Як створюють літієвий акумулятор

З чого полягає, як і в яких умовах виробляється літієвий акумулятор, яке обладнання застосовується при його виробництві? Розглядаючи це складне і багатогранне питання, для прикладу наводиться приклад виготовлення простого літій-іонного акумулятора. Незважаючи на широкий спектр хімічних елементів, їх складів та сумішей, а також безліч вживаних у виготовленні активної маси для нанесення на електродні стрічки акумулятора різних присадок, технологія виробництва більшості типів джерел живлення практично ідентична.

Принциповий схематичний пристрій літієвого акумулятора нескладний. Він складається з електродів (анода та катода), сепаратора (службовця роздільником між анодом та катодом), електроліту, корпусу з висновками (контактами) від анода та катода. Слід розрізняти поняття акумулятор та акумулятор. Наведена вище схема є одним осередком акумуляторної батареї, тобто безпосередньо сам акумулятор, хоча в побуті звикли використовувати термін акумулятор, стосовно акумуляторної батареї, що складається з декількох простих осередків (джерел живлення).

Технологія виробництва літієвого джерела живлення складається з кількох етапів:

1. Підготовка активної електродної маси для подальшого нанесення на фольговану алюмінієву або мідну основу (стрічку). Суміш компонентів, що складають активну масу для електродів, розмелюють до дрібнодисперсного стану, додають необхідні інгредієнти і ретельно перемішують до отримання повністю однорідної суспензії у спеціальних вакуумних міксерах.
2. Отриману активну масу наносять дуже тонким шаром на стрічку з алюмінію або міді ракельним пристроєм або більш продуктивною системою з притискним роликом, після чого шар покриття піддається термічній обробці для отримання не тільки необхідного хімічного складу, але і необхідної вологості. Далі стрічка електрода з нанесеною активною масою прокочується через прес для ущільнення шару покриває на фользі. Це робиться для отримання тоншої електродної стрічки, від параметрів якої залежить розмір та об'єм акумулятора.
3. На високоточному обладнанні отриману катодну або анодну стрічку нарізають на смуги необхідних розмірів, після чого знову просушують. До виготовлених аноду та катоду приварюються висновки струмознімачів. Електроди та сепаратор збирають у багатошарову конструкцію необхідної конфігурації, що визначає форму акумулятора. Обов'язковим моментом виробництва є процес тестування зібраної конструкції на струми короткого замикання.
4. У корпус джерела живлення, що виготовляється, в середовищі інертного газу за допомогою рукавичного боксу дозовано закачується електроліт і проводиться центрування кришки корпусу з подальшим її опресуванням, при ретельному дотриманні герметизації внутрішнього простору корпусу. Готовий елемент живлення обтягується термозбіжною плівкою ПВХ, вільними залишаються тільки різнополярні висновки контактів.
5. Останнім етапом є первинна зарядка акумулятора. Він повинен пройти як мінімум один цикл заряду/розряду для активації робочих матеріалів акумулятора, що приводять його в робочий стан. Після цього здійснюється контроль якості, випробування на перевірку ємності та внутрішнього опору.

Більшість технологічних етапів виробництва акумуляторів автоматизована, Використовуютьсяконвеєрні лінії та спеціальне обладнання - міксери, млини-дробилки, дозатори, пресові механізми, ультразвукові зварювальні апарати. Але водночас ще використовується грамотно організована ручна праця. В основному це процеси виробництва, що виконуються з використанням пальчаткових боксів у середовищі інертного газу.

Протягом усього виробничого циклу, через неприпустимість пошкодження та забруднення частин акумулятора, що виготовляються, необхідні суворий контроль за технологічним процесом та чистотою у виробничих приміщеннях.