La production de batteries lithium-ion est un processus d'étapes de processus étroitement lié. Dans l'ensemble, la production de batteries au lithium comprend le processus de fabrication de pièces polaires, processus d'assemblage de la batterie et la finale processus d'injection, de scellement, de formation et de vieillissement de liquide . Dans le processus en trois étapes, chaque processus peut être divisé en plusieurs processus clés, et chaque étape aura un impact important sur les performances finales de la batterie.

Dans le processus de fabrication de la pièce polaire, il peut être subdivisé en cinq processus : préparation de la suspension, revêtement de la suspension, laminage de la pièce polaire, découpe de la pièce polaire et séchage de la pièce polaire. Dans le processus d'assemblage de la batterie, selon les différentes spécifications de la batterie, il peut être grossièrement divisé en processus d'enroulement, de boîtier, de soudage et autres. Le processus d'injection de liquide une fois l'assemblage terminé comprend l'injection de liquide et le scellement. Le dernier est le processus en trois étapes de formation, de vieillissement et de séparation de la capacité de la batterie. Après la fabrication de la batterie, la batterie doit être pré-activée et stabilisée pour la première fois, c'est-à-dire le processus final de formation-vieillissement-volumétrique.

1. Formation

Le concept de préformation consiste à charger et décharger la batterie lithium-ion fabriquée avec un faible courant. Une fois la production de la batterie au lithium terminée, la batterie doit être chargée et déchargée avec un faible courant. Concernant la finalité de la précharge, il y en a principalement deux :

1. Une fois la batterie fabriquée, le matériau de l'électrode n'est pas dans le meilleur état applicable, ou les propriétés physiques sont inappropriées (par exemple, les particules sont trop grosses, le contact n'est pas étroit, etc.), ou la phase elle-même est incorrect (par exemple, certaines électrodes négatives en oxyde métallique du mécanisme en alliage)), il doit être activé pour la première fois en chargeant et en déchargeant.

2. Lors de la première charge de la batterie au lithium, Li+ est retiré du matériau actif de l'électrode positive, et après avoir traversé l'électrolyte-diaphragme-électrolyte, il est inséré entre les couches du matériau graphite de l'électrode négative. Au cours de ce processus, les électrons migrent de l'électrode positive vers l'électrode négative le long du circuit périphérique. À ce stade, en raison du faible potentiel des ions lithium insérés dans l'anode en graphite, les électrons réagiront d'abord avec l'électrolyte pour former un film SEI et du gaz.

Au cours de ce processus, du gaz sera généré et une petite quantité d'électrolyte sera consommée. Certains fabricants de batteries effectueront des opérations d'épuisement et de remplissage de la batterie après ce processus. Surtout pour les batteries LTO, une grande quantité de gaz sera générée et la batterie gonflera. L'épaisseur dépasse 10 %. Pour l'électrode négative en graphite, la quantité de gaz produite est faible, et il n'est pas nécessaire d'effectuer l'opération d'échappement. En effet, le film SEI produit lors du premier processus de charge entrave la réaction ultérieure des électrons avec l'électrolyte et aucun gaz n'est plus produit. C'est la source de la capacité irréversible de la batterie graphite. Bien que la perte de capacité irréversible soit provoquée, la stabilité de la batterie est également atteinte.

2. Vieillissement

Le vieillissement fait généralement référence à la mise en place de la batterie après la première charge et à la formation après l'assemblage et l'injection de la batterie. Il peut vieillir à température ambiante ou à haute température. Les deux fonctions sont de rendre les propriétés et la composition du film SEI formé après la charge initiale et la formation plus stables et d'assurer la stabilité des performances électrochimiques de la batterie. Le vieillissement a trois objectifs principaux :

1. Une fois que la batterie a subi le processus de préformage, une certaine quantité de film SEI sera formée sur l'électrode négative en graphite à l'intérieur de la batterie, mais ce film a une structure compacte et de petits pores. Le vieillissement de la batterie à haute température aidera la structure SEI à se réorganiser et à former des pores lâches dans le film.

2. La tension de la batterie est dans une phase instable après la formation et sa tension est légèrement supérieure à la tension réelle. Le vieillissement a pour but de rendre sa tension plus précise et stable.

3. Placer la batterie à une température élevée ou normale pendant un certain temps peut garantir que l'électrolyte peut s'infiltrer complètement dans les pièces polaires, ce qui est bénéfique pour la stabilité des performances de la batterie.

Le processus de formation et de vieillissement de la batterie est indispensable. Dans la production réelle, le processus de charge et de décharge de la batterie est sélectionné en fonction du système matériel et du système structurel de la batterie, mais la formation de la batterie doit être chargée et déchargée dans des conditions de faible courant. Après ces deux processus clés, la batterie stabilisée est divisée en capacité, et après emballage et autres processus, elle peut être libérée.

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