Herstellungsprozess von Lithiumbatterien. Lithium-Ionen-Batterieausrüstung

In today's energy field, lithium batteries occupy an important position with their excellent performance. From the 21700 lithium-ion batteries used in Tesla electric vehicles that we are familiar with to the power sources in various electronic devices, lithium batteries are everywhere. So, how are these high-performance lithium batteries actually manufactured? Let's explore the mysterious journey of lithium battery manufacturing together.（Lithium - Ion Battery Equipment）

Lithium batteries are mainly divided into two categories: lithium metal batteries and lithium-ion batteries. Among them, lithium-ion batteries are rechargeable and do not contain metallic lithium. Below, we will use pictures and texts to explain in detail the 21 production processes of lithium batteries.

1. Mischen von Schlamm mit negativer Elektrode Das Mischen von Slurry-Mixen mit negativen Elektroden ist eines der wichtigsten Glieder bei der Herstellung von Lithiumbatterien. Bei diesem Verfahren werden negative Elektrodenaktivmaterialien, Leitmittel, Bindemittel und andere Komponenten durch Kneten zu einer gleichmäßigen Paste vermischt. Die gemischte Gülle muss aufbereitet werden. So werden beispielsweise Verfahren wie die Ultraschallentgasung und die Vakuumentgasung eingesetzt, um Blasen und Verunreinigungen zu entfernen und die Fülle, Stabilität und Verarbeitbarkeit der Aufschlämmung zu verbessern.

Advantages and highlights: Through accurate mixing ratio and kneading process, ensure the uniformity of negative electrode materials and lay the foundation for subsequent battery performance. Ultrasonic degassing and vacuum degassing can efficiently remove tiny bubbles in the slurry, making the negative electrode paste more compact and improving the charge and discharge efficiency and cycle life of the battery.

 

2. Positive Elektrodenaufschlämmung mischen Auch die positive Durchmischung der Elektrodenaufschlämmung ist äußerst wichtig. Es mischt positive Elektrodenaktivmaterialien, leitfähige Mittel, Bindemittel und andere Additive zu einer gleichmäßigen Aufschlämmung und legt damit die Grundlage für nachfolgende Prozesse wie Beschichten und Pressen. Der Vorteil des Mischverfahrens für positive Elektrodenaufschlämmung besteht darin, dass sichergestellt werden kann, dass das positive Elektrodenmaterial vollständig mit jeder Komponente vermischt wird, und die Leistung und Stabilität der Batterie verbessert wird. Durch die präzise Steuerung des Slurry-Verhältnisses und der Prozessparameter können positive Elektrodenmaterialien mit stabiler Leistung und zuverlässiger Qualität hergestellt werden.

Advantages and highlights: The carefully selected combination of positive electrode active materials and additives makes the positive electrode slurry have high energy density and good electrochemical performance. The strictly controlled slurry mixing process ensures the uniform distribution of materials, reduces local performance differences, and improves the overall consistency and reliability of the battery.

 

3. Beschichtung Die Beschichtungstechnologie ist ein Verfahren, bei dem Klebstoffe und andere Flüssigkeiten auf dem Substrat beschichtet werden und nach dem Trocknen oder Aushärten in einem Ofen eine spezielle funktionale Filmschicht gebildet wird. Es ist in vielen Branchen wie Industrie, Lebensunterhalt, Elektronik und Optoelektronik weit verbreitet. Zu seinen Vorteilen gehört die hohe Effizienz, mit der Hochgeschwindigkeits- und kontinuierliche Beschichtungsvorgänge realisiert werden können. Gleichmäßigkeit, die eine gleichmäßige Schichtdicke durch ein präzises Kontrollsystem gewährleistet; Flexibilität, geeignet für eine Vielzahl von Substraten und Beschichtungsmaterialien; Umweltschutz durch den Einsatz von Geräten und Prozessen mit geringer Umweltverschmutzung und niedrigem Energieverbrauch.

Advantages and highlights: Advanced coating equipment can quickly and accurately coat the slurry on the substrate, greatly improving production efficiency. The high-precision control system ensures that the coating thickness error is within a very small range, ensuring the stability of battery performance. According to different battery types and requirements, suitable substrates and coating materials can be selected to meet diverse market needs. At the same time, the environmentally friendly coating process reduces the impact on the environment.

 

4. Walzen Die Walzenpresse zerlegt Anoden- und Kathodenmaterialien in kleinere Partikel oder fixiert mehrere dünne Bleche fest miteinander, um eine dichte positive und negative Elektrodenstruktur zu bilden. Es besteht aus einer Hauptwelle, Schleifscheiben, einer Vorschubvorrichtung, einem Getriebesystem und einem Steuerungssystem. Bei der Arbeit wird das Lithiumbatteriematerial in die Zufuhröffnung geschickt, die Hauptwelle treibt die Schleifscheibe zum Drehen an, und das Material wird zwischen zwei Schleifscheiben eingeklemmt und in die gewünschte Form und Größe gepresst. Seine technischen Eigenschaften spiegeln sich in hoher Effizienz, Gleichmäßigkeit, Flexibilität und Umweltschutz wider.

Advantages and highlights: The efficient rolling process can quickly process a large amount of materials and improve production efficiency. The uniform pressure distribution makes the positive and negative electrode materials closer, increasing the energy density and cycle life of the battery. Flexibility enables the equipment to adapt to materials of different thicknesses and specifications to meet the requirements of different battery designs. In terms of environmental protection, a low-noise and low-energy-consumption design is adopted to reduce the burden on the environment.

 

5. Längstrennung Das Schneiden spielt bei der Herstellung von Batterien eine wichtige Rolle. Er schneidet die beschichtete Breitfolie in Längsrichtung in mehrere Stücke und wickelt diese in obere und untere Einzelrollen mit einer bestimmten Breitenspezifikation auf, um sie für die spätere Batteriemontage vorzubereiten.

Advantages and highlights: High-precision slitting equipment can ensure that the width of the pole pieces is uniform, reducing errors in the assembly process. The fast slitting speed improves production efficiency and meets the needs of large-scale production. The slitted pole pieces have neat edges, which is beneficial to improve the safety and performance stability of the battery.

 

6. Polstück Backen Das Einbrennen des Polstücks zielt darauf ab, Feuchtigkeit und flüchtige organische Verbindungen im Polstück zu entfernen, um die Stabilität und Zuverlässigkeit des Polstücks zu verbessern. Der Backprozess umfasst die Vorbereitungsphase, in der die Ausrüstung überprüft und vorgewärmt und das Polstück vorbehandelt wird. die Backphase, die gemäß der eingestellten Zeit und Temperatur durchgeführt wird; und die Kühlstufe, die das Polstück vor thermischen Schäden schützt und seine Leistung stabilisiert.

Advantages and highlights: Strictly controlled baking temperature and time can effectively remove moisture and impurities in the pole piece, improve the purity and conductivity of the pole piece. The fine treatment in the preheating and cooling stages ensures the stability of the pole piece during the baking process and reduces deformation and damage caused by temperature changes. The baked pole piece has better performance and prolongs the service life of the battery.

 

7. Wicklung Durch das straffe Wickeln werden die positive Elektrode, die negative Elektrode, der Separator und andere Komponenten zu einer Batteriezelle zusammengewickelt. Eine präzise Wicklungssteuerung kann eine gleichmäßige Verteilung der Materialien in der Batterie gewährleisten und die Effizienz und Sicherheit verbessern. Wichtige Parameter wie Wickelgeschwindigkeit, Spannung und Ausrichtung haben einen wichtigen Einfluss auf die Leistung und Qualität der Batterie.

Advantages and highlights: Advanced winding equipment can achieve high-precision winding control, ensure the tight fit between the positive and negative electrodes and the separator, reduce internal voids, and improve the energy density of the battery. Reasonably adjusting the winding speed and tension can not only ensure production efficiency but also avoid excessive stretching or loosening of materials and improve the performance stability of the battery. Good alignment makes the current distribution inside the battery more uniform and reduces the risk of local overheating and damage.

 

8. Einsetzen des Gehäuses Der Prozess des Einsetzens des Gehäuses ist ein wichtiges Glied in der Batterieproduktion. Das Einsetzen der Batteriezelle in das Batteriegehäuse kann die Batteriezelle schützen und die Sicherheit und Leistungsstabilität gewährleisten. Der Prozess umfasst die Montage der Batteriezelle, die Montage des Batteriegehäuses, das Auftragen des Dichtungsmittels, das Platzieren der Batteriezelle, das Verschließen des Batteriegehäuses und die Fixierung des Schweißens.

Advantages and highlights: The carefully designed battery case can effectively protect the battery cell from the influence of the external environment and improve the safety of the battery. The application of sealant ensures the tightness of the battery and prevents moisture and impurities from entering, prolonging the service life of the battery. The precise assembly process and welding fixation ensure the firmness of the battery structure and improve the impact resistance and vibration resistance of the battery.

 

9. Punktschweißen Beim Batteriepunktschweißverfahren wird das Elektrodenmaterial auf dem Batteriebauteil mit dem leitfähigen Band verschweißt. Nach dem Prinzip der Widerstandserwärmung wird bei der sofortigen Hochtemperaturerwärmung das Schweißmaterial zu einer Lötstellenverbindung geschmolzen. Der Prozessablauf umfasst Vorbereitungsarbeiten, das Einstellen von Schweißparametern, den Einbau von Batteriekomponenten, das Schweißen, das Überprüfen der Schweißqualität und das Nacharbeiten oder Schleifen. Das Punktschweißverfahren wird kontinuierlich optimiert und weiterentwickelt. Zum Beispiel die Einführung von Roboterschweißtechnologie zur Verbesserung der Effizienz und die Optimierung von Parametern zur Verbesserung von Qualität und Stabilität.

Advantages and highlights: The spot welding process can achieve fast and reliable connections and ensure good conductivity between the electrode and the conductive strip. Accurately set welding parameters can control the welding temperature and time to avoid excessive damage to battery materials. The application of robot welding technology improves the precision and efficiency of welding and reduces human errors. Strict welding quality inspection ensures the quality of each solder joint and improves the overall performance and reliability of the battery.

 

10. Backen Durch das Einheizen der Batterie wird Feuchtigkeit innerhalb und außerhalb der Batterie entfernt, um die Stabilität und Zuverlässigkeit zu verbessern. Es hilft auch bei der Schweißzirkulation und simuliert den Alterungsprozess der Batterie. Der spezifische Prozess umfasst die Temperatureinstellung, das Erhitzen und Vorwärmen, das stabile Backen, das Abkühlen und Abschalten sowie die Inspektion und Überprüfung.

Advantages and highlights: Reasonable temperature setting and baking time can thoroughly remove moisture in the battery, reduce the humidity inside the battery, and improve the insulation performance and stability of the battery. The baking process helps the welding points fully solidify and improves the welding quality. Simulating the battery aging process can detect potential problems in advance and ensure the reliability of the battery during use. The cooling and inspection verification steps ensure that the performance of the battery after baking meets the requirements.

 

11. Injektion von Flüssigkeiten Bei der Batterieherstellung steuert die Flüssigkeitseinspritzung die Menge und die Einspritzzeit des flüssigen Elektrolyten und injiziert den Elektrolyten aus der Einspritzöffnung in die Batterie. Ziel ist es, einen Ionenkanal zu bilden, um die reversible Zirkulation von Lithium-Ionen zwischen den positiven und negativen Elektrodenschichten zu gewährleisten. Der Prozessablauf umfasst die Vorbehandlung, die Flüssigkeitsinjektion, die Platzierung und die Detektion.

Advantages and highlights: Precise control of the injection amount and speed can ensure the uniform distribution of the electrolyte inside the battery and form a good ion channel. The pretreatment process removes impurities and residual electrolyte inside the battery and improves the quality of liquid injection. Reasonable control of the placement time allows the electrolyte to fully penetrate into the battery interior and improve the performance of the battery. Strict detection ensures that the liquid injection quality meets the requirements and guarantees the reliability of the battery.

 

12. Schweißen der Kappe Das Schweißkappenverfahren fixiert den Batteriedeckel auf der Batterie, um das Innere der Batterie vor Beschädigungen zu schützen und die sichere Isolierung der positiven und negativen Elektroden zu gewährleisten. Mit der Entwicklung der Technologie werden Schweißgeräte und -technologie kontinuierlich optimiert, um Kosten zu senken und die Leistung zu verbessern.

Advantages and highlights: High-quality battery caps can effectively protect the internal structure of the battery and prevent external factors from causing damage to the battery. Advanced welding equipment and technology ensure a firm connection between the cap and the battery and improve the sealing and safety of the battery. The optimized process reduces production costs while improving the performance and reliability of the battery.

 

13. Reinigung Bei der Reinigung der Batterieherstellung werden Schmutz, Verunreinigungen und Rückstände auf der Batterieoberfläche entfernt, um die Leistung und Lebensdauer der Batterie zu verbessern. Zu den Reinigungsmethoden gehören die Tauchmethode, die Sprühmethode und die Ultraschallreinigungsmethode.

Advantages and highlights: The immersion method can fully soak battery components and remove stubborn dirt on the surface. The spraying method can quickly wash off surface impurities and improve cleaning efficiency. The ultrasonic cleaning method uses the vibration of ultrasonic waves to penetrate into the fine pores of battery components and thoroughly remove dirt and residues. The combination of multiple cleaning methods ensures the cleanliness of the battery and improves the performance and reliability of the battery.

 

14. Trockene Lagerung Die trockene Lagerung sorgt für ein trockenes und feuchtigkeitsfreies Innenraumklima der Batterie. Feuchtigkeit beeinträchtigt die Leistung und Lebensdauer der Batterie und führt sogar zu Sicherheitsunfällen. Zu den Umgebungsanforderungen gehören eine Temperaturregelung bei 20 - 30 °C, eine Feuchtigkeitsregelung von 30 - 50 %, und die Partikelkonzentration der Luftqualität sollte nicht höher als 100.000 Partikel/Kubikmeter sein und gefiltert werden. Es werden zwei Methoden der Vakuumtrocknung und der Ofentrocknung angewendet.

Advantages and highlights: Strictly controlled temperature and humidity conditions can effectively prevent the battery from getting damp and keep the battery's performance stable. A low particle concentration environment reduces pollution to the battery and improves the quality of the battery. The two methods of vacuum drying and oven drying can be selected according to different battery types and requirements to ensure the drying effect and improve production efficiency.

 

15. Erkennen der Ausrichtung Die Batterieausrichtung bezieht sich auf die Genauigkeit der relativen Positionen und Winkel der internen Komponenten, die mit der physikalischen Struktur, der elektrochemischen Leistung und der Sicherheit der Batterie zusammenhängt. Der Detektionsprozess umfasst die Vorbereitungsphase, die Positionierung der zu testenden Batterie, die Aufnahme von Bildern, die Bildverarbeitung, die Kantenerkennung, die Berechnung der Ausrichtung, die Bestimmung der Ausrichtung und die Aufzeichnung der Ergebnisse. Unterschiedliche Batterietypen und Anwendungsszenarien haben unterschiedliche Anforderungen an die Ausrichtung. So liegt die beidseitige Ausrichtung von Lithium-Batterien in der Regel innerhalb von 0,02 mm.

Advantages and highlights: High-precision detection equipment and methods can accurately measure the alignment of battery internal components and ensure the stability of the battery's physical structure. Good alignment can improve the electrochemical performance of the battery and reduce the risk of internal short circuits. Strict alignment standards ensure the quality and safety of the battery and meet the needs of different application scenarios.

 

16. Codierung von Groß- und Klein Die Gehäusecodierung markiert variable Informationen wie Produktchargennummer, Barcode und QR-Code auf dem Batteriegehäuse, um die Rückverfolgbarkeit und Identifizierung des Produkts zu gewährleisten. Zu den Codierungsanforderungen gehören der genaue Inhalt, die genaue Position, die klare Qualität, die geeignete Tintenhaftung und die Trocknungszeit.

Advantages and highlights: Clear and accurate coding content facilitates product traceability and management and improves the controllability of the production process. The precise coding position ensures the aesthetics and readability of the coding information. High-quality coding effects ensure the recognition rate of barcodes and QR codes, facilitating the circulation and sales of products. Appropriate ink adhesion and drying time ensure the durability of the coding and are not easy to wear and fall off.

 

17. Formation Die Formation, auch Aktivierung genannt, ist ein wichtiger Prozess in der Batterieherstellung. Durch Lade- und Entlademethoden werden die elektrochemisch aktiven Substanzen im Inneren der Batterie aktiviert, um einen stabilen Festelektrolyt-Grenzflächenfilm (SEI-Film) zu bilden, der einen leistungsstarken und sicheren Betrieb der Batterie gewährleistet. Es umfasst Schritte wie das Formen des SEI-Films während der ersten Ladung, das Laden mit Stufenstrom zur Verbesserung der Effizienz sowie das Entladen und Wiederaufladen, um die Leistung zu testen.

Advantages and highlights: The first charge in the formation process can effectively activate the active substances inside the battery and form a stable SEI film, improving the storage performance, cycle life, rate performance and safety of the battery. The stepped current charging method not only improves production efficiency but also ensures the uniformity and stability of the SEI film. The process of discharging and recharging can further test the performance of the battery and ensure that the quality of the battery meets the requirements.

 

18. OCV-Messung OCV ist die Potentialdifferenz zwischen der positiven und der negativen Elektrode der Batterie im offenen Stromkreis, die den internen elektrochemischen Zustand der Batterie widerspiegelt und in engem Zusammenhang mit dem Ladezustand, der Kapazität und dem Gesundheitszustand steht. Das Messprinzip besteht darin, die externe Last zu trennen und zu warten, bis die interne chemische Reaktion der Batterie ein Gleichgewicht erreicht hat, und dann die Leerlaufspannung zu messen. Zu den Methoden gehören ein statisches Prüfverfahren, ein Schnelltestverfahren und ein Lade-Entlade-Zyklus-Prüfverfahren.

Advantages and highlights: Accurate OCV measurement can provide an important basis for battery performance evaluation, life prediction and fault detection. The static test method is simple and easy to implement and can accurately reflect the real state of the battery. The rapid test method can shorten the test time and improve production efficiency. The charge-discharge cycle test method can more comprehensively evaluate the performance and stability of the battery and provide strong support for battery quality control.

 

19. Lagerung bei normaler Temperatur Die Lagerung bei normaler Temperatur ist ein Bindeglied, um die Stabilität der Batterieleistung und -qualität zu gewährleisten. Für die kurzfristige Lagerung wird die Temperatur auf -20 °C bis 35 °C geregelt und die Luftfeuchtigkeit beträgt 65±20 % relative Luftfeuchtigkeit; Bei langfristiger Lagerung beträgt die Temperatur 10 °C bis 25 °C, die Luftfeuchtigkeit ist gleich und 50 % - 70 % des Stroms müssen geladen werden, und es ist ein regelmäßiges Laden und Entladen erforderlich. Die Lagerumgebung sollte trocken, frei von korrosiven Gasen, gut belüftet und fern von Wasserquellen, Feuerquellen und hohen Temperaturen sein.

Advantages and highlights: Reasonable temperature and humidity control can keep the battery's performance stable and prolong the service life of the battery. Charging an appropriate amount of electricity and regular charge and discharge can prevent irreversible capacity loss caused by excessive self-discharge of the battery. A good storage environment can avoid the battery being affected by external factors and ensure the safety and reliability of the battery.

 

20. Einstufung der Kapazität Bei der Einstufung der Batteriekapazität werden Batterien nach Kapazität und Leistung sortiert und gesiebt. Durch das Laden und Entladen zur Aufzeichnung von Daten werden Daten wie die Kapazität und der Innenwiderstand jeder Batterie erhalten, um die Qualitätsstufe zu bestimmen. Zu den Zwecken gehören Qualitätsscreening, Kapazitätsanpassung, Spannungsausgleich, Gewährleistung der Sicherheit und Verbesserung der Effizienz.

Advantages and highlights: The capacity grading process can accurately screen out batteries with inconsistent quality and ensure that every battery that reaches consumers is a high-quality product that has been strictly tested. Capacity matching can improve the effect of multi-battery combination use and improve overall performance. Voltage balancing can guarantee the performance and lifespan of lithium battery packs. Through capacity grading, abnormalities in the production process can be found to avoid potential safety hazards and improve the charge and discharge efficiency of the battery.

 

21. Endgültiger Prozess Inspektion des Aussehens, Codierung, Scannen der zweiten Inspektion, Verpackung und Lagerung von Fertigprodukten. Der Herstellungsprozess von Lithiumbatterien ist komplex und akribisch. Jeder Prozess hängt mit der Leistung und Qualität der Batterie zusammen. Vom Mischen der Rohstoffe bis zur Endkontrolle des Produkts verkörpert jedes Glied die Kraft der Technologie und den Geist der Handwerker.

As a leader in the industry, Yixinfeng has always been committed to providing advanced equipment and solutions for lithium battery manufacturing. Our new equipment has demonstrated excellent performance and advantages in all aspects of lithium battery manufacturing. Whether it is high-efficiency and precise coating equipment, stable and reliable winding equipment, or intelligent detection equipment, it can bring higher efficiency, better quality and stronger competitiveness to your lithium battery production. Choosing Yixinfeng is choosing quality and innovation. Let's join hands to create a better future for lithium battery manufacturing.

Flexible Laser-Stanzmaschine (speziell für Klingen und gestapelte Batterien) Bei der laserflexiblen Stanzmaschine handelt es sich um ein Gerät, das Lasertechnologie für die Stanzbearbeitung verwendet. Es erzeugt eine hohe thermische Energie durch die Fokussierung des Laserstrahls, um Materialien zu schneiden. Es hat hohe Qualität, hohe Präzision, hohe Effizienz, ist einfach zu bedienen und hat eine hohe Sicherheit. Es kann mit einem Schlüssel gewechselt werden und ist kostengünstig.

Ausrüstung zur Oberflächenbehandlung von Laserpolstücken Die Laserritztechnologie kann die Retentionsrate des Batteriezyklus verbessern und den Innenwiderstand der Batterie reduzieren, die Energie pro Flächeneinheit der Batterie erhöhen und die Energiedichte und -rate verbessern.

Integrierte Maschine zum Laserstanzen, Wickeln und Glätten (großer Zylinder φ18650 - φ60140) Yixinfeng entwickelt unabhängig ein Laserschneidsystem mit absolutem POS-Energiefolgealgorithmus. Die stabile Produktionsgeschwindigkeit beträgt 120 m/min. Die integrierte Maschine kann durch Stanzen angepasst werden und ist mit der Wicklung von AB-Batteriezellen kompatibel. Es hat einen großen Kompatibilitätsbereich. Dieses Gerät kann alle Modelle von Batteriezellen herstellen, z. B. 18/21/32/46/50/60.

Ear Scrap Collection and Compaction Integrated Machine
This waste cabinet is a storage and extrusion integrated machine developed by our company specifically for the collection and compression of waste generated during the slitting or die-cutting process of positive and negative electrode materials for lithium batteries. It has the characteristics of simple operation, convenient waste discharge, small floor area, stable operation, and low noise. During the production process of lithium batteries, a certain amount of ear scrap will be generated. If it cannot be effectively collected and processed, it may affect the cleanliness of the production environment and may even cause safety hazards. By using the ear scrap collection and compaction integrated machine, waste on the production line can be cleaned up in time to keep the production environment clean and tidy, which is conducive to improving the safety and stability of production. Moreover, a relatively efficient waste collection method can reduce labor costs and time costs. From the perspective of resource recycling, compacted ear scrap is more convenient for subsequent processing and reuse, which is conducive to the recycling of resources and conforms to the concept of sustainable development.

Filter Element Automatic Cleaning Machine
The filter element automatic cleaning machine is a device used to clean filter elements. It usually uses a variety of technologies and functions to achieve efficient and thorough cleaning effects. The filter element automatic cleaning machine has the characteristics of simple operation and efficient cleaning, which can reduce costs and increase the service life of filter elements. It plays an important role in maintaining the good performance of lithium battery production equipment, ensuring product quality, controlling costs, and promoting the sustainable development of the industry.

Dust Removal Machine for Thousand-Grade Chip Manufacturing
This equipment adopts an online dust cleaning method. Through pulsed high-speed and high-pressure injection airflow to generate pressure bulging and micro-vibration to achieve the purpose of dust removal, and it repeats and circulates continuously. The dust removal machine for thousand-grade chip manufacturing provides a clean, safe, and stable environment for the production of lithium batteries by controlling dust, and plays an important supporting role in improving the quality, performance, and production efficiency of lithium batteries.