كما ذكرنا سابقًا، يمكن تقسيم عملية تصنيع بطاريات الليثيوم أيون النموذجية إلى ثلاث مراحل: المرحلة الأولى (تصنيع الأقطاب الكهربائية)، والمرحلة الوسطى (تخليق الخلايا)، والمرحلة النهائية (التكوين والتغليف). سبق أن تطرقنا إلى المرحلة الأولى، وستركز هذه المقالة على المرحلة الوسطى.
المرحلة الوسطى من عملية تصنيع بطاريات الليثيوم هي مرحلة التجميع، وهدفها الإنتاجي هو إكمال تصنيع الخلايا. وتحديدًا، تتضمن هذه المرحلة تجميع الأقطاب الكهربائية (الموجبة والسالبة) المصنعة في العملية السابقة مع الفاصل والإلكتروليت بشكل منظم.
بسبب هياكل تخزين الطاقة المختلفة لأنواع مختلفة من بطاريات الليثيوم بما في ذلك بطارية غلاف الألومنيوم المنشورية، والبطارية الأسطوانية وبطارية الكيس، وبطارية الشفرة، وما إلى ذلك، هناك اختلافات واضحة في عمليتها الفنية في المرحلة المتوسطة.
تتكون المرحلة المتوسطة من عملية تصنيع بطارية غلاف الألومنيوم المنشورية والبطارية الأسطوانية من اللف وحقن الإلكتروليت والتعبئة والتغليف.
المرحلة الوسطى من عملية بطارية الكيس وبطارية الشفرة هي التكديس وحقن الإلكتروليت والتعبئة والتغليف.
الفرق الرئيسي بينهما هو عملية اللف وعملية التكديس.
لف
عملية لف الخلية هي لفّ الكاثود والأنود والفاصل معًا عبر آلة اللف، حيث يفصل الفاصل الكاثود والأنود المتجاورين. في الاتجاه الطولي للخلية، يتجاوز الفاصل الأنود، ويتجاوز الأنود الكاثود، وذلك لمنع حدوث قصر كهربائي ناتج عن التلامس بين الكاثود والأنود. بعد اللف، تُثبّت الخلية بشريط لاصق لمنع تفككها. ثم تنتقل الخلية إلى العملية التالية.
في هذه العملية، من المهم التأكد من عدم وجود اتصال مادي بين القطب الموجب والسالب، وأن القطب السالب يمكنه تغطية القطب الموجب بالكامل في الاتجاهين الأفقي والرأسي.
بسبب خصائص عملية اللف، لا يمكن استخدامها إلا لتصنيع بطاريات الليثيوم ذات الشكل المنتظم.
التكديس
في المقابل، تُكدس الأقطاب الموجبة والسالبة والفاصل لتشكيل خلية تكديس، والتي يمكن استخدامها لتصنيع بطاريات الليثيوم ذات الأشكال المنتظمة أو غير المنتظمة. وتتميز هذه العملية بمرونة أعلى.
التكديس هو عادة عملية يتم فيها تكديس الأقطاب الموجبة والسالبة والفاصل طبقة تلو الأخرى بالترتيب من القطب الموجب إلى الفاصل إلى القطب السالب لتشكيل خلية تكديس مع جامع التيارمثل علامات التبويب. تتراوح طرق التكديس من التكديس المباشر، حيث يتم قطع الفاصل، إلى الطي على شكل حرف Z حيث لا يتم قطع الفاصل ويتم تكديسه على شكل حرف Z.
في عملية التكديس، لا تحدث ظاهرة انحناء صفيحة القطب نفسها، ولا تحدث مشكلة "الزاوية C" أثناء عملية اللف. وبالتالي، يمكن استغلال مساحة الزاوية في الغلاف الداخلي على أكمل وجه، وتكون السعة لكل وحدة حجم أعلى. بالمقارنة مع بطاريات الليثيوم المُصنّعة بطريقة اللف، تتميز بطاريات الليثيوم المُصنّعة بطريقة التكديس بمزايا واضحة من حيث كثافة الطاقة والأمان وأداء التفريغ.
تتميز عملية اللف بتاريخ تطوير طويل نسبيًا، ونضج في العملية، وانخفاض تكلفتها، وإنتاجيتها العالية. ومع ذلك، مع تطور مركبات الطاقة الجديدة، أصبحت عملية التكديس نجمًا صاعدًا بفضل استغلالها لكميات كبيرة، وبنيتها المستقرة، ومقاومتها الداخلية المنخفضة، وعمرها الافتراضي الطويل، وغيرها من المزايا.
سواءً كانت عملية اللف أو التكديس، فلكلٍّ منهما مزايا وعيوب واضحة. تتطلب بطارية التكديس عدة قطع للقطب، مما ينتج عنه مقطع عرضي أطول من هيكل اللف، مما يزيد من خطر حدوث نتوءات. أما بطارية اللف، فزواياها تُهدر المساحة، وقد يؤدي توتر اللف غير المتساوي وتشوهه إلى عدم تجانسها.
لذلك، يصبح اختبار الأشعة السينية اللاحق مهمًا للغاية.
اختبار الأشعة السينية
يجب اختبار بطارية اللف والمكدس النهائية للتحقق مما إذا كان هيكلها الداخلي يتوافق مع عملية الإنتاج، مثل محاذاة خلايا المكدس أو اللف، والهيكل الداخلي للعلامات التبويبية، وبرز الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة، وما إلى ذلك، وذلك للتحكم في جودة المنتجات ومنع تدفق الخلايا غير المؤهلة إلى العمليات اللاحقة؛
لإجراء اختبارات الأشعة السينية، أطلقت شركة Dacheng Precision سلسلة من معدات فحص التصوير بالأشعة السينية:
جهاز فحص بطارية التصوير المقطعي المحوسب غير المتصل بالأشعة السينية
جهاز فحص البطارية بالأشعة السينية المقطعية غير المتصلة بالإنترنت: تصوير ثلاثي الأبعاد. من خلال عرض مقطعي، يمكن الكشف مباشرةً عن بروز اتجاه طول الخلية وعرضها. لا تتأثر نتائج الكشف بحواف أو انحناء القطب الكهربائي، أو اللسان، أو الحافة الخزفية للكاثود.
آلة فحص البطاريات المتسلسلة بالأشعة السينية
جهاز فحص بطاريات اللفائف الخطية بالأشعة السينية: يُربط هذا الجهاز بخط النقل العلوي لالتقاط خلايا البطاريات تلقائيًا. تُوضع خلايا البطاريات في الجهاز لاختبار الدورة الداخلية. تُلتقط خلايا NG تلقائيًا. يتم فحص 65 طبقة كحد أقصى من الحلقات الداخلية والخارجية فحصًا كاملاً.
جهاز فحص البطاريات الأسطوانية بالأشعة السينية
يُصدر الجهاز أشعة سينية عبر مصدر الأشعة السينية، ويخترق البطارية. يستقبل نظام التصوير الأشعة السينية ويلتقط الصور. يعالج النظام الصور باستخدام برنامج وخوارزميات مُطوّرة ذاتيًا، ويقيس المنتجات ويحدد جودتها تلقائيًا، ويحدد المنتجات الرديئة. يمكن توصيل الجزأين الأمامي والخلفي للجهاز بخط الإنتاج.
جهاز فحص البطاريات بالأشعة السينية
الجهاز متصل بخط نقل علوي. يمكنه استقبال الخلايا تلقائيًا ووضعها في الجهاز للكشف عن الحلقة الداخلية. يمكنه فرز خلايا NG تلقائيًا، ووضع خلايا OK تلقائيًا على خط النقل، ثم في الجهاز السفلي، لتحقيق الكشف التلقائي الكامل.
جهاز فحص البطاريات الرقمي بالأشعة السينية
يتصل الجهاز بخط النقل العلوي. يمكنه استقبال الخلايا تلقائيًا أو تحميلها يدويًا، ثم إدخالها في الجهاز للكشف عن الحلقة الداخلية. يمكنه فرز بطاريات NG تلقائيًا، ثم وضع بطاريات OK المفككة تلقائيًا في خط النقل أو اللوحة، وإرسالها إلى الجهاز السفلي لتحقيق الكشف التلقائي الكامل.
وقت النشر: ١٣ سبتمبر ٢٠٢٣
