Comment fabriquer une pile carrée avec une cosse de pile pleine - une introduction détaillée

La batterie 4680 est une nouvelle génération de batteries cylindriques d'un diamètre de 46 mm et d'une hauteur de 80 mm fabriquées par Tesla, qui est également l'un des principaux fabricants de batteries. Les 20 premiers fabricants mondiaux de piles à poche. Par rapport à d'autres batteries cylindriques. 

La batterie 4680 adopte la conception des languettes de batterie sans électrodes, également connues sous le nom de languettes de batterie complète. La batterie tire directement le courant du collecteur de courant sur le positif/la cathode, ce qui augmente considérablement le trajet du courant et raccourcit la distance entre les languettes, améliorant ainsi considérablement la puissance de la batterie. En fait, la batterie à enroulement carré possède également une structure de conception à cosses complètes.

Conception de l'ergot de la batterie complète

Comme le montre la figure, la méthode couramment utilisée pour améliorer le taux de charge de la batterie dans la conception structurelle de la batterie au lithium de puissance à enroulement carré consiste à modifier le chemin de circulation du courant dans le collecteur de courant et à augmenter la zone de transport du courant de la cosse de la batterie. Il existe deux schémas principaux : le premier est le schéma de conception de la cosse de batterie complète et le second est le schéma de conception de la cosse de batterie multiple.

Le schéma de la cosse de batterie complète ne nécessite pas de découpe du collecteur de courant non revêtu, et la partie vierge du positif ou de la cathode est soudée à la cosse de batterie par soudage ultrasonique, et le processus d'assemblage et de soudage est plus simple. Cet article présente brièvement le processus d'assemblage de la batterie carrée à cosses complètes.

Enroulement

Lorsque la batterie est bobinée avec une cosse de batterie complète, la disposition de la cosse de batterie et du diaphragme est illustrée sur la figure. Le côté vierge (14) du matériau de cathode (40) est soudé sur les fluides conducteurs positif et négatif en tant que cosse, respectivement, et les pièces positives et cathodiques sont séparées par un diaphragme (170), et les cathodes positives et cathodiques s'échappent respectivement des deux côtés du noyau d'enroulement. Le collecteur de courant de la cathode est directement connecté aux cathodes positive et négative de la batterie par l'intermédiaire du collecteur de courant.

Du point de vue de la cosse de batterie, les caractéristiques de puissance de la batterie sont améliorées, de sorte que la distance parcourue par le courant est courte et que la distribution de la densité de courant est uniforme à des taux élevés, ce qui permet d'obtenir une densité de puissance élevée et une faible génération de chaleur de la cosse de batterie.

Pendant le processus d'enroulement, une certaine tension est appliquée à la membrane pour assurer l'ordre entre la feuille d'anode, la membrane et la feuille de cathode.

Le rétrécissement de la membrane dans le sens de défilement de la bande est important, ce qui fait que la membrane comprime fortement les pièces de l'oreille de la batterie, entraînant la déformation de l'élément de batterie après le bobinage.

Comme le montre la figure, cela peut entraîner des problèmes de qualité tels qu'une autodécharge rapide, une faible capacité et des performances de cyclage médiocres, avec des problèmes de déformation évidents pour les enroulements plus épais.

En outre, la mauvaise consistance de l'épaisseur des cellules à l'état libre affecte le processus d'insertion des cellules, augmente la difficulté du processus et peut endommager les cellules lorsqu'elles entrent dans l'étui. C'est pourquoi le contrôle de la tension d'enroulement est très important.

Lors de l'expérimentation du processus d'enroulement, le noyau doit subir de nombreux tests pour garantir la qualité du produit :

Dimensions de la cellule

Y compris la hauteur, la largeur, l'épaisseur, la largeur et la position du ruban, l'uniformité des collecteurs de découpes, etc. Ces dimensions peuvent être mesurées directement et sont liées au processus d'enroulement et à la précision de l'équipement.

Longueur de la pièce de fixation de la batterie et du diaphragme

Pour que les ions lithium diffusés par l'anode soient reçus et intégrés de manière correspondante dans la cathode, cette dernière doit envelopper complètement l'anode et présenter une certaine marge de taille. Afin d'éviter les courts-circuits, le diaphragme doit être enveloppé par la cathode.

La cellule enroulée doit garantir que la cathode dispose d'une marge par rapport à l'anode dans le sens de la longueur, et le diaphragme doit également envelopper la cathode. La position relative des cosses de batterie est très importante, y compris la longueur du diaphragme, la position relative entre les cathodes positives et les cathodes, et la taille relative avec la cathode. Les spécifications du revêtement des pièces de la cosse de la batterie, le processus d'enroulement, etc. influencent la taille.

Largeur de la pièce de fixation de la batterie

Dans le sens de la largeur, la cathode doit dépasser l'anode d'une certaine marge, et le diaphragme doit dépasser la cathode d'une certaine marge. L'alignement dans le sens de la largeur est déterminé par la précision du processus d'enroulement. Lorsque la précision est élevée, la taille de la marge est plus petite et la densité énergétique de la batterie est plus élevée.

Toutefois, pour éviter les risques potentiels et réduire le facteur de sécurité de la batterie, la précision du processus doit être assurée. L'alignement des cosses de batterie de chaque couche du noyau est généralement détecté par des rayons X aux quatre coins du noyau. Lorsque la taille relative de la largeur entre les cathodes positives et les cathodes ne répond pas aux exigences, l'équipement déclenche automatiquement une alarme et rejette les produits défectueux.

La qualité du noyau d'enroulement

Au cours du traitement des cosses de batterie, les cosses de batterie défectueuses, telles que le revêtement unilatéral et la feuille de fuite, sont marquées, et les cosses de batterie individuelles sont enroulées et rejetées lors de l'enroulement.

Cependant, des morceaux de cosses de batterie défectueux apparaissent encore souvent dans le noyau d'enroulement, et la qualité du noyau d'enroulement peut être vérifiée afin d'éliminer les produits non qualifiés, ce qui permet de mieux garantir la qualité.

La principale raison de l'inspection anormale de la qualité est que les produits défectueux sont fabriqués pendant le traitement des cosses de batterie, par exemple la densité de la surface du revêtement ne répond pas aux exigences, le revêtement d'une seule face, les cosses de batterie présentent des défauts tels que le ruban adhésif.

L'ergot de la batterie permet d'éliminer les bavures.

Le coupe-batterie s'usera longtemps, ce qui affectera l'effet de coupe. C'est pourquoi il faut gérer la durée de vie de la fraise et vérifier régulièrement la qualité de la coupe pour éviter les bavures. Le processus général d'observation des bavures de coupe est le suivant : prendre la pièce coupée, observer la surface de coupe au microscope optique et détecter la présence d'une bavure.

En ce qui concerne la norme de contrôle des bavures, la taille des bavures est généralement inférieure à la moitié de l'épaisseur du diaphragme, mais certains fabricants ont des exigences de contrôle plus strictes, et les bavures ne dépassent pas le revêtement.

Autres défauts à l'intérieur du noyau

Telles que la flexion de la pièce d'attache de la batterie, le revêtement des surfaces yin et yang, les matières étrangères, etc.

Pré-compression du noyau

Les cosses positives et négatives de la batterie et les diaphragmes sont assemblés en un noyau de base par enroulement. Ensuite, les cellules sont généralement précontraintes et mises en forme.

Le noyau est mis en forme par au moins un pressage à chaud et/ou au moins un pressage à froid. Le processus de mise en forme avant compression est le suivant : placer les cellules enroulées ou laminées sur le gabarit, régler la pression du cylindre amplificateur et la température du gabarit,

Ensuite, les gabarits supérieur et inférieur façonnent les cellules sous une certaine pression et à une certaine température, de sorte que l'épaisseur des cellules est constante, l'élasticité des cellules est réduite, le taux de qualification des cellules est réduit et la constance de l'épaisseur des cellules finies est assurée.

La température de pressage à chaud est de 70～100℃, la durée est de 30～120s et la pression à cœur est de 0,1～1MPa. Les principaux objectifs du thermoformage de cellules sont les suivants :

(1) Améliorer la planéité des batteries lithium-ion, de sorte que l'épaisseur des cellules réponde aux exigences et présente une grande cohérence.

(2) Éliminer les plis du diaphragme, chasser l'air à l'intérieur de la batterie, faire en sorte que le diaphragme et les pièces positives et négatives de la batterie s'emboîtent étroitement, raccourcir la distance de diffusion des ions lithium et réduire la résistance interne de la batterie.
Lors de l'expérience du processus de pré-pressage, les éléments de détection comprennent principalement la rupture de l'ergot de la batterie, l'épaisseur du diaphragme et le changement de la perméabilité à l'air ; l'épaisseur de la cellule répond aux exigences d'entrée dans la coque, etc.

La structure microporeuse du diaphragme est un canal important pour les ions qui entrent et sortent des cathodes positives et des cathodes. La perméabilité au gaz de la membrane affecte directement les performances de la batterie. La perméabilité au gaz de la membrane se réfère à la quantité de gaz que la membrane traverse sous une certaine pression temporelle.

Si la perméabilité à l'air de la membrane n'est pas bonne, cela affectera le transfert des ions lithium entre les cathodes positives et les cathodes, ce qui affectera la charge et la décharge de la batterie au lithium-ion.

Au cours du processus de pressage à chaud, la membrane peut être fortement comprimée, son épaisseur est fortement modifiée, les micropores sont bloqués et la membrane devient transparente à l'œil nu. transmission.

Si la pièce d'ancrage de la pile enroulée est relativement fragile, la pile est sujette à des chutes de poudre ou même à des ruptures pendant le pressage et le façonnage à chaud, ce qui augmentera la résistance interne de la pile parce que la transmission des électrons est limitée.

Le thermoformage des cellules doit éviter cela. Ces deux aspects impliquent que plus la pression de pressage à chaud est faible, mieux c'est, et plus le temps est court, mieux c'est.

D'autre part, la mise en forme par pressage à chaud doit donner la forme de la cellule, l'épaisseur de la cellule répond aux exigences du processus, l'élasticité de la cellule est réduite et l'uniformité de l'épaisseur de la cellule finie est assurée. Par conséquent, les paramètres du processus, tels que la pression, la durée et la température, doivent être optimisés.

Essai d'isolation à tension résistante

En général, lorsque la cellule est pressée à chaud et mise en forme, le test de tension de résistance de l'isolation est effectué sur la cellule en même temps pour détecter la présence d'un microcircuit à l'intérieur de la cellule. S'il y a de minuscules particules métalliques étrangères à l'intérieur de la cellule, lorsque la cellule est pressée, le diaphragme de la cellule est percé, et il est facile de détecter les produits défectueux à microcircuit.

Le test de tension de tenue à l'isolement utilise généralement une jauge de sécurité. Pendant le test, l'instrument applique une tension à la cellule, cette tension dure pendant une période de temps spécifiée, puis vérifie si le courant de fuite est maintenu dans la plage spécifiée et juge que les cathodes positives et cathodiques de la cellule n'ont pas de court-circuit. En général, la tension appliquée est représentée sur la figure :

①Dans un certain temps t1, appliquer une tension à la cellule de 0 à U.
②La tension U est maintenue pendant un certain temps jusqu'à t2.
③ Une fois l'essai terminé, couper la tension d'essai et décharger la capacité parasite de la cellule.

Lors du test, comme les cosses positive et négative de la batterie sont proches l'une de l'autre, seul le diaphragme est séparé par 15-30 μm, et une certaine capacité (capacité parasite) se formera à l'intérieur de la cellule nue.

En raison de l'existence d'une capacité, la tension d'essai doit commencer à "zéro" et augmenter lentement pour éviter un courant de charge excessif. Plus la capacité est grande, plus le temps de montée en puissance t1 est long et plus la tension qui peut être augmentée en une seule fois est faible.

Si le courant de charge est trop important, le testeur fera certainement une erreur d'appréciation et le résultat du test sera incorrect. Une fois que la capacité parasite de la cellule testée est entièrement chargée, seul le courant de fuite réel subsiste. Étant donné que le test de tension de tenue au courant continu charge la cellule testée, veillez à décharger la cellule testée après le test.

Le diaphragme a une certaine résistance à la tension. Lorsque la tension de charge est trop élevée, le diaphragme peut définitivement se briser et un courant de fuite se forme. Par conséquent, la tension d'essai de l'isolation de la cellule doit tout d'abord être inférieure à la tension de claquage. Comme le montre la figure, lorsqu'il n'y a pas de corps étrangers entre les cathodes positives et les cathodes, le courant de fuite est inférieur à la valeur spécifiée sous la tension d'essai, et la cellule est jugée qualifiée.

Si des corps étrangers d'une certaine taille se trouvent entre les cathodes positives et les cathodes, le diaphragme est comprimé, la distance entre les cathodes positives et les cathodes est réduite et la tension de claquage entre les cathodes positives et les cathodes diminue. Si la même tension est toujours appliquée, le courant de fuite peut dépasser la valeur d'alarme définie.

En définissant des paramètres tels que la tension d'essai, il est possible d'analyser statistiquement et d'évaluer la taille des corps étrangers à l'intérieur de la cellule. Ensuite, en fonction de l'état réel de la production du produit et des exigences de qualité, les paramètres d'essai peuvent être définis pour formuler des normes d'évaluation de la qualité.

Dans le test, les principaux paramètres sont le temps de montée en tension t1, le temps de maintien de la tension t2, la tension de charge U et le courant de fuite de l'alarme. Comme indiqué ci-dessus, t1 et U sont liés à la capacité parasite de la cellule. Plus la capacité est grande, plus le temps de montée en tension t1 est long et plus la tension de charge U est faible.

En outre, U est également lié à la résistance à la tension de la membrane elle-même. En général, plus la membrane est fine, plus la tension de résistance est faible, et la tension d'essai U doit également être plus faible. Le réglage du courant d'alarme doit tenir compte du courant de charge du condensateur. Plus le courant de charge est important, plus le courant d'alarme doit être élevé. Dans le cas contraire, il y aura des erreurs de jugement et le produit qualifié sera jugé comme non qualifié, ce qui affectera le taux de qualification du produit.

Lorsque la teneur en humidité du diaphragme est élevée, il est facile de former un courant de fuite important. La présence de corps étrangers à l'intérieur de la cellule d'essai provoque un court-circuit interne et le diaphragme se brise, comme le montre la figure.

Par conséquent, l'essai de tension de tenue à l'isolement de la cellule nue est une étape importante de l'inspection du processus de production, qui permet de détecter les produits non qualifiés et d'améliorer le facteur de sécurité du produit de batterie final. Le test proprement dit doit prendre en compte de nombreux facteurs tels que le réglage des paramètres, la norme de jugement, etc.

Soudage des cosses de batterie

Comme le montre la figure, assemblez le couvercle supérieur et soudez le collecteur de courant positif vierge et la barre omnibus positive par soudage au laser ou par résistance.
Souder le collecteur de courant de l'ébauche de cathode et la barre de bus de la cathode. Lorsque la capacité de conception est relativement importante, les deux noyaux d'enroulement peuvent être connectés en parallèle.

Lors du soudage, plusieurs noyaux d'enroulement peuvent d'abord être soudés ensemble en parallèle, ou chaque noyau d'enroulement peut être soudé séparément (par exemple, deux noyaux d'enroulement sont soudés sur 232 barres omnibus respectivement), et plusieurs noyaux d'enroulement peuvent être connectés en parallèle après le soudage au laser.

Le processus de soudage doit sélectionner le laser approprié et les paramètres du processus de soudage en fonction du matériau actuel du collecteur, de sa forme, de son épaisseur, des exigences en matière de tension, etc. La vitesse de soudage, la forme d'onde, la valeur de crête, la pression de la tête de soudage, etc. permettent de définir des paramètres de soudage raisonnables afin de garantir que l'effet de soudage final répond aux exigences de la batterie d'alimentation.

Le couvercle supérieur est tel qu'illustré dans la figure. Sa structure se compose principalement de la plaque du couvercle supérieur, des cosses positives et négatives de la batterie, du dispositif antidéflagrant, de l'orifice d'injection de liquide, etc. En général, la partie de la cosse de la batterie comprend un dispositif de basculement (OSD), une structure de coupure de courant (CID) et un dispositif de court-circuit. (Fuse) et d'autres institutions.

En général, le couvercle supérieur de la batterie comporte deux perforations correspondant à la patte positive et à la patte négative de la batterie. La patte positive de la batterie est isolée électriquement de la feuille du couvercle supérieur et un composant de court-circuit est placé près de la patte négative de la batterie.

Lorsque la pression interne de la batterie augmente, la partie en court-circuit se déplace vers le haut, ce qui fait que les cathodes positives et les cathodes de la batterie forment une boucle, et un courant important est généré dans la boucle, de sorte que les pièces de connexion sont fusionnées, coupant ainsi le circuit principal.

Envelopper le film isolant et le placer dans le boîtier

Enveloppez un film isolant entre la soudure au laser et la coque, et utilisez le film isolant pour couvrir le noyau d'enroulement de la cosse de la batterie de soudure, comme indiqué sur la figure, y compris :

(1) L'épaisseur du film isolant en contact avec les barres omnibus positives et négatives doit être plus importante, par exemple, pas moins de 0,1 mm ; (2) L'épaisseur du reste du film isolant sur le noyau d'enroulement peut être plus fine, par exemple 0,05 mm. Ensuite, mettez le noyau dans le boîtier, comme le montre la figure 11.

Soudage au laser du couvercle

Le couvercle supérieur et la coque sont soudés au laser, comme le montre l'image. Le soudage au laser présente de nombreux avantages, tels qu'une densité d'énergie élevée, une bonne stabilité de la puissance, une grande précision de soudage et une intégration facile du système.

Le joint de soudure du couvercle supérieur est le joint de soudure le plus long de la batterie carrée en aluminium, et c'est également le joint de soudure qui prend le plus de temps à souder. La vitesse de soudage est relativement faible, le cycle thermique de la soudure est relativement long, le bain de fusion a suffisamment de temps pour s'écouler et se solidifier, le gaz de protection peut bien couvrir le bain de fusion et il est facile d'obtenir une soudure lisse, complète et cohérente.

L'accélération du cycle thermique de soudage raccourcit, le processus de fusion du métal est plus intense, les projections augmentent, l'adaptation aux impuretés est pire et il est plus facile de former des trous de projection. En même temps, la réduction du temps de solidification du bain de fusion rendra la surface de la soudure rugueuse et uniforme.

Lorsque le point laser est petit, l'apport de chaleur n'est pas important et les projections peuvent être réduites, mais la profondeur et la largeur de la soudure sont relativement importantes et la largeur de la soudure n'est pas suffisante ; lorsque le point laser est grand, il faut augmenter la puissance du laser pour augmenter la largeur de la soudure. Toutefois, cela entraîne une augmentation des projections de soudure et une mauvaise qualité de formation de la surface de soudure.

À l'heure actuelle, la coque de la batterie et le couvercle supérieur sont principalement fabriqués en alliage d'aluminium, et la difficulté du soudage réside dans le fait que la réflectivité de l'alliage d'aluminium au laser est extrêmement élevée. Pendant le processus de soudage, la sensibilité des pores est élevée, et certains défauts se produiront inévitablement pendant le soudage, les plus importants étant les pores, les fissures à chaud et les explosions.

Lors de l'expérience de soudage, l'aspect de la soudure, la résistance de la soudure (méthode de traction), la taille et la morphologie du bain de fusion (observation métallographique) et l'étanchéité sont généralement vérifiés. En outre, après le soudage, les rayons X sont utilisés pour inspecter diverses parties de l'intérieur de la batterie.

Injection et pré-remplissage

Après le séchage de la batterie, l'injection de liquide et la précharge sont effectuées. Le processus d'injection de liquide et de précharge est illustré dans la figure.

Les paramètres spécifiques du processus sont les suivants

Une injection

Pour la première injection, le volume injecté est de 80% de l'électrolyte total. La machine d'injection évacue d'abord l'électrolyte pour éliminer les bulles d'air, puis la chambre de la batterie, et enfin l'azote est injecté sous pression. À l'intérieur de la batterie, l'électrolyte est automatiquement injecté deux fois.

Mise sous vide

Une fois l'injection de liquide terminée, mettez la batterie sous vide pendant 3 minutes pour permettre à l'électrolyte de s'infiltrer complètement.

A température ambiante

l'électrolyte continue à s'infiltrer dans les pores de la pièce de fixation de la batterie.

Ouverture de la précharge

L'équipement de charge et de décharge est placé dans une salle de précharge avec un point de rosée ambiant de -60 °C, et le ventilateur d'extraction intérieur est utilisé pour évacuer l'air, et l'air sec est continuellement renouvelé. La procédure de précharge est de 0,2C pendant 60 minutes, et le SOC est d'environ 20%.

Recharge secondaire

injecter 20% du volume total d'électrolyte, et aspirer à nouveau pendant 2 minutes.

Le rôle de l'électrolyte de la batterie au lithium est de conduire les ions entre les cathodes positives et les cathodes, agissant comme un moyen de charge et de décharge, tout comme le sang du corps humain. La manière d'infiltrer complètement et uniformément l'électrolyte dans la batterie au lithium est devenue une question importante.

Par conséquent, le processus d'injection de liquide est un processus très important, qui affecte directement les performances de la batterie. L'injection de liquide est divisée en deux étapes : 1) l'injection de liquide, qui injecte l'électrolyte dans la batterie ; 2) l'infiltration, qui absorbe l'électrolyte injecté dans la cellule de la batterie, ce qui prend beaucoup de temps et augmente considérablement le coût de production des batteries lithium-ion.

Comme le montre la figure, l'électrolyte est injecté dans la chambre scellée par la pompe quantitative, la batterie est placée dans la chambre d'injection de liquide, puis la pompe à vide évacue la chambre d'injection de liquide, et un environnement sous vide est également formé à l'intérieur de la batterie.

Insérez ensuite la buse d'injection dans le port d'injection de la batterie, ouvrez la valve d'injection d'électrolyte et pressurisez la chambre d'électrolyte avec de l'azote à 0,2-1,0 Mpa, maintenez la pression pendant un certain temps, puis purgez la chambre d'injection à la pression normale.

Enfin, laisser reposer pendant une longue période (2-36h), afin que l'électrolyte puisse s'infiltrer complètement dans les matériaux positifs et négatifs de la batterie et du diaphragme. Lorsque l'injection est terminée, la batterie est scellée et l'électrolyte pénètre théoriquement dans le diaphragme et les électrodes par le haut de la batterie.

Mais en fait, une grande quantité d'électrolyte s'écoule et s'accumule au fond de la batterie, puis pénètre dans les pores du diaphragme et de l'électrode par pression capillaire, comme le montre la figure.

Habituellement, le diaphragme est composé d'un matériau hydrophile poreux et la porosité est généralement relativement importante, tandis que l'électrode est composée d'un milieu poreux constitué de diverses particules. On estime généralement que la vitesse de pénétration de l'électrolyte dans le diaphragme est plus rapide que dans l'électrode, de sorte que le processus d'écoulement de l'électrolyte doit d'abord pénétrer dans le diaphragme, puis dans l'électrode à travers le diaphragme, comme le montre la figure.

Le mécanisme de diffusion de l'électrolyte dans les pores de l'électrode peut être considéré comme l'interaction entre trois forces : la pression Fl due à l'écoulement de l'électrolyte, la force capillaire due à la tension superficielle Fs et la résistance due à l'air dans les pores Fg.

Lors de l'injection de liquide, l'évacuation de la batterie peut réduire la résistance générée par l'air, et l'injection de l'électrolyte sous pression peut augmenter la force motrice du flux de liquide. Par conséquent, l'injection sous vide et sous pression est bénéfique pour l'infiltration de l'électrolyte.

Au cours du premier processus de charge-décharge (précharge) de la batterie lithium-ionL'électrolyte est réduit à la surface de la cathode et le produit de réduction insoluble est déposé à la surface du matériau de la cathode pour former une couche de passivation.

Il s'agit du film d'interface électrolyte solide (SEI), ce film de passivation a les caractéristiques d'un électrolyte solide, est un isolant d'électrons mais un excellent conducteur de Li+, et Li+ peut être inséré et extrait librement à travers la couche de passivation.

La tension à laquelle le film SEI commence à se former n'est pas fixe, elle peut être de 2 V, 1 V ou 0,8 V ; en outre, le film SEI se forme continuellement pendant les cycles de charge et de décharge de la batterie,

Elle est également liée à de nombreux facteurs, tels que le matériau de l'anode, la composition de l'électrolyte, les additifs, la vitesse de charge, la température, etc. En même temps, la réaction de précharge produit des gaz tels que l'éthylène, l'hydrogène et le monoxyde de carbone.

Le gaz résiduel à l'intérieur de la batterie carrée a une grande influence sur l'épaisseur, de sorte que le gaz généré par la précharge doit être déchargé. Il existe généralement deux manières de pré-remplir et d'évacuer : la première consiste à coller le trou d'injection de liquide avec du ruban adhésif et du coton pour manchon en caoutchouc pendant le processus de pré-remplissage, et à évacuer le gaz en une seule fois pendant le scellement par pression négative ;

Une autre méthode consiste à ouvrir le trou d'injection pendant le processus de précharge pour permettre au gaz d'être déchargé librement. Cette méthode a des exigences plus élevées en matière de température et d'humidité ambiantes et nécessite un investissement plus important, mais le processus est relativement simple.

Le processus à bouche fermée présente un flux d'air important pendant le scellement, qui chasse l'électrolyte, et la quantité de chasse est incontrôlable. Cependant, lorsque le processus d'ouverture est pré-rempli, le gaz est lentement déchargé et l'électrolyte n'est pas évacué. Aucun électrolyte n'est évacué pendant le processus de scellement et la cohérence du volume d'injection est bonne.

Chargez la cellule à pleine puissance et observez l'aspect de la cosse de la batterie après avoir disséqué la cellule. On constate qu'il y a de nombreuses taches sur la surface de la cosse de la batterie à processus fermé, et que la surface de la cosse de la batterie à processus ouvert est très propre. Les ions lithium ne peuvent pas passer à travers les bulles et des réactions électrochimiques irrégulières se produisent à la surface de la feuille cathodique.

Pendant le processus de précharge du processus d'ouverture, les bulles sont déchargées, les ions lithium réagissent uniformément à la surface de la cathode, la couleur de la surface de l'électrode présente une bonne consistance et le film SEI est formé de manière relativement dense.

Afin d'améliorer l'efficacité de production des batteries lithium-ion, il est nécessaire d'optimiser le courant et le temps de précharge de la batterie, de manière à épuiser complètement le gaz dans la batterie en un minimum de temps. Le processus d'échappement de précharge est le suivant : le SOC de précharge est d'environ 30% (0,2C, 1,5h), le vide est de 10min après la précharge, et le degré de vide est de -96KPa.

Soudage de l'orifice d'injection

Scellez l'ouverture du port d'injection de la batterie avec des clous à colle, recouvrez le bouchon d'injection en aluminium, puis soudez le bouchon d'injection au couvercle supérieur de la batterie pour le sceller, de manière à ce que l'intérieur de la batterie soit complètement étanche. La qualité de la soudure est liée à l'étanchéité de la batterie. Une mauvaise soudure entraînera des fuites de la batterie, des précipitations de lithium et une mauvaise apparence de la batterie.

Pour l'équipement de scellement au laser actuel, l'effet de tir du CCD et le réglage de la forme d'onde de soudage ont une certaine influence sur le soudage ; le réglage raisonnable du type de gaz de protection et des paramètres du gaz de protection peut améliorer l'uniformité et la largeur de la soudure ; la propreté, en réduisant l'introduction d'impuretés et de matières étrangères, peut réduire efficacement la probabilité de la scorie de soudage.

En termes d'ajustement mécanique, l'ajustement par dépouille est meilleur que l'ajustement par interférence. La méthode consistant à souder d'abord par points, puis en continu, peut résoudre en grande partie le problème du gauchissement lors de l'ajustement par dépouille ; l'augmentation du contrôle de la taille de l'angle d'inclinaison de la plate-forme concave du trou d'injection peut améliorer la pénétration de la soudure. La régularité de la vitesse de soudage, la puissance de sortie et le diamètre du point sont les principaux paramètres du processus qui affectent la résistance du soudage.

Enfin, la batterie subit une formation (la batterie subit plusieurs procédures complètes de charge et de décharge) et un vieillissement (stockage à l'état de charge de 4,0V à 45°C pendant 7 jours, puis à 25°C pendant 2 jours, et enfin triée) pour compléter le processus de fabrication.