Équipements de fabrication d'électrodes : poser les bases des performances des batteries

Composant essentiel du stockage d'énergie dans les batteries au lithium, la précision de fabrication des électrodes influe directement sur la densité énergétique et la durée de vie des batteries. Les équipements de fabrication d'électrodes sont indispensables au contrôle de ce processus. Lors de l'étape de revêtement de l'électrode positive, des machines de revêtement de haute précision, actionnées par des servomoteurs, pilotent le mouvement de la tête de revêtement et déposent uniformément la suspension d'électrode positive sur une feuille d'aluminium. L'erreur d'épaisseur du revêtement est ainsi maîtrisée. ± 1 micron – une précision équivalente à 1/50e du diamètre d'un cheveu. Le fabricant chinois Prolong Intelligent a mis au point une machine de revêtement synchrone double face qui, grâce à un système de surveillance infrarouge en ligne, augmente l'efficacité du revêtement de 1,8 fois par rapport aux équipements traditionnels et ajuste l'épaisseur en temps réel, évitant ainsi la baisse de capacité de la batterie due à un revêtement irrégulier.

Équipement roulant Le processus de densification et de mise en forme est assuré par une machine de laminage. Après le revêtement, les feuilles d'électrodes sont laminées à l'épaisseur requise. Ce procédé garantit une forte cohésion des matériaux d'électrode tout en préservant une porosité suffisante pour la migration des ions lithium. La machine de laminage intelligente de Yinheng Technology est équipée d'un système de régulation de pression qui ajuste automatiquement la pression de laminage en fonction des caractéristiques des différents matériaux d'électrodes. Ce système maintient l'écart de densité des feuilles d'électrodes inférieur à 2 %, améliorant ainsi significativement l'efficacité de charge et de décharge ainsi que la stabilité cyclique des batteries au lithium. Les données industrielles montrent que les feuilles d'électrodes produites par un équipement de laminage de pointe peuvent prolonger la durée de vie des batteries au lithium de plus de 30 %.

Équipements d'assemblage de cellules : Garantir la sécurité et la conformité des batteries

L'assemblage des cellules est l'étape de précision de la production des batteries au lithium. Il englobe des procédés clés tels que l'enroulement, le conditionnement et l'injection d'électrolyte. Chaque étape requiert une grande précision d'utilisation grâce à un équipement dédié. Lors de l'enroulement, des machines entièrement automatisées enroulent l'électrode positive, l'électrode négative et le séparateur pour former les cellules à une vitesse de 30 à 50 tours par minute, avec une précision de positionnement de… ± Avec une précision de 0,05 millimètre, l'alignement parfait des électrodes positive et négative est garanti, évitant ainsi tout risque de court-circuit dû à un défaut d'alignement. La bobineuse multi-stations de Prolong Intelligent est également dotée d'une fonction de détection des défauts, qui utilise un système de vision industrielle pour détecter en temps réel les rayures et impuretés à la surface des feuilles d'électrodes. Dès qu'un problème est détecté, la machine s'arrête immédiatement, maintenant ainsi le taux de défauts des cellules en dessous de 0,1 %.

équipement d'injection d'électrolytes est directement lié à la sécurité et à la stabilité des performances des batteries au lithium. En tant que « pont » pour la transmission des ions lithium, le volume d'électrolyte injecté doit être contrôlé avec précision : un excès peut provoquer des fuites, tandis qu'un volume insuffisant peut affecter la capacité de la batterie. La machine d'injection sous vide de Xinzhoubang utilise une technologie de « pressurisation quantitative » pour injecter avec précision l'électrolyte dans les cellules sous vide, avec une erreur de volume d'injection de ± Ce dispositif permet de limiter le volume de fuite à 0,1 millilitre, tout en évitant l'entrée d'air dans les cellules et les risques potentiels pour la sécurité. Après son utilisation par un fabricant de batteries pour véhicules électriques, le taux de fuite des cellules est passé de 0,5 % à 0,03 %, améliorant considérablement la sécurité de la batterie.

Équipements de test et de formation : sélection de produits de haute qualité et activation des performances des batteries

Après leur production, les batteries au lithium doivent encore subir des tests rigoureux réalisés par des équipements de test et de formation afin de garantir leur conformité aux normes de qualité. Ces équipements activent les performances électrochimiques des cellules lors du premier cycle de charge et de décharge, formant ainsi un film SEI (film d'interface électrolyte solide) stable, étape cruciale pour la durée de vie et la sécurité des batteries au lithium.

L'équipement de test agit comme un « médecin examinateur » pour les batteries au lithium, évaluant de manière exhaustive des indicateurs tels que la capacité, la tension, la résistance interne et la sécurité. L'équipement de test complet de Lando permet de réaliser les tests de capacité et de résistance interne des cellules en 3 minutes et d'effectuer des tests de sécurité (perforation, compression, choc thermique) afin d'éliminer les produits non conformes. Suite à l'adoption de cet équipement par une entreprise spécialisée dans le stockage d'énergie, un contrôle complet à 100 % des batteries au lithium a été réalisé, maintenant le taux de défauts en usine en dessous de 0,05 % et garantissant ainsi le bon fonctionnement des centrales de stockage d'énergie à grande échelle. De plus, cet équipement de détection permet également de collecter les données de performance des batteries au lithium, fournissant ainsi des données précieuses pour l'optimisation de leur conception et favorisant l'amélioration continue de la technologie des batteries au lithium.

Modernisation des équipements : propulser l'industrie des batteries au lithium vers le haut de gamme

Face à l'amélioration constante des performances des batteries au lithium dans le secteur des énergies nouvelles, les équipements de fabrication de ces batteries évoluent sans cesse vers une production « intelligente, rapide et de haute précision ». En matière d'intelligence, les fabricants d'équipements ont intégré les technologies de l'Internet industriel, utilisant des capteurs et des plateformes d'analyse de données pour surveiller en temps réel l'état de fonctionnement des équipements, anticiper les pannes et effectuer la maintenance préventive, ce qui permet d'atteindre des taux d'utilisation supérieurs à 95 %. Quant à la rapidité, l'efficacité de production des machines d'enroulement et de revêtement de nouvelle génération a doublé en cinq ans, permettant aux fabricants de batteries au lithium d'atteindre une production à grande échelle et de réduire les coûts de production des cellules de 20 à 30 %.

Parallèlement, la modernisation des équipements de production a également permis des avancées majeures dans la technologie des batteries au lithium. Par exemple, pour répondre aux besoins de production des batteries lithium-ion à l'état solide, les fabricants d'équipements ont développé des machines spécialisées, telles que des machines de revêtement d'électrolyte solide et des fours de frittage à haute température, jetant ainsi les bases de l'industrialisation de ces batteries. De même, pour répondre aux besoins de production des grandes batteries cylindriques, des lignes d'assemblage entièrement automatisées ont permis d'automatiser l'ensemble du processus, de la découpe des feuilles d'électrodes à l'encapsulation des cellules, favorisant ainsi une augmentation rapide de la capacité de production de ces batteries. On peut donc affirmer que chaque avancée technologique dans le domaine des équipements de fabrication de batteries au lithium contribue de manière significative à la modernisation de l'industrie.