות אוויר שונה, תכולת המים באוויר שונה:

3.2 מים המיוצרים על ידי גוף האדם (הזעה אנושית, נשימה בנשיפה, מים לאחר שטיפת ידיים)

3.3 לחות המובאת מחומרי עזר וניירות שונים (קרטונים, סמרטוטים, דוחות)

03.&שים לב;בקרת מים בתהליך הייצור של סוללות ליתיום

1. שליטה קפדנית על הלחות הסביבתית של סדנת הייצור&שים לב;

1.1 ערבוב הומוגנט בסדנת ייצור האלקטרודות, הלחות היחסית היא ≦10%;&שים לב;

1.2 ציפוי (ראש, זנב), לחות נקודת טל גליל ≤ -10℃DP בסדנה לייצור אלקטרודות;&שים לב;

1.3 חיתוך סדנת ייצור אלקטרודות, לחות יחסית ≤ 10%;&שים לב;

1.4 למינציה, סלילה, סדנת הרכבה, לחות נקודת טל ≦-35℃ DP

1.5. הזרקת סוללה, איטום, לחות נקודת טל ≤ -45℃ DP.

2. שליטה קפדנית על גוף האדם ועל הלחות החיצונית המובאת לסדנה&שים לב;

2.1 ניהול תאימות לתפעול:

-- בכניסה לסדנת הייבוש יש צורך להחליף בגדים, לחבוש כובעים, להחליף נעליים וללבוש מסכות;&שים לב;

-- אסור לגעת ביריעות אלקטרודות ובתאים חשמליים בידיים חשופות;&שים לב;

2.2 ניהול לחות של חומרי עזר:&שים לב;

-- חל איסור מוחלט להכניס את הקרטון לסדנת הייבוש;&שים לב;

-- לוחות ההדפסה והזיהוי הנייר בחדר הייבוש יהיו אטומים מפלסטיק;&שים לב;

-- אסור לנגב את הרצפה במים בחדר הייבוש.

3. שליטה קפדנית על זמן האחסון והחשיפה של יריעות אלקטרודות&שים לב;

3.1 ניהול אחסון בלחות נמוכה:&שים לב;

- יש לאחסן את יריעות האלקטרודות המגולגלות והחתוכות בסביבה עם לחות נמוכה בתוך 30 דקות (≦-35℃ DP)

-- יש לשאוב את יריעות האלקטרודות האפויות והלא עשויות לאחסון (≦-95kpa)&שים לב;

3.2 ניהול זמן החשיפה:&שים לב;

-- לאחר אפייה, ייצור, סלילה, אריזה, הזרקת נוזלים, יש להשלים את האיטום תוך 72 שעות (לחות נקודת טל בסדנה ≤ -35℃)

3.3 ניהול ראשון נכנס ראשון יוצא:&שים לב;

-- השימוש ביריעות אלקטרודות חייב להיות בהתאם לתקנות "כניסה ראשונה-יוצאת ראשונה", כלומר, נעשה שימוש באצווה לפני; קודם לאפות, קודם להשתמש.

4. שלטו בקפדנות על תהליך האפייה של יריעת האלקטרודה והמפריד&שים לב;

4.1 לפני השימוש, יש לאפות את יריעת האלקטרודה והמפריד לפני השימוש;&שים לב;

4.2 אם לא ניתן לאפות את יריעת האלקטרודה והמפריד לפני הייצור והליפוף, יש לאפות את התא לפני הזרקת הנוזל;&שים לב;

4.3 במהלך תהליך האפייה של יריעת האלקטרודה או תא הסוללה, יש לפקח בקפדנות על פרמטרי התנור (טמפרטורה, זמן, דרגת ואקום);&שים לב;

4.4 טמפרטורת התנור ודרגת הוואקום ייבדקו באופן קבוע כדי להבטיח דיוק.

5. בדיקת תכולת מים ובקרה&שים לב;

5.1 יריעת אלקטרודה, מפריד (או סוללה), אלקטרוליט חייבת לבדוק את תכולת המים, המוסמכת להזרקת נוזל;&שים לב;

5.2 שיטת בדיקה: דגימה לפי תקנות; השתמש בבודק לחות של קרל פישר כדי למדוד;&שים לב;

5.3 תקן הסמכה לתכולת מים:&שים לב;

-- תכולת מים של לוחית האלקטרודה ≦200 עמודים לדקה (בקרה מוקדמת ≦150 עמודים לדקה)&שים לב;

- תכולת מים מפריד ≦600ppm

- תכולת מים אלקטרוליטים ≦20ppm

לסיכום, בתהליך הייצור של סוללות ליתיום, בקרת הלחות של הלחות הסביבתית, זמן האחסון והחשיפה של האלקטרודה, תהליך האפייה של האלקטרודה והמפריד, תקופת התוקף של האלקטרוליט, בדיקת תכולת המים ו היבטים אחרים חיוניים, ברגע שיצא משליטה, זה יוביל לפגמים קטלניים בביצועי הסוללה האצווה, וההשלכות חמורות מאוד!

לכן, בין אם מדובר באנשי הנהלה, אנשי ייצור, אנשי בדיקת איכות, כדי לחזק את המודעות לבקרת מי הסוללה, הקפידו תמיד על הוראות התהליך, על מנת לוודא שמי הסוללה היו במצב מבוקר ומוסמך!