Comment concevoir une ligne de laboratoire de cellules en poche au lithium-ion ?

Avant de concevoir une ligne de production de batteries, nous devons considérer de manière globale plusieurs aspects y compris le produit, la capacité, le processus, l'équipement, les réglementations, la chaîne d'approvisionnement, coût, sécurité, protection de l'environnement, contrôle qualité, aménagement de l'usine, automatisation, gestion de données, maintenance, ressources humaines, gestion de projet et le marché, etc. Nous veillons à ce que tous les facteurs pouvant affecter la chaîne de production la conception est couverte pour aider les clients à élaborer un plan complet et détaillé.

Ici, nous donnons un exemple avec une couverture plus large : supposons que la demande du client soit de concevoir une ligne de laboratoire de cellules en poche lithium-ion compatible avec différents matériaux systèmes, capacités, tailles et autres paramètres.

Tout d’abord, nous devons comprendre les besoins spécifiques des utilisateurs. Les clients peuvent suivre des études rechercher ou développer de nouvelles batteries dans l'entreprise, ce qui nécessite tous deux un plateforme expérimentale flexible pour divers tests et optimisations.

Deuxièmement,le le client a mentionné "la compatibilité avec différents systèmes de matériaux, capacité, taille et autres paramètres", cette ligne de laboratoire doit donc être hautement réglable et modulaire. Il peut être nécessaire de considérer les aspects positifs et électrodes négatives de différents matériaux, électrolytes et différentes batteries tailles. Nous devons nous assurer que chaque maillon du plan de conception peut facilement changer Paramètres, tels que l'épaisseur du revêtement et le rapport matériau pendant l'électrode préparation, et ajustement de la taille lors du montage.

Troisièmement, nous devons décomposer les principaux composants de la ligne de laboratoire de batteries. Habituellement, le la production de batteries lithium-ion comprend des étapes telles que l'électrode préparation, assemblage de batterie, injection de liquide, emballage et formation essai. Chaque étape nécessite une conception modulaire afin que les paramètres puissent être ajustés. Par exemple, lors de l'étape de préparation des électrodes, la tête de filière de la coucheuse doit être remplaçable pour s'adapter aux différentes boues et épaisseurs de revêtement ; la pression de la presse à rouleaux peut être ajustée pour contrôler l'électrode densité.

Quatrièmement, c'est le compatibilité du système matériel. Les clients voudront peut-être tester différents matériaux d'électrodes positives et négatives, tels que le fer ternaire et le lithium phosphate, électrode négative silicium-carbone, etc. Par conséquent, la batterie la ligne de laboratoire doit être capable de gérer la préparation de boues de différents matériaux et peut nécessiter plusieurs ensembles d’équipements de mélange ou des réservoirs de mélange faciles à nettoyer et à remplacer. En termes d'électrolyte, le système de remplissage doit pouvoir s'adapter à différentes formules, et peut également nécessiter un environnement protégé par un gaz inerte.

Cinquième, en termes de conception de la capacité, la capacité des cellules de la poche est principalement déterminée par le Surface et épaisseur de l'électrode. Par conséquent, la ligne de laboratoire de cellules en poche a besoin pouvoir couper des électrodes de différentes tailles et peut être équipé d'un coupeur réglable. Parallèlement, le choix du procédé d'empilage ou d'enroulement affectera également la capacité, nécessitant un équipement d'assemblage modulaire pour faciliter le changement de processus.

Sixièmement, la sécurité et la flexibilité est également importante. L'environnement du laboratoire peut nécessiter des installations telles que des locaux antidéflagrants et secs, notamment lors de la manipulation électrolytes de batterie. De plus, le système d'acquisition de données doit être capable de enregistrer divers paramètres pour une analyse ultérieure, ce qui est essentiel pour étudier les facteurs d'influence dans différentes directions.

Septièmement, vous pouvez Il faut également envisager la possibilité de futures mises à niveau, telles que la réservation interfaces pour l’intégration de nouvelles technologies ou pour augmenter le degré de automation. Le coût est également un facteur. Les clients peuvent être dans des établissements universitaires avec des budgets limités, la sélection des équipements doit donc prendre en compte à la fois performances et prix.

Huitième,clients ne peut pas mentionner explicitement des exigences telles que la maintenabilité du l'équipement, la formation des opérateurs et le respect des normes de sécurité pertinentes. Ces problèmes cachés doivent également être pris en compte lors de la conception, par exemple si l'équipement est facile à nettoyer, le module est-il facile à remplacer, et s'il existe un manuel d'utilisation détaillé.

Enfin, résumez les points de conception de chaque module pour garantir que chaque étape a des paramètres l'ajustabilité, la compatibilité des matériaux et le processus global sont efficaces et flexible. Dans le même temps, la partie scénario d'application doit couvrir différentes directions de recherche, telles que la haute densité énergétique, la charge rapide, batteries à semi-conducteurs, etc., pour démontrer la large applicabilité du ligne de laboratoire.

En résumé, le Voici une ligne de laboratoire de cellules en poche lithium-ion modulaire et personnalisable cadre de conception, qui convient aux scénarios de recherche avec différents systèmes matériels et exigences en matière de capacité :

Conception globale notion

1. Modulaire architecture : chaque processus est conçu avec des modules indépendants pour prendre en charge réglage rapide des paramètres et commutation de processus.

2. Paramètre ouvert système : la taille de l'électrode, la formule du matériau et les paramètres du processus peuvent tous être à commande numérique.

3. Données système de traçabilité : base de données intégrée paramètres-performances du procédé, prenant en charge l'analyse de l'IA.

4. Sécurité niveau de protection : salle de séchage antidéflagrante + système de boîte à gants (point de roséeâ¤-40â).

Processus principal modules et paramètres techniques

1. Électrode système de préparation

Mélange de lisier unité :

Double planétaire mélangeur (réservoir interchangeable d'une capacité de 0,5 à 10 L)

Température plage de contrôle : -20 â~80 â (convient aux solvants à base d'eau/d'huile)

Vide : â¤1kPa (protection de l'atmosphère en option)

Unité de revêtement :

Interchangeables coucheuse à tête de filière (largeur réglable de 50 à 200 mm)

Film humide épaisseur : 50-500μm (précision ±2μm)

Séchage température : température ambiante-150 â (dégradé contrôle de la température)

Unité de calandrage :

Pression d'asservissement contrôle (0-10T réglable)

Densité superficielle précision du contrôle : ±0,5 mg/cm²

Support chaud pressage (température ambiante-120°)

2. Batterie système d'assemblage

Électrode traitement :

Découpe laser machine (conception programmable de la forme de la languette de la batterie)

Feuille d'électrode taille : 30Ã30mm à 200Ã200mm

Empilage/enroulement unité :

Commutation modulaire conception (prend en charge l'empilage/enroulement de type Z)

Alignement précision : ±0,1 mm

Plateforme d'adsorption sous vide (anti-rides)

Système d'emballage :

Scelleuse thermique à impulsion (température réglable 200-300°)

Emballage pression : 0,1-1MPa

Aluminium pris en charge épaisseur du film laminé : 80-150μm

3. Liquide système d'injection et de formation

Électrolyte traitement :

Remplissage sous vide machine (volume d'injection de liquide précision de 0,5 à 10 ml ± 1 %)

Liquide/gel de support électrolyte

Gaz inerte protection (Oââ¤1ppm)

Formation équipement :

Test multicanal système (0,005C-5C réglable)

Appareil à pression : 0-50kg réglable

Extension surveillance (précision de la mesure de l'épaisseur du laser ± 1μm)

Clé technique innovations

1. Matériel conception de compatibilité :

Électrode positive compatibilité : NCM/NCA/LFP/à base de manganèse riche en lithium, etc.

Électrode négative compatibilité : graphite/silicium carbone/métal lithium, etc.

Électrolyte compatibilité : électrolyte liquide/solide (tension de tenue maximale 5V)

2. Capacité schéma de réglage :

Atteindre 0,5 à 50 Ah Couverture de capacité en ajustant la taille de l'électrode (50-200mm), le nombre de couches d'empilage (5 à 50 couches) et la densité de surface (5 à 20 mg/cm²).

3. Processus rapide commutation :

Matrice de revêtement temps de remplacementâ¤15min

Empilage/enroulement temps de commutation de modeâ¤30min

Système matériel changement de processus de nettoyageâ¤2h

Surveillance des données système

Typique applications de recherche

1. Haute énergie système de densité :

Correspondance : NCM811 + électrode négative en silicium et carbone

Paramètres de conception : densité superficielle 18 mg/cm², densité de compactage 3,4 g/cm²

2. Chargement rapide recherche de système :

Électrode fine conception : épaisseur de revêtement de 80 μm

Courant poreux demande de collectionneur

3. À l'état solide développement de la batterie :

Chaud intégré module composite de pressage (pression 10MPa, température 80°)

Spécialisé unité de traitement pour électrolyte sulfure/oxyde

La pochette lithium-ion La solution de ligne de laboratoire cellulaire peut réaliser une transition en douceur de la base recherche à la ligne pilote en ajoutant ou en supprimant des modules. Le recommandé l'investissement initial est d'environ RMB *** (hors ateliers propres), et les modules de configuration peuvent être sélectionnés en fonction des besoins spécifiques de recherche.

TOB NOUVELLE ÉNERGIE est engagé à créer des solutions et des services de batteries précisément adaptés pour clients mondiaux. Basé sur la batterie intelligente développée indépendamment Système de gestion, notre équipe technique fournit aux clients des solutions personnalisées des solutions couvrant de multiples voies techniques comme le lithium fer phosphate, Batteries ternaires au lithium et à semi-conducteurs grâce à la modélisation 3D, au fonctionnement simulation des conditions et analyse des modes de défaillance.