Litium batareyaları üçün müsbət elektrod materiallarının keyfiyyətinin idarə edilməsi

Litium batareyaları üçün müsbət elektrod materiallarının keyfiyyətinin idarə edilməsi

Litium-ion batareyalarının performansı müsbət elektrod materiallarının keyfiyyəti ilə sıx bağlıdır.

Bu məqalə litium-ion batareyalarının işinə əhəmiyyətli təsir göstərən müsbət elektrod materiallarının bir neçə uğursuzluq formalarını təqdim edir, məsələn, metal yad obyektlərlə qarışdırmaq, həddindən artıq nəmlik və partiyanın zəif tutarlılığı. Bu nasazlıq formalarının batareyanın işinə verdiyi ciddi zərəri aydınlaşdırır və keyfiyyətlə bağlı problemlərin qarşısının alınması və litium-ion batareyalarının keyfiyyətinin yaxşılaşdırılması üçün güclü təminatlar təmin etməklə, keyfiyyətin idarə edilməsi baxımından bu nasazlıqların qarşısını almaq yollarını izah edir.

Hamımızın bildiyimiz kimi, katod materialı litium-ion batareyalarının əsas əsas materiallarından biridir və onun performansı litium-ion batareyalarının performans göstəricilərinə birbaşa təsir göstərir. Hal-hazırda, litium ion batareyalarının bazara çıxarılan katod materiallarına litium kobalat, litium manqanat, litium dəmir fosfat, üçlü materiallar və digər məhsullar daxildir.

Litium-ion batareyaları üçün digər xammallarla müqayisədə, müsbət elektrod materiallarının çeşidi daha müxtəlifdir, istehsal prosesi də daha mürəkkəbdir və keyfiyyətin pozulması riski daha yüksəkdir, beləliklə, daha yüksək keyfiyyət idarəetmə tələbləri tələb olunur. Bu məqalə material istifadəçilərinin nöqteyi-nəzərindən litium-ion batareyaları üçün müsbət elektrod materiallarının ümumi nasazlıq formalarını və müvafiq profilaktik tədbirləri müzakirə edir.

1. Müsbət elektrod materialına qarışmış metal yad obyektlər

Katod materialında dəmir (Fe), mis (Cu), xrom (Cr), nikel (Ni), sink (Zn), gümüş (Ag) və digər metal çirkləri olduqda, meydana gəlmə mərhələsində gərginlik olduqda akkumulyator bu metal elementlərin oksidləşmə və reduksiya potensialına çatdıqda, bu metallar əvvəlcə müsbət qütbdə oksidləşəcək, sonra isə mənfi qütbə endiriləcək. Mənfi qütbdə metal elementlər müəyyən dərəcədə yığıldıqda, yığılmış metalın sərt kənarları və küncləri diafraqmanı deşərək batareyanın öz-özünə boşalmasına səbəb olur.

Öz-özünə boşalma litium-ion batareyalarına ölümcül təsir göstərə bilər, ona görə də mənbədən metal yad cisimlərin daxil olmasının qarşısını almaq xüsusilə vacibdir.

Müsbət elektrod materialları üçün bir çox istehsal prosesi var və istehsal prosesinin hər addımında metal xarici obyektlərin daxil olması riski var. Bu, avadanlığın avtomatlaşdırılması səviyyəsinə və material təchizatçılarının yerində keyfiyyət idarəetmə səviyyəsinə daha yüksək tələblər qoyur. Bununla belə, material tədarükçüləri çox vaxt xərc məhdudiyyətlərinə görə avadanlığın avtomatlaşdırılması səviyyəsini aşağı salır, nəticədə istehsal və istehsal proseslərində daha çox kəsilmə nöqtələri və idarəolunmaz risklərin artması ilə nəticələnir.

Buna görə də, akkumulyatorun sabit işləməsini təmin etmək və öz-özünə boşalmanın qarşısını almaq üçün akkumulyator istehsalçıları beş aspektdən metal yad obyektlərin daxil olmasının qarşısını almaq üçün material təchizatçılarını təşviq etməlidirlər: insan, maşın, material, üsul və ətraf mühit.

Kadrlara nəzarətdən başlayaraq, işçilərə tozla təmas etməzdən əvvəl metal yad əşyalarla təmasdan qaçmaq üçün emalatxanaya daxil olarkən emalatxanaya metal yad əşyaların aparılması, zinət əşyaları taxması, iş paltarı, ayaqqabı və əlcək taxması qadağan edilməlidir. Nəzarət və təftiş mexanizmi yaratmaq, işçilərin keyfiyyət şüurunu inkişaf etdirmək və onları atelye mühitinə şüurlu şəkildə əməl etməyə və saxlamağa məcbur etmək.

İstehsal avadanlığı materiallarla təmasda olan avadanlıq komponentləri və alətlərində pas və xas material aşınması kimi yad obyektlərin daxil olması üçün əsas həlqədir; Avadanlıq komponentləri və materialla birbaşa təmasda olmayan alətlər və toz emalatxanada hava axını səbəbindən materiala yapışır və üzür. Təsir dərəcəsinə uyğun olaraq rəngləmə, qeyri-metal material örtükləri (plastik, keramika) ilə əvəz edilməsi və çılpaq metal komponentlərin bükülməsi kimi müxtəlif müalicə üsulları qəbul edilə bilər. Menecerlər həmçinin metal yad obyektlərin necə idarə olunacağını dəqiq müəyyən etmək üçün müvafiq qaydalar və qaydalar yaratmalı, yoxlama siyahısı yaratmalı və potensial problemlərin qarşısını almaq üçün işçilərdən müntəzəm yoxlamalar aparmağı tələb etməlidir.

Xammallar müsbət elektrod materiallarında metal yad obyektlərin birbaşa mənbəyidir. Alınan xammalda metal yad cisimlərin tərkibinə dair normativ sənədlər olmalıdır. Fabrikə daxil olduqdan sonra onların məzmununun müəyyən edilmiş diapazonda olmasını təmin etmək üçün ciddi yoxlama aparılmalıdır. Xammalda metal çirklərinin miqdarı normadan artıq olarsa, sonrakı proseslərdə onları çıxarmaq çətindir.

Metal xarici obyektləri çıxarmaq üçün elektromaqnit dəmirin çıxarılması müsbət elektrod materiallarının istehsalında zəruri bir prosesə çevrildi. Elektromaqnit dəmir çıxaran maşınlar geniş istifadə olunur, lakin bu avadanlıq mis və sink kimi qeyri-maqnit metal maddələrdə işləmir. Buna görə atelyedə mis və sink komponentlərinin istifadəsindən qaçınmaq lazımdır. Lazım gələrsə, tozla birbaşa təmasdan və ya havaya məruz qalmamaq da tövsiyə olunur. Bundan əlavə, elektromaqnit dəmir təmizləyicinin quraşdırma mövqeyi, quraşdırma sayı və parametr parametrləri də dəmir çıxarma effektinə müəyyən təsir göstərir.

Sex mühitini təmin etmək və emalatxanada müsbət təzyiqə nail olmaq üçün həm də xarici tozun sexə daxil olmasının və materialları çirkləndirən ikiqat qapılar və hava duşu qapıları qurmaq lazımdır. Eyni zamanda, atelye avadanlığı və polad konstruksiyalar pasdan qaçmalı, yer də rənglənməlidir və mütəmadi olaraq maqnitsizləşdirilməlidir.

2. Müsbət elektrod materialının rütubəti standartı aşır

Müsbət elektrod materialları əsasən mikron və ya nanoölçülü hissəciklərdir ki, onlar havadan nəmliyi udmaq asandır, xüsusilə yüksək Ni tərkibli üçlü materiallardır. Müsbət elektrod pastasını hazırlayarkən, əgər müsbət elektrod materialı yüksək su tərkibinə malikdirsə, PVDF-nin həllolma qabiliyyəti şlamın qarışdırma prosesi zamanı NMP suyu udduqdan sonra azalacaq ki, bu da pasta gelinin jele çevrilməsinə səbəb olacaq və emal performansına təsir edəcəkdir. Batareyanı hazırladıqdan sonra onun tutumu, daxili müqaviməti, sirkulyasiyası və böyüdülməsi təsirlənəcək, buna görə də metal xarici obyektlər kimi müsbət elektrod materialının nəmliyi əsas nəzarət layihəsi olmalıdır.

İstehsal xətti avadanlığının avtomatlaşdırma səviyyəsi nə qədər yüksək olarsa, tozun havada qalma müddəti bir o qədər qısa olar və bir o qədər az su verilir. Boru kəmərinin tam daşınmasına nail olmaq, boru kəmərinin şeh nöqtələrinə nəzarət etmək və avtomatik yükləmə və boşaltmağa nail olmaq üçün robot qolların quraşdırılması kimi avadanlıqların avtomatlaşdırılmasını təkmilləşdirmək üçün material təchizatçılarını təşviq etmək nəmin daxil olmasının qarşısının alınmasına böyük töhfə verir. Bununla belə, bəzi material tədarükçüləri zavod dizaynı və ya xərc təzyiqləri ilə məhdudlaşır və avadanlıqların avtomatlaşdırılması yüksək olmadıqda və istehsal prosesində çoxlu kəsilmə nöqtələri olduqda, tozun məruz qalma müddətinə ciddi nəzarət etmək lazımdır. Transfer prosesində toz üçün azotla doldurulmuş çəlləklərdən istifadə etmək yaxşıdır.
İstehsalat sexinin temperaturu və rütubəti də əsas nəzarət göstəricisidir və nəzəri cəhətdən şeh nöqtəsi nə qədər aşağı olarsa, bir o qədər əlverişlidir. Əksər material təchizatçıları sinterləmə prosesindən sonra nəm nəzarətinə diqqət yetirirlər. Onlar hesab edirlər ki, 1000 dərəcə selsi ətrafında sinterləmə temperaturu tozdakı nəmin çox hissəsini çıxara bilər. Sinterləmə prosesindən qablaşdırma mərhələsinə nəm daxil edilməsinə ciddi nəzarət edildiyi müddətcə, bu, əsasən materialın rütubətinin standartı aşmamasını təmin edə bilər.

Əlbəttə ki, bu, sinterləmə prosesindən əvvəl nəmə nəzarət etməyə ehtiyac olmadığı anlamına gəlmir, çünki əvvəlki prosesdə çox nəmlik daxil olarsa, sinterləmə səmərəliliyinə və materialın mikro quruluşuna təsir edəcəkdir. Bundan əlavə, qablaşdırma üsulu da çox vacibdir. Əksər material tədarükçüləri vakuum qablaşdırma üçün alüminium plastik torbalardan istifadə edirlər ki, bu da hazırda ən qənaətcil və effektiv üsul kimi görünür.

Əlbəttə ki, müxtəlif material dizaynları da suyun udulmasına təsir göstərə bilən örtük materialları və xüsusi səth sahəsindəki fərqlər kimi suyun udulmasında əhəmiyyətli fərqlərə malik ola bilər. Bəzi material tədarükçüləri istehsal prosesi zamanı nəmin daxil olmasına mane olsalar da, materialların özləri suyu asanlıqla udmaq xüsusiyyətinə malikdir, bu da elektrod plitələrinə düzəldildikdən sonra nəmin qurudulmasını olduqca çətinləşdirir və bu, batareya istehsalçıları üçün problem yaradır. Buna görə də, yeni materiallar işlənib hazırlanarkən, suyun udulması və daha yüksək universallığa malik materialların işlənməsi məsələsinə diqqət yetirilməlidir ki, bu da həm tələb, həm də təklif üçün çox faydalıdır.

3. 3 müsbət elektrod materialının zəif partiya konsistensiyası

Batareya istehsalçıları üçün müsbət elektrod materiallarının partiyaları arasında fərq nə qədər kiçik və uyğunluq daha yaxşı olarsa, bitmiş batareyanın performansı bir o qədər sabit ola bilər. Hamımızın bildiyimiz kimi, Litium dəmir fosfat katod materialının əsas çatışmazlıqlarından biri partiyanın zəif sabitliyidir. Pulpalama prosesində məlhəmin hər bir partiyasının özlülüyü və bərk tərkibi böyük partiya dalğalanmaları səbəbindən qeyri-sabitdir, bu da istifadəçilərə problem gətirir və uyğunlaşmaq üçün daimi proses tənzimlənməsini tələb edir.

İstehsal avadanlığının avtomatlaşdırma dərəcəsinin yaxşılaşdırılması Litium dəmir fosfat materiallarının partiya sabitliyini yaxşılaşdırmaq üçün əsas vasitədir. Bununla belə, hazırda yerli Litium dəmir fosfat material tədarükçülərinin avadanlığının avtomatlaşdırılması dərəcəsi ümumiyyətlə aşağıdır, texniki səviyyə və keyfiyyət idarəetmə qabiliyyəti yüksək deyil və təqdim olunan materiallarda müxtəlif dərəcəli partiyanın qeyri-sabitliyi problemləri var. İstifadəçilərin nöqteyi-nəzərindən, əgər partiya fərqlərini aradan qaldırmaq mümkün deyilsə, ümid edirik ki, bir partiyanın çəkisi nə qədər böyük olarsa, eyni partiyadakı materiallar vahid və sabit olsa, bir o qədər yaxşıdır.

Beləliklə, bu tələbi yerinə yetirmək üçün dəmir litium material tədarükçüləri tez-tez hazır məhsulu hazırladıqdan sonra bir qarışdırma prosesi əlavə edirlər, bu da bir neçə material partiyasını bərabər şəkildə qarışdırmaqdır. Qarışdıran çaydanın həcmi nə qədər böyükdürsə, tərkibində bir o qədər çox material var və qarışıq partiyanın miqdarı bir o qədər çox olur.

Dəmir litium materiallarının hissəcik ölçüsü, xüsusi səth sahəsi, rütubət, pH dəyəri və digər göstəriciləri istehsal olunan şlamın özlülüyünə təsir edə bilər. Bununla belə, bu göstəricilər çox vaxt müəyyən bir diapazonda ciddi şəkildə idarə olunur və bulamaç partiyaları arasında özlülükdə hələ də əhəmiyyətli fərqlər ola bilər. Partiyadan istifadə zamanı anomaliyaların qarşısını almaq üçün tez-tez istifadəyə verməzdən əvvəl istehsal düsturunu simulyasiya etmək və bəzi məhlul özlülük testlərini hazırlamaq lazımdır və yalnız tələblərə cavab verdikdən sonra istifadəyə verilə bilər, lakin batareya istehsalçıları hər istehsaldan əvvəl sınaqdan keçirmək, istehsalın səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldacaq, buna görə də onlar bu işi material təchizatçısına göndərəcək və material təchizatçısından göndərilməzdən əvvəl testi tamamlamasını və tələblərə cavab verməsini tələb edəcəklər.

Əlbəttə ki, texnologiyanın inkişafı və material tədarükçülərinin proses imkanlarının təkmilləşdirilməsi ilə fiziki xassələrin dispersiyası getdikcə daha kiçik olur və daşınmazdan əvvəl özlülüyün sınanması mərhələsi buraxıla bilər. Ardıcıllığı artırmaq üçün yuxarıda qeyd olunan tədbirlərə əlavə olaraq, partiyanın qeyri-sabitliyini minimuma endirmək və keyfiyyət problemlərinin baş verməsinin qarşısını almaq üçün keyfiyyət alətlərindən də istifadə etməliyik. Əsasən aşağıdakı aspektlərdən başlayaraq.

(1) Əməliyyat prosedurlarını müəyyənləşdirin.

Məhsulun xas keyfiyyəti həm dizayn, həm də istehsal olunur. Buna görə də, operatorların necə işləməsi məhsulun keyfiyyətinə nəzarət etmək üçün xüsusilə vacibdir və ətraflı və xüsusi əməliyyat standartları müəyyən edilməlidir.

(2) CTQ-nin müəyyən edilməsi.

Məhsulun keyfiyyətinə təsir edən əsas göstəriciləri və prosesləri müəyyən edin, bu əsas nəzarət göstəricilərinə nəzarət edin və müvafiq fövqəladə hallara cavab tədbirləri hazırlayın. Ortofosfor turşusu dəmir yolu xətti Litium dəmir fosfatın hazırkı hazırlanmasının əsas axınıdır. Onun proseslərinə qatlama, top frezeləmə, sinterləmə, əzmə, qablaşdırma və s. daxildir. Bilyalı frezeləmə prosesi əsas proses kimi idarə edilməlidir, çünki bilyalı frezeləmədən sonra ilkin hissəcik ölçüsünün konsistensiyasına yaxşı nəzarət edilmədikdə, hissəciklərin konsistensiyasına nəzarət edilməlidir. hazır məhsulun ölçüsü təsir edəcək, bu da materialların partiyanın tutarlılığına təsir edəcəkdir.

(3) SPC-dən istifadə.

Əsas proseslərin əsas xarakterik parametrlərinin real vaxt rejimində SPC monitorinqini aparın, anormal nöqtələri təhlil edin, qeyri-sabitliyin səbəblərini müəyyənləşdirin, təsirli düzəldici və profilaktik tədbirləri həyata keçirin və müştəriyə axan qüsurlu məhsulların qarşısını alın.

4. Digər mənfi hallar

Şlam hazırlayarkən müsbət elektrod materialı məhlul çənində müəyyən nisbətdə həlledicilər, yapışdırıcılar və keçirici maddələrlə bərabər şəkildə qarışdırılır və sonra boru kəməri ilə axıdılır. Müsbət elektrod materialında böyük hissəcikləri və yad cisimləri tutmaq və örtük keyfiyyətini təmin etmək üçün çıxışda filtr ekranı quraşdırılmışdır. Müsbət elektrod materialında böyük hissəciklər varsa, bu, filtr ekranının tıxanmasına səbəb olacaq. Böyük hissəciklərin tərkibi hələ də müsbət elektrod materialının özüdürsə, bu, yalnız istehsal səmərəliliyinə təsir edəcək və batareyanın işinə təsir etməyəcək və bu cür itkilər azaldıla bilər. Lakin bu böyük hissəciklərin tərkibi qeyri-müəyyəndirsə və onlar başqa metal yad cisimlərdirsə, artıq hazırlanmış məlhəm tamamilə qırılaraq böyük itkilərlə nəticələnəcək.

Bu anormallığın baş verməsi material tədarükçüsü daxilində keyfiyyətin idarə edilməsi ilə bağlı daxili problemlərlə bağlı olmalıdır. Müsbət elektrod materiallarının əksəriyyəti skrininq prosesləri və ekranın zədələnməsi, yoxlanılması və vaxtında dəyişdirilməsi ilə istehsal olunur. Ekran zədələnibsə, sızma əleyhinə tədbirlər yoxdur və zavod yoxlaması zamanı böyük hissəciklərin aşkar edilib-edilməməsi hələ də təkmilləşdirilməlidir.