Bagaimana cara memproduksi sel baterai soft-pack?

Sel adalah unit terkecil dari asistem baterai. Beberapa sel membentuk sebuah modul, dan beberapa modul membentuk satu paket baterai, yang merupakan struktur dasar baterai tenaga otomotif.

Proses produksi sel meliputi:

(1) Persiapan Bubur Bahan Aktif — Proses Pencampuran

Pencampuran melibatkan pencampuran bahan aktif (litium besi fosfat untuk katoda, grafit untuk anoda) ke dalam bubur menggunakan mixer vakum. Ini adalah langkah pertama dalam produksi baterai. Kontrol kualitas proses ini berdampak langsung pada kualitas baterai dan hasil produk jadi. Ini melibatkan alur kerja yang kompleks dengan persyaratan ketat untuk rasio bahan mentah, langkah pencampuran, durasi pengadukan, dan banyak lagi.

(2) Melapisi bubur yang diaduk ke kertas tembaga — Proses Pelapisan

Proses ini melibatkan pelapisan bubur yang sudah dicampur sebelumnya secara merata pada kedua sisi kertas tembaga.

Fokus penting dari pelapisan adalah mencapai ketebalan dan berat yang konsisten.

Pelapisan sangat penting untuk memastikan ketebalan dan berat elektroda seragam, karena penyimpangan membahayakan konsistensi baterai. Hal ini juga harus mencegah kontaminasi partikel, serpihan, atau debu pada elektroda. Kontaminasi seperti itu dapat mempercepat pengosongan baterai dan bahkan menimbulkan bahaya keselamatan.

(3) Pengepresan Dingin dan Pra-Pemotongan: Mengkonsolidasi Bahan Anoda pada Foil Tembaga

Di bengkel rolling, gulungan menekan lembaran elektroda yang dilapisi dengan bahan anoda dan katoda. Proses ini memadatkan lapisan untuk meningkatkan kepadatan energi dan memastikan keseragaman ketebalan sekaligus mengendalikan debu dan kelembapan.

Pengepresan dingin memadatkan bahan elektroda positif dan negatif pada aluminium foil, yang sangat penting untuk meningkatkan kepadatan energi.

Lembaran elektroda yang diperas dingin kemudian dipotong sesuai dimensi baterai yang diperlukan, dengan kontrol ketat terhadap pembentukan duri (hanya terlihat di bawah mikroskop). Hal ini mencegah gerinda menembus separator, yang dapat menimbulkan bahaya keselamatan yang serius.

(4) Membuat tab positif dan negatif baterai—Tab Die-Cutting dan Slitting

Proses pemotongan mati tab menggunakan mesin pemotongan mati untuk membentuk tab konduktif untuk sel. Karena baterai mempunyai kutub positif dan negatif, tab ini berfungsi sebagai konduktor logam yang menghubungkan elektroda sel. Sederhananya, mereka adalah “telinga” terminal baterai, yang bertindak sebagai titik kontak selama pengisian dan pengosongan.

Proses pemotongan selanjutnya menggunakan pisau pemotong untuk membagi lembaran elektroda baterai.

(5) Menyelesaikan Prototipe Sel — Proses Laminasi

Lembaran elektroda celah ditumpuk secara berurutan: elektroda negatif, pemisah, elektroda positif, pemisah, elektroda negatif, pemisah, elektroda positif... elektroda positif, pemisah, elektroda negatif. Proses ini disebut penumpukan, dan lembaran elektroda yang dirakit disebut sel.

(6) Pengelasan Tab

Ini adalah proses kedua dalam pembuatan sel. Menggunakan peralatan las khusus, tab dilas ke sel bertumpuk.

(7) Enkapsulasi

Ini adalah langkah ketiga dalam persiapan sel. Sel dibungkus dengan film aluminium-plastik.

(8) Menghilangkan Kelembapan dan Injeksi Elektrolit — Pemanggangan dan Pengisian Elektrolit

Kelembapan adalah musuh utama sistem baterai. Proses pemanggangan memastikan tingkat kelembapan internal memenuhi standar, menjamin kinerja optimal sepanjang siklus hidup baterai.

Pengisian elektrolit adalah langkah keempat dalam persiapan sel. Elektrolit disuntikkan ke dalam sel yang dienkapsulasi melalui port pengisian yang disediakan, membentuk sel setengah jadi. Elektrolit berperan seperti darah yang mengalir melalui tubuh sel, dimana pertukaran energi terjadi melalui transfer ion bermuatan. Ion-ion ini berpindah dari elektrolit ke elektroda yang berlawanan, menyelesaikan proses pengisian dan pengosongan. Volume elektrolit yang disuntikkan sangat penting. Pengisian yang berlebihan dapat menyebabkan baterai menjadi terlalu panas atau langsung rusak, sedangkan pengisian yang tidak mencukupi akan mengganggu masa pakai baterai.

(9) Proses Aktivasi Sel — Pembentukan

Pembentukan adalah proses pengaktifan sel setelah pengisian elektrolit. Melalui pengisian dan pengosongan yang berulang-ulang, reaksi kimia terjadi secara internal untuk membentuk film SEI (film SEI: lapisan pasivasi yang terbentuk selama siklus pertama baterai litium ketika elektrolit bereaksi dengan bahan anoda pada antarmuka padat-cair, mirip dengan penerapan lapisan pelindung pada sel). Hal ini menjamin keamanan, keandalan, dan masa pakai sel yang panjang selama siklus pengisian dan pengosongan berikutnya. Mengaktifkan kinerja sel juga melibatkan serangkaian “pemeriksaan kesehatan” termasuk pemeriksaan sinar-X, pemantauan isolasi, pemeriksaan las, dan pengujian kapasitas.

Proses pembentukan selanjutnya meliputi:

- Pengisian elektrolit kedua setelah aktivasi sel

- Menimbang

- Pengelasan port pengisian

- Pengujian kebocoran

- Pengujian self-discharge

- Penuaan suhu tinggi

- Penuaan statis

Langkah-langkah ini memastikan kinerja produk.

(10) Penyortiran Kapasitas

Karena variasi produksi, sel baterai tidak dapat mencapai kapasitas yang sama. Penyortiran kapasitas melibatkan pengelompokan sel berdasarkan kapasitas melalui pengujian muatan-pengosongan tertentu.

(11) Pemeriksaan dan Pengemasan untuk Penyimpanan