ソフトパック電池セルの製造方法は?

細胞は細胞の最小単位ですバッテリーシステム。複数のセルでモジュールを形成し、複数のモジュールで電池パックを形成し、車載用電源電池の基本構造を構成します。

セルの製造プロセスには次のものが含まれます。

(1) 活物質スラリー調製～混合工程

混合には、真空ミキサーを使用して活物質（カソードにはリン酸鉄リチウム、アノードにはグラファイト）をスラリーに混合することが含まれます。これはバッテリー製造の最初のステップです。このプロセスの品質管理は、バッテリーの品質と最終製品の歩留まりに直接影響します。これには、原材料の比率、混合ステップ、撹拌時間などに関する厳しい要件を伴う複雑なワークフローが含まれます。

(2) 撹拌したスラリーを銅箔上に塗布～塗布工程

このプロセスでは、事前に混合したスラリーを銅箔の両面に均一にコーティングします。

コーティングの重要な焦点は、一貫した厚さと重量を実現することです。

偏りがあると電池の一貫性が損なわれるため、電極の厚さと重量を均一にするためにはコーティングが最も重要です。また、電極内の粒子、破片、または塵による汚染も防止する必要があります。このような汚染はバッテリーの放電を加速させ、安全上の問題を引き起こす可能性があります。

(3) 冷間プレスとプレカット: 銅箔上に陽極材料を固める

圧延作業場では、アノード材料とカソード材料でコーティングされた電極シートをロールで圧縮します。このプロセスにより、コーティングの密度が高まり、エネルギー密度が向上し、粉塵や湿気をさらに制御しながら厚さの均一性が確保されます。

冷間プレスにより、正極材料と負極材料がアルミニウム箔上で圧縮されます。これは、エネルギー密度を高めるために重要です。

コールドプレスされた電極シートは、バリの形成を厳密に制御しながら (顕微鏡でのみ確認可能)、必要な電池寸法にスリットされます。これにより、重大な安全上の問題を引き起こす可能性のあるバリがセパレータを突き破るのを防ぎます。

(4) 電池のプラス・マイナスタブの作成～タブの型抜きとスリット

タブの打ち抜きプロセスでは、打抜き機を使用してセルの導電性タブを形成します。バッテリーにはプラス極とマイナス極があるため、これらのタブはセルの電極を接続する金属導体として機能します。簡単に言うと、バッテリーの端子の「耳」であり、充放電時の接点として機能します。

続くスリット工程では、カッター刃を使用して電池電極シートを分割します。

(5) セル試作完成～積層工程

スリット電極シートは、負極、セパレータ、正極、セパレータ、負極、セパレータ、正極・・・正極、セパレータ、負極の順に積層されている。このプロセスは積層と呼ばれ、組み立てられた電極シートはセルと呼ばれます。

(6) タブ溶接

これはセル製造の 2 番目のプロセスです。専用の溶接装置を使用して、タブを積層セルに溶接します。

(7) カプセル化

これは細胞調製の 3 番目のステップです。セルはアルミニウムとプラスチックのフィルムで包まれています。

(8) 水分除去と電解液注入～焼成と電解液注入～

湿気はバッテリーシステムの大敵です。ベーキングプロセスにより、内部の水分レベルが基準を満たしていることが保証され、バッテリーのライフサイクル全体を通じて最適なパフォーマンスが保証されます。

電解質の充填は、セル準備の 4 番目のステップです。電解質は、予備の充填ポートを通じてカプセル化されたセルに注入され、半完成セルを形成します。電解質は細胞の体内を流れる血液のように機能し、そこでは荷電イオンの移動を通じてエネルギー交換が起こります。これらのイオンは電解質から反対の電極に輸送され、充電と放電のプロセスが完了します。注入される電解質の量は重要です。過剰な充填はバッテリーの過熱や即時の故障を引き起こす可能性があり、一方、充填が不十分な場合はバッテリーのサイクル寿命が損なわれます。

(9) 細胞活性化プロセス - 形成

形成とは、電解質を充填した後、細胞を活性化するプロセスです。充電と放電を繰り返すと、内部で化学反応が発生して SEI フィルムが形成されます (SEI フィルム: リチウム電池の最初のサイクルで、電解質が固液界面でアノード材料と反応するときに形成される不動態化層。セルに保護コーティングを施すのと同様です)。これにより、その後の充電および放電サイクル中のセルの安全性、信頼性、および長いサイクル寿命が保証されます。セルの性能を活性化するには、X 線検査、絶縁モニタリング、溶接検査、容量テストなどの一連の「ヘルスチェック」も必要です。

形成プロセスにはさらに次のものが含まれます。

- セル活性化後の 2 回目の電解質充填

- 計量

- 注入口の溶接

- リークテスト

- 自己放電試験

- 高温老化

- 静的老化

これらの手順により、製品のパフォーマンスが保証されます。

(10) 容量のソート

製造上のばらつきにより、バッテリーセルは同一の容量を実現できません。容量の分類には、特定の充放電テストを通じてセルを容量ごとにグループ化することが含まれます。

(11) 検査及び保管時の梱包