Как создают литиевый аккумулятор

Из чего состоит, как и в каких условиях производится литиевый аккумулятор, какое оборудование при его производстве применяется? Рассматривая этот сложный и многогранный вопрос , для примера будет приводится пример изготовления простого литий-ионного аккумулятора. Не взирая на широкий спектр химических элементов, их составов и смесей, а также множество применяемых в изготовлении активной массы для нанесения на электродные ленты аккумулятора различных присадок, технология производства большинства типов источников питания практически идентична.

Принципиальное схематичное устройство литиевого аккумулятора несложно. Он состоит из электродов (анода и катода), сепаратора (служащего разделителем между анодом и катодом), электролита, корпуса с выводами (контактами) от анода и катода. Следует различать понятия аккумулятор и аккумуляторная батарея. Приведенная выше схема представляет собой одну ячейку аккумуляторной батареи, то есть непосредственно сам аккумулятор, хотя в обиходе привыкли использовать термин аккумулятор, применительно к аккумуляторной батарее, состоящей из нескольких простых ячеек (источников питания).

Технология производства литиевого источника питания состоит из нескольких этапов:

1. Подготовка активной электродной массы для последующего нанесения на фольгированную алюминиевую или медную основу (ленту). Смесь компонентов составляющих активную массу для электродов, размалывают до мелкодисперсного состояния, добавляют необходимые ингредиенты и тщательно перемешивают до получения полностью однородной суспензии в специальных вакуумных миксерах.
2. Полученную активную массу наносят очень тонким слоем на ленту из алюминия или меди ракельным устройством или более производительной системой с прижимным роликом, после чего слой покрытия подвергается термической обработке, для получения не только необходимого химического состава, но и требуемой влажности. Далее лента электрода с нанесенной активной массой прокатывается через пресс для уплотнения покрывающего слоя на фольге. Это делается для получения более тонкой электродной ленты, от параметров которой зависит размер и объем аккумулятора.
3. На высокоточном оборудовании полученную катодную либо анодную ленту нарезают на полосы требуемых размеров, после чего снова подвергают просушке. К изготовленным аноду и катоду привариваются выводы токосъемников. Электроды и сепаратор собирают в многослойную конструкцию требуемой конфигурации, определяющей форму аккумулятора. Обязательным моментом производства служит процесс тестирования собранной конструкции на токи короткого замыкания.
4. В корпус изготавливаемого источника питания в среде инертного газа посредством перчаточного бокса дозировано закачивается электролит и производится центровка крышки корпуса с последующей ее опрессовкой, при тщательном соблюдении герметизации внутреннего пространства корпуса. Готовый элемент питания обтягивается термоусадочной пленкой ПВХ, свободными остаются только разнополярные выводы контактов.
5. Последним этапом является первичная зарядка аккумулятора. Он должен пройти как минимум один цикл заряд/разряд для активации рабочих материалов аккумулятора приводящих его в рабочее состояние. После чего производится контроль качества, испытания на проверку емкости и внутреннего сопротивления.

Большая часть технологических этапов производства аккумуляторов автоматизирована, Используются конвейерные линии и специальное оборудование – миксеры, мельницы-дробилки, дозаторы, прессовые механизмы, ультразвуковые сварочные аппараты. Но наряду с этим, еще используется грамотно организованный ручной труд. В основном это процессы производства, выполняемые с использованием перчаточных боксов в среде инертного газа.

На протяжении всего производственного цикла, из-за недопустимости повреждения и загрязнения изготавливаемых составляющих частей аккумулятора, необходимы строгий контроль за технологическим процессом и чистотой в производственных помещениях.