リチウム電池の混合プロセスに関する豆知識

I. ミキシングとは

混合の定義

一般に、リチウム電池の製造プロセスは、前期、中期、後期の 3 つの段階に分かれています。

前段階: ポールピースの製造には、混合、コーティング、プレス、ベーキング、ストライピング、シーティング、およびポールイヤー形成プロセスが含まれます。

中間段階: バッテリーセルの組み立てには、巻き付けまたは積層、バッテリーセルのシェルへの事前梱包、電解液の注入、および封止が含まれます。

バックステージ: バックステージの処理には、バッテリーセルの容量分割、立置、テスト、選別が含まれます。

そして、リチウム電池製造の最初のプロセスである混合は重要な役割を果たします。混合とは、活物質粉末、結着剤、導電剤などと溶媒を一定の順序と条件で混合し、安定な懸濁液を作製する工程を指します。

リチウム電池の混合の概要

パルプ化は、リチウム電池製造における最初のプロセスおよび核心部分であり、後続のコーティング、圧延およびその他のプロセスを高品質に完成させるために必要な条件でもあります。プロセスの流れは、電池活物質、導電剤、ポリマーバインダーなどのさまざまな粉末を溶媒に混合、溶解、分散させて、均一で安定した懸濁系を形成することです。調製された完成スラリーは、電極コーティング工程で使用されます。スラリーの品質（均一性、安定性、一貫性など）は、リチウム電池製品の内部抵抗、容量、サイクル寿命、速度、一貫性、安全性、歩留まりに決定的な役割を果たします。

2. リチウム電池の混合工程の重要性

バッテリーの内部抵抗、容量、サイクル寿命、レート性能に重要な影響を与えます。

リチウム電池の電極は、最適な性能を達成するために、良好な機械的特性、良好な電子伝達およびイオン伝達能力を備えている必要があります。スラリーの混合、分散が不十分であると、活物質や導電剤粒子が凝集し、結着剤が偏ってしまい、安定した接続が得られない。良好なイオンチャネルと電子チャネルが存在しないため、バッテリーの内部抵抗が大きくなり、バッテリー容量を十分に活用できなくなります。特に大電流下では電池容量の低下が著しく、発熱も大きく、サイクル寿命も悪化します。

これはバッテリーの一貫性と安全性に重要な影響を与えます。

パルプ化プロセス中、活物質、導電剤、バインダーが完全に混合され、均一に分散されていることを確認する必要があります。そうしないと、同じバッチの内部抵抗、容量、サイクル寿命などの単電池の性能が低下します。バッテリーもかなり違うでしょう。同時に、パルプ化プロセスでは、スラリー中に金属粒子、破片、塵などができるだけ混入しないようにする必要がある。ゴミが混入するとバッテリー内部で微小ショートが発生し、ひどい場合はバッテリーが発火・爆発する恐れがあります。これらにより、パルプ化装置の材料選択とプロセス制御能力に高い要件が課せられます。

これは、コーティングや圧延などの後続の電池極の加工手順に重要な影響を与えます。

たとえば、スラリーの細かさと粘度によって、スラリーがコーティングに適しているかどうかが決まります。基準の細かさでない場合、塗装工程でキズが発生します。粘度が適切でないと、スラリーを集電体に均一に塗布することができない。スラリーの固形分は、コーティングの乾燥効率と磁極片の品質に影響を与えます。スラリーの安定性は、スラリーの安定した保存時間に影響します。塗布ローラーで押し出された磁極片が均一かどうかは、スラリーの均一性によって決まります。原料に違いがない場合、スラリーの品質はパルプ化工程とパルプ化装置によって決まります。

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