Lithiumbatterijen voeden onze smartphones, elektrische voertuigen en meer. Zonder deze technologie zouden we vastgebonden zijn aan stopcontacten.
In dit artikel leggen we uit hoe lithiumbatterijen worden gemaakt, waarbij we de materialen behandelen, productieen montageproces.
Wat zijn lithium-ionbatterijen?
Lithium-ionbatterijen zijn oplaadbare stroombronnen die lithiumionen gebruiken om spanning te genereren. Ze behoren tot de meest energiedichte oplaadbare batterijen met een lange levensduur.
Zes verschillende soorten lithiumbatterijen bestaan. Hier bij Holo Battery gebruiken we voornamelijk NCM- en LiFePO4-chemie.
Welke materialen zijn nodig om een lithiumbatterij te maken?
Lithiumbatterijen bestaan voornamelijk uit de volgende materialen:
Lithiumbatterijcellen
Lithiumbatterijen in zonnesystemen, elektrische voertuigen en campers zijn gemaakt van veel kleinere individuele cellen, elk met een anode, kathode, En elektrolyt. Fabrikanten koppelen deze cellen aan elkaar om het vereiste vermogen te creëren.
Batterijen genereren stroom terwijl elektronen van de anode via de elektrolyt naar de kathode bewegen. De anode is een oxiderend metaal en de kathode is doorgaans een lithiumoxide. De elektrolyt, een lithiumzoutoplossing, levert de overtollige elektronen zodat de batterij kan functioneren.
Elektronica en componenten
Individuele batterijcellen worden met elkaar verbonden om een groter, krachtiger batterijpakket te vormen via draden en terminals. De cellen’ positieve en negatieve uiteinden zijn met elkaar verbonden via koperen en aluminium componenten, waardoor elektronen soepel kunnen stromen.
Elk batterijpakket bevat ook een Batterijbeheersysteem (BMS) dat de temperatuur van het pakket en het opladen/ontladen van individuele cellen bewaakt.
Batterijbehuizing
De batterijbehuizing is een cruciaal element – het beschermt de batterijen tegen blootstelling aan elementen van buitenaf die de werking van de batterij kunnen verstoren. Composietmaterialen zijn lichtgewicht en bestand tegen brand, crashschade en corrosie.
Hoe worden lithiumbatterijen gemaakt?
Het productieproces voor lithiumbatterijen is streng, van de celproductie tot de assemblage van het batterijpakket, om de veiligheid en betrouwbaarheid te garanderen.
Celproductie
Lithiumbatterijcellen worden geproduceerd via een reeks stappen:
1. Materiaalvoorbereiding: De grondstoffen (kathode- en anodematerialen, elektrolyt, separator, enz.) moeten worden voorbereid en verwerkt voordat ze worden gemengd. Dit omvat stappen zoals zuivering, malen en calcineren.
2. Mengen: Actief materiaal, geleidende additieven, bindmiddelen en oplosmiddelen worden gecombineerd om een slurry te creëren.
3. Coating: De slurry wordt op een stroomcollectorfolie gecoat en gedroogd om een poreuze elektrodecoating te vormen.
4. Snijden: De beklede elektrode wordt met behulp van een rollensnijmachine in plakjes gesneden.
5. Stapelen of opwikkelen: De anode, kathode en separator zijn gestapeld of spiraalvormig gewikkeld, afhankelijk van het batterijtype.
6. Markering: De positieve en negatieve zijden zijn gemarkeerd.
7. Elektrolyt injecteren: Er wordt een lithiumzoutoplossing in de batterij geïnjecteerd.
8. Verzegeling: De batterijcel is verzegeld en klaar voor gebruik.
9. Vorming: Na het verzegelen ondergaat de batterij een “vorming” proces om de materialen te activeren en de prestaties van de cel te stabiliseren. Dit omvat laad- en ontlaadcycli.
Montage van het batterijpakket
Laten we nu eens kijken hoe batterijpakketten worden gemaakt.
De fabrikant last cellen aan platen aan zowel de anode- als de kathodezijde en assembleert ze vervolgens tot pakketten. Ze testen en matchen de pakketten om de gewenste ampère-uren te bepalen.
Vervolgens monteren ze de pakketten in een koffer, sluiten ze aan op het BMS en testen ze de volle batterij om de veiligheid en betrouwbaarheid te garanderen.
Het belang van productiekwaliteit
Ensuring a safe, high-performing battery requires strict process.
Lithium batteries pose major safety risks, as faulty manufacturing or improper use can trigger thermische vluchteling – a fire that’s hard to extinguish.
Subpar batteries also suffer performance issues.
Therefore, it’s important to get a trusted battery manufacturer.
At Holo Battery, we maintain strict quality standards, thoroughly testing cells and batteries during manufacturing. Our proprietary battery management system prevents dangerous operating conditions.
Veelgestelde vragen
Are Lithium Batteries Recyclable?
Gebruikte batterijen kunnen worden gerecycled om lithium opnieuw te gebruiken, maar de processen zijn nog steeds nieuw, uitdagend en kostbaar. Bovendien hebben veel lithiumbatterijen het einde van hun levensduur nog niet bereikt, waardoor recycling nog niet nodig is. Omdat steeds meer batterijen moeten worden gerecycled, is het verbeteren van de processen van cruciaal belang voor een duurzame toekomst en om te voorkomen dat de hulpbronnen van de aarde worden ontgonnen. Bedrijven vinden betere manieren om batterijen te hergebruiken.
Kunnen lithium-ionbatterijen ontploffen?
Ja, lithium-ionbatterijen kunnen onder bepaalde omstandigheden ontploffen, zoals bij overladen, oververhitting, fabricagefouten en externe schade. Veiligheidsmaatregelen tijdens de montage, zoals puntlassen en het inbouwen van een BMS, zijn dus van cruciaal belang om accustoringen te voorkomen.
Hoe lang gaan lithium-ionbatterijen mee?
Generally, lithium-ion batteries can last 2 to 5 years with normal use. Proper care can extend their lifespan even further.
Gerelateerde artikelen:
