Hoe ontwerp ik een cellaboratoriumlijn met lithium-ionzakjes?

Voordat we een batterijproductielijn ontwerpen, moeten we meerdere aspecten uitgebreid in overweging nemen inclusief product, capaciteit, proces, apparatuur, regelgeving, toeleveringsketen, kosten, veiligheid, milieubescherming, kwaliteitscontrole, fabrieksindeling, automatisering, databeheer, onderhoud, personeelszaken, projectmanagement en markt, enz. Wij zorgen ervoor dat alle factoren die van invloed kunnen zijn op de productielijn ontwerp worden behandeld om klanten te helpen een alomvattend en gedetailleerd plan te maken.

Hier geven we een voorbeeld met een bredere dekking: stel dat de klant een lithium-ion-zakcellaboratoriumlijn wil ontwerpen die compatibel is met ander materiaal systemen, capaciteiten, afmetingen en andere parameters.

Eerst moeten we dat doen de specifieke behoeften van gebruikers in kaart brengen. Klanten doen misschien academisch onderzoek of ontwikkeling van nieuwe batterijen in de onderneming, waarvoor beide een flexibel experimenteel platform voor verschillende tests en optimalisaties.

Ten tweede,de klant noemde "compatibiliteit met verschillende materiaalsystemen, capaciteit, grootte en andere parameters", dus deze laboratoriumlijn moet dat zijn zeer verstelbaar en modulair. Het kan nodig zijn om positieve en positieve overwegingen te overwegen negatieve elektroden van verschillende materialen, elektrolyten en verschillende batterijen maten. We moeten ervoor zorgen dat elke schakel in het ontwerpplan gemakkelijk kan veranderen parameters, zoals laagdikte en materiaalverhouding tijdens de elektrode voorbereiding en maataanpassing tijdens montage.

Ten derde: dat moeten we doen de belangrijkste componenten van de batterijlaboratoriumlijn opsplitsen. Meestal is de De productie van lithium-ionbatterijen omvat stappen zoals elektrode voorbereiding, batterijmontage, vloeistofinjectie, verpakking en vorming testen. Elke stap vereist een modulair ontwerp, zodat parameters kunnen worden aangepast. In de elektrodevoorbereidingsfase bijvoorbeeld de matrijskop van de coater moet vervangbaar zijn om zich aan te passen aan verschillende slurries en coatingdiktes; de druk van de rollenpers kan worden aangepast om de elektrode te regelen dichtheid.

Ten vierde: het is de compatibiliteit van het materiaalsysteem. Klanten willen misschien verschillende testen positieve en negatieve elektrodematerialen, zoals ternair lithiumijzer fosfaat, silicium-koolstof negatieve elektrode, enz. Daarom de batterij De laboratoriumlijn moet in staat zijn om de slurrybereiding van verschillende soorten aan te kunnen materialen, en er kunnen meerdere sets mengapparatuur of mengtanks nodig zijn die gemakkelijk schoon te maken en te vervangen zijn. Qua elektrolyt is het vulsysteem moet zich kunnen aanpassen aan verschillende formules, en kan ook een omgeving beschermd door inert gas.

Vijfde, in termen van capaciteitsontwerp, de capaciteit van buidelcellen wordt voornamelijk bepaald door de elektrodeoppervlak en dikte. Daarom heeft de laboratoriumlijn voor buideltjes cellen nodig om elektroden van verschillende afmetingen te kunnen snijden en eventueel uitgerust zijn met een verstelbare snijder. Tegelijkertijd is er de keuze tussen het stapel- of wikkelproces zal ook de capaciteit beïnvloeden, waarvoor modulaire assemblageapparatuur nodig is vergemakkelijk het schakelen tussen processen.

Zesde, veiligheid en flexibiliteit is ook belangrijk. De laboratoriumomgeving kan dit vereisen faciliteiten zoals explosieveilige en droge ruimtes, vooral bij het hanteren elektrolyten van batterijen. Bovendien moet het data-acquisitiesysteem daartoe in staat zijn registreer verschillende parameters voor latere analyse, wat van cruciaal belang is het bestuderen van de beïnvloedende factoren in verschillende richtingen.

Ten zevende: dat mag moeten ook rekening houden met de mogelijkheid van toekomstige upgrades, zoals reserveren interfaces voor de integratie van nieuwe technologieën of het vergroten van de mate daarvan automatisering. De kosten zijn ook een factor. Klanten kunnen zich in academische instellingen bevinden met beperkte budgetten, dus bij de selectie van apparatuur moet met beide rekening worden gehouden prestaties en prijs.

Achtste,klanten eisen zoals de onderhoudbaarheid van de apparatuur, training van operators en naleving van relevante veiligheidsnormen. Deze verborgen kwesties moeten ook in het ontwerp worden meegenomen, zoals of de apparatuur eenvoudig schoon te maken is, of de module eenvoudig te vervangen is, en of er een gedetailleerde gebruikershandleiding bestaat.

Tot slot, vat samen de ontwerppunten van elke module om ervoor te zorgen dat elke stap een parameter heeft verstelbaarheid, materiaalcompatibiliteit en het algehele proces is efficiënt en flexibele. Tegelijkertijd moet het toepassingsscenario deel dekken verschillende onderzoeksrichtingen, zoals hoge energiedichtheid, snelladen, solid-state batterijen, enz., om de brede toepasbaarheid van de technologie aan te tonen laboratoriumlijn.

Samengevat: de Het volgende is een modulaire en aanpasbare laboratoriumlijn voor lithium-ion-zakcellen ontwerpraamwerk, dat geschikt is voor onderzoeksscenario's met verschillende materiaalsystemen en capaciteitseisen:

Algemeen ontwerp concept

1. Modulair architectuur: Elk proces is ontworpen met onafhankelijke modules ter ondersteuning snelle parameteraanpassing en procesomschakeling.

2. Parameter geopend systeem: elektrodegrootte, materiaalformule en procesparameters kunnen allemaal zijn digitaal geregeld.

3. Gegevens traceerbaarheidssysteem: geïntegreerde database met procesparameters en prestaties, ondersteuning van AI-analyse.

4. Veiligheid beschermingsniveau: explosieveilige droogruimte + handschoenenkastsysteem (dauwpuntâ¤-40â).

Kernproces modules en technische parameters

1. Elektrode voorbereidingssysteem

Mengmenging eenheid:

Dubbel planetair mixer (verwisselbare tank met een capaciteit van 0,5-10 liter)

Temperatuur regelbereik: -20â~80â(geschikt voor oplosmiddelen op water-/oliebasis)

Vacuüm:â¤1kPa (optionele atmosfeerbescherming)

Coatingeenheid:

Verwisselbaar matrijskopcoater (breedte 50-200 mm verstelbaar)

Natte film dikte: 50-500μm (nauwkeurigheid ±2μm)

Drogen temperatuur: kamertemperatuur-150â (gradiënt temperatuurregeling)

Kalandereenheid:

Servodruk regeling (0-10T instelbaar)

Oppervlaktedichtheid controlenauwkeurigheid: ± 0,5 mg/cm²

Ondersteuning heet persen (kamertemperatuur-120â)

2. Batterij montagesysteem

Elektrode verwerking:

Lasersnijden machine (programmeerbaar ontwerp van de vorm van het batterijlipje)

Elektrodenvel maat: 30×30 mm tot 200×200 mm

Stapelen/opwikkelen eenheid:

Modulair schakelen ontwerp (ondersteunt Z-type stapelen/wikkelen)

Uitlijning nauwkeurigheid: ±0,1 mm

Vacuümadsorptieplatform (antirimpel)

Verpakkingssysteem:

Pulse heatsealer (instelbare temperatuur 200-300ºC)

Verpakking druk: 0,1-1 MPa

Ondersteund aluminium gelamineerde filmdikte: 80-150 µm

3. Vloeistof injectie- en vormingssysteem

Elektrolyt behandeling:

Vacuüm vullen machine (vloeistofinjectievolume 0,5-10 ml nauwkeurigheid ± 1%)

Ondersteuning vloeistof/gel elektrolyt

Inert gas bescherming (Oââ¤1ppm)

Forming uitrusting:

Meerkanaalstest systeem (0,005C-5C instelbaar)

Drukbevestiging: 0-50kg verstelbaar

Uitbreiding monitoring (nauwkeurigheid laserdiktemeting ± 1 µm)

Belangrijke technische informatie innovaties

1. Materiaal compatibiliteitsontwerp:

Positieve elektrode compatibiliteit: NCM/NCA/LFP/lithium-rijk mangaan-gebaseerd, etc.

Negatieve elektrode compatibiliteit: grafiet/siliciumkoolstof/metaallithium, enz.

Elektrolyt compatibiliteit: vloeibare/vaste elektrolyt (maximaal bestand tegen spanning 5V)

2. Capaciteit aanpassingsschema:

Behaal 0,5-50Ah capaciteitsdekking door de elektrodegrootte (50-200 mm) aan te passen, het aantal stapellagen (5-50 lagen) en de oppervlaktedichtheid (5-20 mg/cm²).

3. Snel proces schakelen:

Coatingmatrijs vervangingstijdâ¤15min

Stapelen/opwikkelen modusschakeltijdâ¤30min

Materiaalsysteem wisselend reinigingsprocesâ¤2h

Gegevensmonitoring systeem

Typisch onderzoeksaanvragen

1. Hoge energie dichtheidssysteem:

Overeenkomst: NCM811 + silicium-koolstof-negatieve elektrode

Ontwerpparameters: oppervlaktedichtheid 18mg/cm², verdichtingsdichtheid 3,4g/cm²

2. Snel opladen systeemonderzoek:

Dunne elektrode uitvoering: 80μm laagdikte

Poreuze stroom collectortoepassing

3. Vaste toestand batterijontwikkeling:

Geïntegreerde warmte composietmodule persen (druk 10MPa, temperatuur 80â)

Gespecialiseerd verwerkingseenheid voor sulfide/oxide-elektrolyt

Het lithium-ionzakje cellaboratoriumlijnoplossingen kunnen een soepele overgang van de basis bereiken onderzoek naar de pilotlijn door modules toe te voegen of te verwijderen. De aanbevolen initiële investering bedraagt ​​ongeveer RMB *** (exclusief schone werkplaatsen), en de configuratiemodules kunnen worden geselecteerd op basis van specifieke onderzoeksbehoeften.

TOB NIEUWE ENERGIE is toegewijd aan het creëren van nauwkeurig op elkaar afgestemde batterijoplossingen en -diensten voor mondiale klanten. Gebaseerd op de onafhankelijk ontwikkelde intelligente batterij managementsysteem, ons technische team biedt klanten maatwerk oplossingen die meerdere technische routes bestrijken, zoals lithiumijzerfosfaat, ternaire lithium- en solid-state batterijen via 3D-modellering conditiesimulatie en faalmodusanalyse.