प्रिज्मीय सेल बैटरी उत्पादन प्रक्रिया: एक व्यापक गाइड

परिचय

प्रिज्मीय एल्यूमीनियम-केस बैटरी उनकी उच्च वॉल्यूमेट्रिक दक्षता, यांत्रिक मजबूती और मॉड्यूलर असेंबली की आसानी के कारण इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवीएस) और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों (ईएसएस) में तेजी से लोकप्रिय हो गई है। बेलनाकार और थैली कोशिकाओं की तुलना में, प्रिज्मीय कोशिकाएं ऊर्जा घनत्व, थर्मल प्रदर्शन और यांत्रिक शक्ति के बीच संतुलन प्रदान करती हैं। यह लेख कच्चे माल से लेकर अंतिम इकट्ठे बैटरी पैक तक पूर्ण उत्पादन प्रक्रिया को रेखांकित करता है।

कैथोड सामग्री

सामान्य कैथोड सामग्री में शामिल हैं:

लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी)

निकेल मैंगनीज कोबाल्ट ऑक्साइड (एनएमसी)

लिथियम निकेल कोबाल्ट एल्यूमीनियम ऑक्साइड (एनसीए)

इन सामग्रियों को उच्च तापमान (आमतौर पर 700-900 डिग्री) पर उच्च क्रिस्टलीयता प्राप्त करने के लिए ठोस-राज्य प्रतिक्रियाओं के माध्यम से संश्लेषित किया जाता है।

एनोड सामग्री

एनोड आमतौर पर बनाया जाता है:

कृत्रिम या प्राकृतिक

सिलिकॉन-कार्बन समग्र (उच्च ऊर्जा कोशिकाओं के लिए)

कच्चे माल को अनुकूलित कण आकार, सतह क्षेत्र और टैप घनत्व प्राप्त करने के लिए संसाधित किया जाता है।

इलेक्ट्रोलाइट

इलेक्ट्रोलाइट आमतौर पर एक हैलिथियम नमक(LIPF6) कार्बनिक सॉल्वैंट्स के मिश्रण में भंग कर दिया गयाईसी (एथिलीन कार्बोनेट), डीएमसी (डाइमिथाइल कार्बोनेट), और स्थिरता और प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए additives।

सेपरेटर

प्रिज्मीय कोशिकाएं आमतौर पर मल्टी-लेयर पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी) या पॉलीइथाइलीन (पीई) विभाजक का उपयोग करती हैं, जिसमें मोटाई होती है12μm से 20μm, यांत्रिक शक्ति और थर्मल स्थिरता सुनिश्चित करना।

घोल की तैयारी

कैथोड: सक्रिय सामग्री + प्रवाहकीय एजेंट (कार्बन ब्लैक) + बाइंडर (पीवीडीएफ) एनएमपी विलायक के साथ मिश्रित।

एनोड: ग्रेफाइट + कंडक्टिव एजेंट + बाइंडर (सीएमसी + एसबीआर) विआयनीकृत पानी के साथ मिश्रित।

घोल मिश्रण उपकरण:उच्च कतरनी मिक्सर, ग्रह मिक्सर.

कलई करना

तैयार घोल समान रूप से धातु के पन्नी पर लेपित है:

कैथोड: एल्यूमीनियम पन्नी पर लेपित।

एनोड: तांबे की पन्नी पर लेपित।

कोटिंग विधि:स्लॉट डाई कोटिंगयाकोमा बार कोटिंग.

सुखाने

लेपित पन्नी में सूख जाते हैंनिरंतर सुखाने वाले ओवन, सटीक रूप से नियंत्रित तापमान के तहत सॉल्वैंट्स (एनएमपी या पानी) को हटाना।

कैथोड सुखाने: 120-140 डिग्री

एनोड सुखाने: 80-120 डिग्री

कैलेंडर

दोनों इलेक्ट्रोड कोटिंग को संपीड़ित करने के लिए सटीक रोलर्स की एक जोड़ी से गुजरते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए:

समान मोटाई।

उच्च इलेक्ट्रोड घनत्व।

सक्रिय सामग्री और वर्तमान कलेक्टर के बीच बेहतर संपर्क।

कैलेंडरिंग घनत्व लक्ष्य:

कैथोड: 2। 8-3।

एनोड: 1। 4-1।

स्लिटिंग

कैलेंडरिंग के बाद, इलेक्ट्रोड हैंभट्ठासंकीर्ण स्ट्रिप्स में, सेल डिजाइन से मेल खाते हैं।

टैब वेल्डिंग

वर्तमान कलेक्टर टैब (कैथोड के लिए एल्यूमीनियम, एनोड के लिए तांबा) इलेक्ट्रोड के लिए वेल्डेड हैं।

स्टैकिंग

प्रिज्मीय कोशिकाएं आमतौर पर उपयोग करती हैंजेड-गुना स्टैकिंगयाफाड़ना ढलान, जहां कैथोड, विभाजक और एनोड को वैकल्पिक रूप से एक कॉम्पैक्ट सैंडविच संरचना में स्टैक किया जाता है।

मामला सम्मिलन

स्टैक्ड इलेक्ट्रोड असेंबली को एक पूर्व-गठन में डाला जाता हैएल्यूमीनियम केस, से बनाएल्यूमीनियम मिश्र धातु (आमतौर पर 3003 या 1060).

इलेक्ट्रोलाइट इंजेक्शन

इलेक्ट्रोलाइट को सभी आंतरिक सतहों के पूर्ण गीले को सुनिश्चित करने के लिए वैक्यूम के तहत मामले में इंजेक्ट किया जाता है।

इलेक्ट्रोलाइट फिलिंग सटीकता: {0। 5 जी प्रति सेल।

पूर्व सीलिंग

इलेक्ट्रोलाइट भरने के बाद, सेल हैपूर्व सीलगठन प्रक्रिया के दौरान आंतरिक वातावरण की अस्थायी रूप से रक्षा करने के लिए।

कोशिकाएं एक प्रारंभिक चार्ज और डिस्चार्ज प्रक्रिया से गुजरती हैंगठन, जो अनुमति देता हैसीआई (ठोस इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेज़)एनोड सतह पर बनने के लिए परत।

गठन तापमान: 25-45 डिग्री।

गठन वर्तमान: 0। 05-0। 1c (समान SEI सुनिश्चित करने के लिए धीमा)।

गठन के बाद, एसईआई गठन के दौरान उत्पादित गैस को एक के माध्यम से हटा दिया जाता हैवैक्यूमप्रक्रिया, सेल आंतरिक सुनिश्चित करनादबाव अनुकूलित है।

एल्यूमीनियम केस को हर्मेटिकली सील का उपयोग करके सील कर दिया गया हैलेसर वेल्डिंगयाअल्ट्रासोनिक वेल्डिंग, सुनिश्चित करना:

उत्कृष्ट हर्मेटिकिटी।

यांत्रिक शक्ति।

कुछ डिजाइन भी जोड़ते हैंसुरक्षा वेंटदबाव छोड़ने के लिए अगर आंतरिक गैस असामान्य संचालन के दौरान बनती है।

प्रत्येक सेल व्यापक परीक्षण से गुजरता है, जिसमें शामिल हैं:

क्षमता परीक्षा: पूर्ण चार्ज/डिस्चार्ज चक्र।

आंतरिक प्रतिरोध: एसी प्रतिबाधा परीक्षण (आमतौर पर 1 kHz पर)।

रिसाव परीक्षण: हीलियम लीक का पता लगाना।

ओपन सर्किट वोल्टेज: स्व-निर्वहन के लिए निगरानी।

आयाम चेक: कल्पना के भीतर आकार सहिष्णुता सुनिश्चित करना।

परीक्षण किए गए प्रिज्मीय कोशिकाओं को मॉड्यूल में संयुक्त किया जाता है:

लेसर वेल्डिंगयाअल्ट्रासोनिक वेल्डिंगबसबार के लिए।

एकीकरणबैटरी प्रबंधन प्रणालीवोल्टेज, तापमान और संतुलन की निगरानी के लिए।

थर्मल मैनेजमेंट सिस्टम (टीएमएस) भी एकीकृत होते हैं, आमतौर पर उपयोग करते हैं:

कूलिंग प्लेट्स(तरल शीतलन)।

थर्मल इंटरफ़ेस सामग्रीबेहतर गर्मी अपव्यय के लिए।

प्रिज्मीय सेल बैटरी गठबंधनउच्च सुरक्षा, यांत्रिक शक्ति और लचीला डिजाइन, जैसे कि अनुप्रयोगों की मांग के लिए उन्हें आदर्श बना रहा हैइलेक्ट्रिक वाहन और स्थिर भंडारण। जबकि उत्पादन प्रक्रिया बेलनाकार और थैली कोशिकाओं के साथ सामान्यताओं को साझा करती है, सटीक हैंडलिंगएल्यूमीनियम केस, इलेक्ट्रोलाइट भरने, औरसील -प्रक्रियाप्रदर्शन और विश्वसनीयता को प्रभावित करने वाले महत्वपूर्ण कारक हैं।