Le batterie al litio alimentano i nostri smartphone, veicoli elettrici e altro ancora. Senza questa tecnologia saremmo legati ai punti vendita.
In questo articolo spiegheremo come sono realizzate le batterie al litio, coprendo i materiali, produzionee processo di assemblaggio.
Cosa sono le batterie agli ioni di litio?
Le batterie agli ioni di litio sono fonti di alimentazione ricaricabili che utilizzano ioni di litio per generare tensione. Sono tra le opzioni di batterie ricaricabili più ad alta densità energetica e di lunga durata.
Sei diversi tipi di batterie al litio esistere. Qui a Holo Battery utilizziamo principalmente la chimica NCM e LiFePO4.
Quali materiali sono necessari per realizzare una batteria al litio?
Le batterie al litio sono costituite principalmente dai seguenti materiali:
Celle della batteria al litio
Le batterie al litio nei sistemi solari, nei veicoli elettrici e nei camper sono costituite da molte celle singole più piccole, ciascuna con un anodo, catodo, E elettrolita. I produttori collegano queste celle insieme per creare la potenza richiesta.
Le batterie generano energia mentre gli elettroni si spostano dall'anodo attraverso l'elettrolita al catodo. L'anodo è un metallo ossidante e il catodo è tipicamente un ossido di litio. L'elettrolita, una soluzione di sale di litio, fornisce gli elettroni in eccesso affinché la batteria funzioni.
Elettronica e Componenti
Le singole celle della batteria si collegano per formare un pacco batteria più grande e potente tramite cavi e terminali. Le cellule’ Le estremità positive e negative si collegano tramite componenti in rame e alluminio, consentendo agli elettroni di fluire senza intoppi.
Ogni pacco batteria contiene anche a Sistema di gestione della batteria (BMS) che monitora la temperatura del pacco e la carica/scarica delle singole celle.
Alloggiamento della batteria
L'alloggiamento della batteria è un elemento critico – protegge le batterie dall'esposizione ad elementi esterni che potrebbero interferire con il funzionamento della batteria. I materiali compositi sono leggeri e resistenti al fuoco, ai danni da incidente e alla corrosione.
Come vengono prodotte le batterie al litio?
Il processo di produzione delle batterie al litio è rigoroso, dalla produzione delle celle all'assemblaggio del pacco batteria, per garantire sicurezza e affidabilità.
Produzione di cellule
Le celle della batteria al litio vengono prodotte attraverso una serie di passaggi:
1. Preparazione del materiale: le materie prime (materiali catodici e anodici, elettrolita, separatore, ecc.) necessitano di preparazione e lavorazione prima della miscelazione. Ciò comporta passaggi come purificazione, macinazione e calcinazione.
2. Miscelazione: materiale attivo, additivi conduttivi, leganti e solventi vengono combinati per creare un impasto liquido.
3. Rivestimento: l'impasto liquido viene rivestito su un foglio di collettore di corrente ed essiccato per formare un rivestimento poroso dell'elettrodo.
4. Taglio: l'elettrodo rivestito viene tagliato a fette utilizzando una macchina da taglio a rulli.
5. Impilazione o avvolgimento: l'anodo, il catodo e il separatore sono impilati o avvolti a spirale, a seconda del tipo di batteria.
6. Marcatura: i lati positivo e negativo sono contrassegnati.
7. Iniezione dell'elettrolito: nella batteria viene iniettata una soluzione di sale di litio.
8. Sigillatura: la cella della batteria è sigillata e pronta per l'uso.
9. Formazione: Dopo la sigillatura, la batteria subisce a “formazione” processo per attivare i materiali e stabilizzare le prestazioni della cella. Ciò comporta cicli di carica e scarica.
Assemblaggio del pacco batteria
Ora esaminiamo come sono realizzati i pacchi batteria.
Il produttore salda le celle alle piastre sia sul lato dell'anodo che su quello del catodo, quindi le assembla in pacchi. Testano e abbinano i pacchi per formare gli ampere-ora desiderati.
Successivamente, assemblano i pacchi in una custodia, li collegano al BMS e testano l’intera batteria per garantirne sicurezza e affidabilità.
L'importanza della qualità della produzione
Garantire una batteria sicura e ad alte prestazioni richiede un processo rigoroso.
Le batterie al litio comportano gravi rischi per la sicurezza, poiché possono innescarsi una fabbricazione difettosa o un uso improprio fuga termica – un fuoco difficile da spegnere.
Anche le batterie scadenti soffrono di problemi di prestazioni.
Pertanto, è importante rivolgersi a un produttore di batterie affidabile.
In Holo Battery manteniamo rigorosi standard di qualità, testando accuratamente celle e batterie durante la produzione. Il nostro sistema proprietario di gestione della batteria previene condizioni operative pericolose.
Domande frequenti
Le batterie al litio sono riciclabili?
Le batterie usate possono essere riciclate per riutilizzare il litio, ma i processi sono ancora nuovi, impegnativi e costosi. Inoltre, molte batterie al litio non hanno raggiunto la fine della loro vita utile, quindi il riciclaggio non è ancora necessario. Poiché sempre più batterie richiedono il riciclaggio, il miglioramento dei processi è fondamentale per un futuro sostenibile ed evitare di estrarre le risorse della Terra. Le aziende stanno trovando modi migliori per riutilizzare le batterie.
Le batterie agli ioni di litio possono esplodere?
Sì, le batterie agli ioni di litio possono esplodere in determinate condizioni come sovraccarico, surriscaldamento, difetti di fabbricazione e danni esterni. Pertanto le misure di sicurezza durante l’assemblaggio, come la saldatura a punti e l’integrazione di un BMS, sono fondamentali per prevenire guasti alla batteria.
Quanto durano le batterie agli ioni di litio?
Generalmente, le batterie agli ioni di litio possono durare dai 2 ai 5 anni con un utilizzo normale. Una cura adeguata può prolungarne ulteriormente la durata.
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