Litiumbatterier driver våra smartphones, elfordon och mer. Utan denna teknik skulle vi vara bundna till butiker.
I den här artikeln kommer vi att förklara hur litiumbatterier tillverkas, vilket täcker materialen, tillverkningoch monteringsprocessen.
Vad är litiumjonbatterier?
Litiumjonbatterier är laddningsbara strömkällor som använder litiumjoner för att generera spänning. De är bland de mest energitäta och uppladdningsbara batterierna med lång livslängd.
Sex olika typer av litiumbatterier existera. Här på Holo Battery använder vi främst NCM och LiFePO4 kemi.
Vilka material behövs för att göra ett litiumbatteri?
Litiumbatterier består huvudsakligen av följande material:
Litiumbattericeller
Litiumbatterier i solsystem, elbilar och husbilar är gjorda av många mindre individuella celler, var och en med en anod, katod, och elektrolyt. Tillverkare länkar samman dessa celler för att skapa den effekt som krävs.
Batterier genererar ström när elektroner rör sig från anoden genom elektrolyten till katoden. Anoden är en oxiderande metall och katoden är vanligtvis en litiumoxid. Elektrolyten, en litiumsaltlösning, tillför överskottselektronerna för att batteriet ska fungera.
Elektronik och komponenter
Enskilda battericeller ansluts för att bilda ett större, kraftfullare batteripaket genom kablar och terminaler. Cellerna’ positiva och negativa ändar länkar samman via koppar- och aluminiumkomponenter, vilket gör att elektronerna kan flöda smidigt.
Varje batteripaket innehåller också en Batterihanteringssystem (BMS) som övervakar paketets temperatur och laddning/urladdning av enskilda celler.
Batterihus
Batterihuset är ett kritiskt element – det skyddar batterierna från exponering för yttre element som kan störa batteriets funktion. Kompositmaterial är lätta och resistenta mot brand, krockskador och korrosion.
Hur tillverkas litiumbatterier?
Tillverkningsprocessen för litiumbatterier är rigorös, från cellproduktion till montering av batteripaket, för att säkerställa säkerhet och tillförlitlighet.
Cellproduktion
Litiumbattericeller produceras genom en serie steg:
1. Materialberedning: Råmaterialen (katod- och anodmaterial, elektrolyt, separator, etc.) behöver förberedas och bearbetas innan de blandas. Detta innefattar steg som rening, malning och kalcinering.
2. Blandning: Aktivt material, ledande tillsatser, bindemedel och lösningsmedel kombineras för att skapa en slurry.
3. Beläggning: Uppslamningen beläggs på en strömkollektorfolie och torkas för att bilda en porös elektrodbeläggning.
4. Skärning: Den belagda elektroden skärs i skivor med en rullskärmaskin.
5. Stapling eller lindning: Anoden, katoden och separatorn är antingen staplade eller lindade till en spiral, beroende på batterityp.
6. Markering: De positiva och negativa sidorna är markerade.
7. Injicera elektrolyt: En litiumsaltlösning injiceras i batteriet.
8. Tätning: Battericellen är förseglad och klar att användas.
9. Bildning: Efter försegling genomgår batteriet en “bildning” process för att aktivera materialen och stabilisera cellens prestanda. Detta involverar laddnings- och urladdningscykler.
Batteripaketmontering
Låt oss nu undersöka hur batteripaket tillverkas.
Tillverkaren svetsar celler till plattor på både anod- och katodsidan och sätter sedan ihop dem till förpackningar. De testar och matchar paketen för att bilda önskade amperetimmar.
Därefter sätter de ihop paketen i ett fodral, ansluter dem till BMS och testar hela batteriet för att säkerställa säkerhet och tillförlitlighet.
Vikten av tillverkningskvalitet
Att säkerställa ett säkert, högpresterande batteri kräver en strikt process.
Litiumbatterier utgör stora säkerhetsrisker, eftersom felaktig tillverkning eller felaktig användning kan utlösa termisk flykt – en brand som är svår att släcka.
Subpar-batterier lider också av prestandaproblem.
Därför är det viktigt att få en pålitlig batteritillverkare.
På Holo Battery upprätthåller vi strikta kvalitetsstandarder, genom att noggrant testa celler och batterier under tillverkningen. Vårt egenutvecklade batterihanteringssystem förhindrar farliga driftsförhållanden.
Vanliga frågor
Är litiumbatterier återvinningsbara?
Använda batterier kan återvinnas för att återanvända litium, men processerna är fortfarande nya, utmanande och kostsamma. Många litiumbatterier har inte heller nått slutet av sin livslängd, så återvinning är ännu inte nödvändigt. Eftersom fler batterier kräver återvinning är det avgörande att förbättra processerna för en hållbar framtid och för att undvika att bryta jordens resurser. Företag hittar bättre sätt att återanvända batterier.
Kan litiumjonbatterier explodera?
Ja, litiumjonbatterier kan explodera under vissa förhållanden som överladdning, överhettning, tillverkningsfel och yttre skador. Så säkerhetsåtgärder under montering, såsom punktsvetsning och inbyggnad av ett BMS, är avgörande för att förhindra batteriavbrott.
Hur länge håller litiumjonbatterier?
I allmänhet kan litiumjonbatterier hålla i 2 till 5 år vid normal användning. Korrekt vård kan förlänga deras livslängd ytterligare.
Relaterade artiklar:
