Litiumbatterier driver smarttelefonene våre, elektriske kjøretøyer og mer. Uten denne teknologien ville vi være bundet til utsalgssteder.
I denne artikkelen vil vi forklare hvordan litiumbatterier lages, som dekker materialene, produksjon, og monteringsprosess.
Hva er litium-ion-batterier?
Litium-ion-batterier er oppladbare kraftkilder som bruker litiumioner for å generere spenning. De er blant de mest energitette og langvarige oppladbare batterialternativene.
Seks forskjellige typer litiumbatterier eksistere. Her på Holo Battery bruker vi hovedsakelig NCM og LIFEPO4 -kjemi.
Hvilke materialer er nødvendig for å lage et litiumbatteri?
Litiumbatterier består først og fremst av følgende materialer:
Litiumbatterisceller
Litiumbatterier i solsystemer, EV -er og bobiler er laget av mange mindre individuelle celler, hver med en anode, katode, og elektrolytt. Produsenter kobler disse cellene sammen for å lage den nødvendige effektutgangen.
Batterier genererer strøm når elektroner beveger seg fra anoden gjennom elektrolytten til katoden. Anoden er et oksiderende metall, og katoden er typisk et litiumoksyd. Elektrolytten, en litiumsaltløsning, leverer overflødige elektroner for at batteriet skal fungere.
Elektronikk og komponenter
Individuelle batterisceller kobles til for å danne en større, kraftigere batteripakke gjennom ledninger og terminaler. Cellene’ Positive og negative ender lenke via kobber- og aluminiumskomponenter, slik at elektronene kan flyte jevnt.
Hver batteripakke inneholder også en Batteristyringssystem (BMS) som overvåker pakkens temperatur og lading/utlading av individuelle celler.
Batterihus
Batterihuset er et kritisk element – den beskytter batteriene mot eksponering for ytre elementer som kan forstyrre batteriets funksjon. Komposittmaterialer er lette og motstandsdyktige mot brann, kollisjonsskader og korrosjon.
Hvordan lages litiumbatterier?
Produksjonsprosessen for litiumbatterier er streng, fra celleproduksjon til batteripakkemontering, for å sikre sikkerhet og pålitelighet.
Celleproduksjon
Litiumbattericeller produseres gjennom en rekke trinn:
1. Materialforberedelse: Råvarene (katode- og anodematerialer, elektrolytt, separator, etc.) trenger forberedelse og bearbeiding før blanding. Dette involverer trinn som rensing, sliping og kalsinering.
2. Blanding: Aktivt materiale, ledende tilsetningsstoffer, bindemidler og løsemidler kombineres for å lage en slurry.
3. Belegg: Oppslemmingen belegges på en strømkollektorfolie og tørkes for å danne et porøst elektrodebelegg.
4. Skjæring: Den belagte elektroden kuttes i skiver ved hjelp av en rulleskjæremaskin.
5. Stabling eller vikling: Anoden, katoden og separatoren er enten stablet eller viklet til en spiral, avhengig av batteritype.
6. Merking: De positive og negative sidene er markert.
7. Injeksjon av elektrolytt: En litiumsaltløsning sprøytes inn i batteriet.
8. Forsegling: Battericellen er forseglet og klar til bruk.
9. Dannelse: Etter forsegling gjennomgår batteriet en “formasjon” prosess for å aktivere materialene og stabilisere cellens ytelse. Dette innebærer lade- og utladingssykluser.
Batteripakkemontering
La oss nå undersøke hvordan batteripakker er laget.
Produsenten sveiser celler til plater på både anode- og katodesiden, og setter dem deretter sammen til pakker. De tester og matcher pakkene for å danne de ønskede ampere-timene.
Deretter setter de sammen pakkene i et etui, kobler dem til BMS og tester hele batteriet for å sikre sikkerhet og pålitelighet.
Viktigheten av produksjonskvalitet
Å sikre et trygt batteri med høy ytelse krever streng prosess.
Litiumbatterier utgjør store sikkerhetsrisikoer, da feilaktig produksjon eller feil bruk kan utløse termisk løping – en brann som er vanskelig å slukke.
Subpar-batterier har også ytelsesproblemer.
Derfor er det viktig å få en pålitelig batteriprodusent.
Hos Holo Battery opprettholder vi strenge kvalitetsstandarder, og tester celler og batterier grundig under produksjon. Vårt proprietære batteristyringssystem forhindrer farlige driftsforhold.
Vanlige spørsmål
Er litiumbatterier resirkulerbare?
Brukte batterier kan resirkuleres for å gjenbruke litium, men prosessene er fortsatt nye, utfordrende og kostbare. Mange litiumbatterier har heller ikke nådd slutten av levetiden, så resirkulering er ennå ikke nødvendig. Ettersom flere batterier krever resirkulering, er forbedring av prosessene avgjørende for en bærekraftig fremtid og for å unngå utvinning av jordens ressurser. Bedrifter finner bedre måter å gjenbruke batterier på.
Kan litium-ion-batterier eksplodere?
Ja, litium-ion-batterier kan eksplodere under visse forhold som overlading, overoppheting, produksjonsfeil og ekstern skade. Så sikkerhetstiltak under montering, som punktsveising og innbygging av et BMS, er avgjørende for å forhindre batterisvikt.
Hvor lenge varer litium-ion-batterier?
Generelt kan litium-ion-batterier vare 2 til 5 år med normal bruk. Riktig omsorg kan forlenge levetiden ytterligere.
Relaterte artikler:
