Pamamahala ng kalidad ng mga positibong materyales sa elektrod para sa mga baterya ng lithium

Pamamahala ng kalidad ng mga positibong materyales sa elektrod para sa mga baterya ng lithium

Ang pagganap ng mga baterya ng lithium-ion ay malapit na nauugnay sa kalidad ng mga positibong materyales sa elektrod.

Ang artikulong ito ay nagpapakilala ng ilang uri ng pagkabigo ng mga positibong materyales sa elektrod na may malaking epekto sa pagganap ng mga baterya ng lithium-ion, tulad ng paghahalo sa mga metal na dayuhang bagay, labis na kahalumigmigan, at hindi magandang pagkakapare-pareho ng batch. Ipinapaliwanag nito ang malubhang pinsalang idinudulot ng mga failure form na ito sa pagganap ng baterya, at ipinapaliwanag kung paano maiiwasan ang mga pagkabigo na ito mula sa isang pananaw sa pamamahala ng kalidad, na nagbibigay ng matibay na garantiya para sa higit pang pagpigil sa mga problema sa kalidad at pagpapahusay sa kalidad ng mga baterya ng lithium-ion.

Tulad ng alam nating lahat, ang cathode material ay isa sa mga pangunahing pangunahing materyales ng mga baterya ng lithium ion, at ang pagganap nito ay direktang nakakaapekto sa mga tagapagpahiwatig ng pagganap ng mga baterya ng lithium ion. Sa kasalukuyan, ang mga ibinebentang cathode na materyales ng mga baterya ng lithium ion ay kinabibilangan ng lithium cobalate, lithium manganate, Lithium iron phosphate, ternary materials at iba pang produkto.

Kung ikukumpara sa iba pang mga hilaw na materyales para sa mga baterya ng lithium-ion, ang iba't ibang mga positibong materyales sa elektrod ay mas magkakaibang, ang proseso ng produksyon ay mas kumplikado, at ang panganib ng pagkabigo sa kalidad ay mas malaki, kaya nangangailangan ng mas mataas na mga kinakailangan sa pamamahala ng kalidad. Tinatalakay ng artikulong ito ang mga karaniwang anyo ng pagkabigo at kaukulang mga hakbang sa pag-iwas ng mga positibong materyales sa elektrod para sa mga baterya ng lithium-ion mula sa pananaw ng mga gumagamit ng materyal.

1. Mga metal na dayuhang bagay na hinaluan sa positibong electrode material

Kapag mayroong bakal (Fe), tanso (Cu), kromo (Cr), nikel (Ni), sink (Zn), pilak (Ag) at iba pang mga impurities ng metal sa materyal na katod, kapag ang boltahe sa yugto ng pagbuo ng Ang baterya ay umabot sa potensyal na oksihenasyon at pagbabawas ng mga elementong ito ng metal, ang mga metal na ito ay unang ma-oxidized sa positibong poste at pagkatapos ay mababawasan sa negatibong poste. Kapag ang mga elemento ng metal sa negatibong poste ay naipon sa isang tiyak na lawak, ang mga matitigas na gilid at sulok ng nakadeposito na metal ay tatagos sa dayapragm, na nagiging sanhi ng sariling paglabas ng baterya.

Ang self discharge ay maaaring magkaroon ng nakamamatay na epekto sa mga baterya ng lithium-ion, kaya partikular na mahalaga na pigilan ang pagpasok ng mga metal na dayuhang bagay mula sa pinagmulan.

Mayroong maraming mga proseso ng produksyon para sa mga positibong materyales sa elektrod, at may panganib ng mga metal na dayuhang bagay na ipinakilala sa bawat hakbang ng proseso ng pagmamanupaktura. Ito ay naglalagay ng mas mataas na mga kinakailangan para sa antas ng automation ng kagamitan at on-site na antas ng pamamahala ng kalidad ng mga supplier ng materyal. Gayunpaman, ang mga supplier ng materyal ay kadalasang may mas mababang antas ng pag-automate ng kagamitan dahil sa mga hadlang sa gastos, na nagreresulta sa mas maraming breakpoint sa mga proseso ng produksyon at pagmamanupaktura, at pagtaas ng hindi nakokontrol na mga panganib.

Samakatuwid, upang matiyak ang matatag na pagganap ng baterya at maiwasan ang self discharge, ang mga tagagawa ng baterya ay dapat magsulong ng mga materyal na supplier upang maiwasan ang pagpasok ng mga metal na dayuhang bagay mula sa limang aspeto: tao, makina, materyal, pamamaraan, at kapaligiran.

Simula sa kontrol ng mga tauhan, ang mga empleyado ay dapat na ipagbawal na magdala ng mga metal na dayuhang bagay sa pagawaan, magsuot ng alahas, at magsuot ng damit pangtrabaho, sapatos, at guwantes kapag pumapasok sa workshop upang maiwasan ang pagkakadikit sa mga metal na dayuhang bagay bago madikit sa pulbos. Upang magtatag ng mekanismo ng pangangasiwa at inspeksyon, linangin ang kamalayan sa kalidad ng mga empleyado, at gawin silang sinasadyang sumunod at mapanatili ang kapaligiran ng workshop.

Ang mga kagamitan sa produksyon ay ang pangunahing link para sa pagpapakilala ng mga dayuhang bagay, tulad ng kalawang at likas na pagkasuot ng materyal sa mga bahagi ng kagamitan at mga tool na nakakaugnay sa mga materyales; Mga bahagi ng kagamitan at kasangkapan na hindi direktang nakikipag-ugnayan sa materyal, at dumidikit at lumulutang ang alikabok sa materyal dahil sa daloy ng hangin sa workshop. Ayon sa antas ng epekto, maaaring gamitin ang iba't ibang paraan ng paggamot, tulad ng pagpipinta, pagpapalit ng mga di-metal na materyal na coatings (plastic, ceramic), at pagbabalot ng mga hubad na bahagi ng metal. Ang mga tagapamahala ay dapat ding magtatag ng kaukulang mga tuntunin at regulasyon upang malinaw na tukuyin kung paano pamahalaan ang mga metal na dayuhang bagay, magtatag ng isang checklist, at hilingin sa mga empleyado na magsagawa ng mga regular na inspeksyon upang maiwasan ang mga potensyal na problema.

Ang mga hilaw na materyales ay ang direktang pinagmumulan ng mga metal na dayuhang bagay sa mga positibong materyales sa elektrod. Ang biniling hilaw na materyales ay dapat may mga regulasyon sa nilalaman ng mga metal na dayuhang bagay. Matapos makapasok sa pabrika, dapat na isagawa ang mahigpit na inspeksyon upang matiyak na ang kanilang nilalaman ay nasa loob ng tinukoy na hanay. Kung ang nilalaman ng mga impurities ng metal sa mga hilaw na materyales ay lumampas sa pamantayan, mahirap alisin ang mga ito sa mga kasunod na proseso.

Upang maalis ang mga metal na dayuhang bagay, ang electromagnetic iron removal ay naging isang kinakailangang proseso sa paggawa ng mga positibong materyales sa elektrod. Ang mga electromagnetic iron removal machine ay malawakang ginagamit, ngunit ang kagamitang ito ay hindi gumagana sa mga non-magnetic na metal substance tulad ng tanso at sink. Samakatuwid, dapat iwasan ng workshop ang paggamit ng mga bahagi ng tanso at sink. Kung kinakailangan, inirerekumenda din na maiwasan ang direktang pakikipag-ugnay sa pulbos o pagkakalantad sa hangin. Bilang karagdagan, ang posisyon ng pag-install, bilang ng mga pag-install, at mga setting ng parameter ng electromagnetic iron remover ay mayroon ding tiyak na epekto sa epekto ng pagtanggal ng bakal.

Upang matiyak ang kapaligiran ng pagawaan at makamit ang positibong presyon sa pagawaan, kinakailangan ding magtatag ng mga dobleng pinto at mga pintuan ng air shower upang maiwasan ang pagpasok ng panlabas na alikabok sa pagawaan at mga materyal na nakakadumi. Kasabay nito, ang mga kagamitan sa pagawaan at mga istruktura ng bakal ay dapat na maiwasan ang kalawang, at ang lupa ay dapat ding lagyan ng kulay at regular na demagnetized.

2. Ang moisture content ng positive electrode material ay lumampas sa pamantayan

Ang mga positibong materyales ng elektrod ay halos micron o nanoscale na mga particle, na madaling sumipsip ng kahalumigmigan mula sa hangin, lalo na ang mga ternary na materyales na may mataas na nilalaman ng Ni. Kapag inihahanda ang positibong electrode paste, kung ang positibong electrode na materyal ay may mataas na nilalaman ng tubig, ang solubility ng PVDF ay mababawasan pagkatapos na masipsip ng NMP ang tubig sa panahon ng proseso ng paghahalo ng slurry, na magiging sanhi ng pag-paste ng gel upang maging halaya, na nakakaapekto sa pagganap ng pagproseso. Pagkatapos gumawa ng baterya, maaapektuhan ang kapasidad nito, panloob na resistensya, sirkulasyon, at pag-magnify, kaya ang moisture content ng positive electrode material, tulad ng mga metal na dayuhang bagay, ay dapat na isang pangunahing proyekto sa pagkontrol.

Kung mas mataas ang antas ng automation ng kagamitan sa linya ng produksyon, mas maikli ang oras ng pagkakalantad ng pulbos sa hangin, at mas kaunting tubig ang ipinakilala. Ang pagpo-promote sa mga supplier ng materyal upang pahusayin ang automation ng kagamitan, tulad ng pagkamit ng buong pipeline na transportasyon, pagsubaybay sa mga pipeline dew point, at pag-install ng mga robotic arm upang makamit ang awtomatikong paglo-load at pagbabawas, ay nakakatulong nang malaki sa pagpigil sa pagpasok ng moisture. Gayunpaman, ang ilang mga supplier ng materyal ay limitado sa pamamagitan ng disenyo ng pabrika o mga presyon ng gastos, at kapag ang automation ng kagamitan ay hindi mataas at mayroong maraming mga breakpoint sa proseso ng pagmamanupaktura, kinakailangan na mahigpit na kontrolin ang oras ng pagkakalantad ng pulbos. Pinakamainam na gumamit ng nitrogen filled barrels para sa pulbos sa panahon ng proseso ng paglipat.
Ang temperatura at halumigmig ng pagawaan ng produksyon ay isa ring pangunahing tagapagpahiwatig ng kontrol, at ayon sa teorya, mas mababa ang punto ng hamog, mas kanais-nais ito. Karamihan sa mga supplier ng materyal ay nakatuon sa kontrol ng kahalumigmigan pagkatapos ng proseso ng sintering. Naniniwala sila na ang sintering temperature na humigit-kumulang 1000 degrees Celsius ay maaaring mag-alis ng karamihan sa moisture sa powder. Hangga't ang pagpapakilala ng kahalumigmigan mula sa proseso ng sintering hanggang sa yugto ng packaging ay mahigpit na kinokontrol, maaari nitong tiyakin na ang nilalaman ng kahalumigmigan ng materyal ay hindi lalampas sa pamantayan.

Siyempre, hindi ito nangangahulugan na hindi na kailangang kontrolin ang kahalumigmigan bago ang proseso ng sintering, dahil kung masyadong maraming kahalumigmigan ang ipinakilala sa nakaraang proseso, ang kahusayan ng sintering at ang microstructure ng materyal ay maaapektuhan. Bilang karagdagan, ang paraan ng packaging ay napakahalaga din. Karamihan sa mga supplier ng materyal ay gumagamit ng mga aluminum plastic bag para sa vacuum packaging, na kasalukuyang lumilitaw na ang pinaka-ekonomiko at epektibong paraan.

Siyempre, ang iba't ibang disenyo ng materyal ay maaari ding magkaroon ng makabuluhang pagkakaiba sa pagsipsip ng tubig, tulad ng mga pagkakaiba sa mga materyales sa patong at partikular na lugar sa ibabaw, na maaaring makaapekto sa kanilang pagsipsip ng tubig. Bagama't pinipigilan ng ilang mga supplier ng materyal ang pagpasok ng moisture sa panahon ng proseso ng pagmamanupaktura, ang mga materyales mismo ay may katangian na madaling sumipsip ng tubig, na nagpapahirap sa pagpapatuyo ng kahalumigmigan pagkatapos gawin ang mga electrode plate, na nagdudulot ng problema sa mga tagagawa ng baterya. Samakatuwid, kapag bumubuo ng mga bagong materyales, dapat isaalang-alang ang isyu ng pagsipsip ng tubig at ang pagbuo ng mga materyales na may mas mataas na pagiging pandaigdigan, na lubhang kapaki-pakinabang para sa parehong supply at demand.

3. Hindi magandang batch consistency ng 3 positive electrode materials

Para sa mga tagagawa ng baterya, mas maliit ang pagkakaiba at mas mahusay ang pagkakapare-pareho sa pagitan ng mga batch ng mga positibong materyales sa elektrod, mas magiging matatag ang pagganap ng natapos na baterya. Tulad ng alam nating lahat, ang isa sa mga pangunahing disadvantages ng Lithium iron phosphate cathode material ay ang mahinang batch stability. Sa proseso ng pulping, ang lagkit at solidong nilalaman ng bawat batch ng slurry ay hindi matatag dahil sa malalaking pagbabagu-bago ng batch, na nagdudulot ng problema sa mga user at nangangailangan ng patuloy na pagsasaayos ng proseso upang umangkop.

Ang pagpapabuti ng antas ng automation ng mga kagamitan sa produksyon ay ang pangunahing paraan upang mapabuti ang katatagan ng batch ng mga materyales ng Lithium iron phosphate. Gayunpaman, sa kasalukuyan, ang antas ng automation ng kagamitan ng domestic Lithium iron phosphate material supplier ay karaniwang mababa, ang teknikal na antas at kakayahan sa pamamahala ng kalidad ay hindi mataas, at ang mga materyales na ibinigay ay may iba't ibang mga problema sa kawalang-tatag ng batch. Mula sa pananaw ng mga user, kung hindi maaalis ang mga pagkakaiba ng batch, umaasa kami na mas malaki ang bigat ng isang batch, mas mabuti, sa kondisyon na ang mga materyales sa parehong batch ay pare-pareho at matatag.

Kaya't upang matugunan ang pangangailangang ito, ang mga supplier ng iron lithium material ay kadalasang nagdaragdag ng proseso ng paghahalo pagkatapos gawin ang tapos na produkto, na pantay na paghaluin ang ilang mga batch ng mga materyales. Kung mas malaki ang volume ng mixing kettle, mas maraming materyales ang nilalaman nito, at mas malaki ang halaga ng mixed batch.

Maaaring makaapekto sa lagkit ng ginawang slurry ang laki ng particle, partikular na surface area, moisture, pH value, at iba pang indicator ng iron lithium materials. Gayunpaman, ang mga indicator na ito ay kadalasang mahigpit na kinokontrol sa loob ng isang partikular na hanay, at maaaring may mga makabuluhang pagkakaiba pa rin sa lagkit sa pagitan ng mga batch ng slurry. Upang maiwasan ang mga anomalya sa panahon ng paggamit ng batch, madalas na kinakailangan na gayahin ang formula ng produksyon at maghanda ng ilang slurry viscosity test nang maaga bago gamitin ang mga ito, at pagkatapos lamang matugunan ang mga kinakailangan maaari silang magamit, Ngunit kung ang mga tagagawa ng baterya ay nagsasagawa ng pagsubok bago ang bawat produksyon, ito ay lubos na magbabawas ng kahusayan sa produksyon, kaya ipapasa nila ang gawaing ito sa tagapagtustos ng materyal at hilingin sa tagapagtustos ng materyal na kumpletuhin ang pagsubok at matugunan ang mga kinakailangan bago ipadala.

Siyempre, sa pag-unlad ng teknolohiya at pagpapabuti ng mga kakayahan sa proseso ng mga tagatustos ng materyal, ang pagpapakalat ng mga pisikal na katangian ay lumiliit at lumiliit, at ang hakbang ng pagsubok sa lagkit bago ang kargamento ay maaaring alisin. Bilang karagdagan sa mga hakbang na binanggit sa itaas upang mapabuti ang pagkakapare-pareho, dapat din tayong gumamit ng mga tool na may kalidad upang mabawasan ang kawalang-tatag ng batch at maiwasan ang mga isyu sa kalidad na mangyari. Pangunahing nagsisimula sa mga sumusunod na aspeto.

(1) Magtatag ng mga pamamaraan sa pagpapatakbo.

Ang likas na kalidad ng isang produkto ay parehong dinisenyo at ginawa. Samakatuwid, kung paano gumagana ang mga operator ay partikular na mahalaga para sa pagkontrol sa kalidad ng produkto, at ang mga detalyado at tiyak na mga pamantayan sa pagpapatakbo ay dapat na maitatag.

(2) Pagkilala sa CTQ.

Tukuyin ang mga pangunahing tagapagpahiwatig at proseso na nakakaapekto sa kalidad ng produkto, subaybayan ang mga pangunahing tagapagpahiwatig ng kontrol na ito, at bumuo ng kaukulang mga hakbang sa pagtugon sa emergency. Ang orthophosphoric acid railway line ay ang mainstream ng kasalukuyang paghahanda ng Lithium iron phosphate. Kasama sa mga proseso nito ang batching, ball milling, sintering, pagdurog, packaging, atbp. Ang proseso ng ball milling ay dapat pangasiwaan bilang isang pangunahing proseso, dahil kung ang pagkakapare-pareho ng pangunahing laki ng particle pagkatapos ng ball milling ay hindi mahusay na kontrolado, ang consistency ng particle ang laki ng tapos na produkto ay maaapektuhan, na makakaapekto sa batch consistency ng mga materyales.

(3) Ang paggamit ng SPC.

Magsagawa ng real-time na pagmamanman ng SPC sa mga pangunahing parameter ng katangian ng mga pangunahing proseso, pag-aralan ang mga abnormal na punto, tukuyin ang mga sanhi ng kawalang-tatag, gumawa ng epektibong pagwawasto at pag-iwas sa mga hakbang, at maiwasan ang mga may sira na produkto na dumadaloy sa kliyente.

4. Iba pang masamang sitwasyon

Kapag gumagawa ng slurry, ang positive electrode material ay hinahalo nang pantay-pantay sa mga solvent, adhesives, at conductive agent sa isang tiyak na proporsyon sa slurry tank, at pagkatapos ay ilalabas sa pipeline. Ang isang filter na screen ay naka-install sa labasan upang maharang ang malalaking particle at dayuhang bagay sa positibong materyal ng elektrod at matiyak ang kalidad ng patong. Kung ang positibong materyal ng elektrod ay naglalaman ng malalaking particle, magdudulot ito ng pagbara sa screen ng filter. Kung ang komposisyon ng malalaking particle ay pa rin ang positibong materyal ng elektrod mismo, makakaapekto lamang ito sa kahusayan ng produksyon at hindi makakaapekto sa pagganap ng baterya, at ang mga pagkalugi ay maaaring mabawasan. Ngunit kung ang komposisyon ng mga malalaking particle na ito ay hindi tiyak at ang mga ito ay iba pang mga metal na dayuhang bagay, ang ginawa na slurry ay ganap na i-scrap, na magreresulta sa malaking pagkalugi.

Ang paglitaw ng abnormalidad na ito ay dapat dahil sa mga isyu sa panloob na pamamahala ng kalidad sa loob ng materyal na supplier. Karamihan sa mga positibong materyales ng elektrod ay ginawa sa pamamagitan ng mga proseso ng screening, at kung ang screen ay nasira, siniyasat at pinalitan sa isang napapanahong paraan. Kung ang screen ay nasira, walang mga hakbang laban sa pagtagas, at kung ang malalaking particle ay nakita sa panahon ng inspeksyon ng pabrika ay kailangan pa ring mapabuti.