La production de batteries au lithium est un processus d'ingénierie systématique nécessitant une précision et une propreté élevées. Il s'articule autour de cinq étapes principales : "Purification des matériaux → Formation d'électrodes → Assemblage de cellules → Activation chimique → Vérification de la qualité". Tout au long du processus, l'humidité, les impuretés et les paramètres du processus doivent être strictement contrôlés pour garantir la sécurité, la capacité et la durée de vie de la batterie. Les véhicules électriques Tesla bien connus, par exemple, utilisent des batteries composées de 18 650 cellules lithium-ion connectées en série et en parallèle. Avec la popularité croissante des véhicules à énergie nouvelle, l’industrie des batteries électriques est devenue de plus en plus importante !
Matériaux de base :
Cathode (détermine la densité énergétique) : phosphate de fer lithium (LFP), matériaux ternaires (NCM/NCA, par exemple oxyde de lithium nickel cobalt manganèse).
Anode (détermine le cycle de vie) : graphite naturel/graphite artificiel (courant principal), matériaux composites de silicium -carbone (direction pour des mises à niveau de capacité élevée-).
Électrolyte (milieu de transport d'ions) : hexafluorophosphate de lithium (LiPF₆) + solvants organiques à base de carbonate- (par exemple, EC/DMC).
Séparateur (Empêche les courts-circuits) : Membrane composite Polypropylène (PP) / Polyéthylène (PE) (Porosité 40%-50%).
Cellule
En fonction du scénario d'application (VE/Stockage d'énergie/Electronique grand public), les cellules sont classées en types Cylindrique, Prismatique et Pochette, avec de légères variations dans les processus d'assemblage :
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Type de cellule |
Méthode d'assemblage |
Produits représentatifs |
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Cylindrique |
Bobinage (Electrodes + séparateur enroulés en cylindre) |
Tesla 18650/4680, Panasonic 21700 |
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Prismatique |
Empilage (Electrodes + séparateur empilés couche par couche) |
Batterie prismatique au lithium ternaire CATL (pour EV) |
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Poche |
Empilage (emballé dans un film plastique en aluminium-) |
Batteries de téléphone portable/ordinateur portable |
Flux de processus opérationnel en 21 étapes :
Étape 1 : Mélange de boue d'anode
Étape 2 : Mélange de boue cathodique
Étape 3 : Revêtement
Étape 4 : Calandrage
Étape 5 : Fendage
Étape 6 : Séchage
Étape 7 : Enroulement
Étape 8 : Insertion du cas
Étape 9 : Soudage par points
Étape 10 : Cuisson
Étape 11 : Remplissage d'électrolyte
Étape 12 : Soudage du capuchon
Étape 13 : Nettoyage
Étape 14 : Stockage à sec
Étape 15 : Inspection de l'alignement
Étape 16 : Marquage laser du boîtier
Étape 17 : Formation
Étape 18 : Mesure OCV
Étape 19 : Stockage à température ambiante
Étape 20 : Classement de la capacité
Étape 21 : Inspection finale
Une inspection complète à 100 % est effectuée, avec-produits non conformes directement retirés. Les éléments d’inspection de base sont les suivants :
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Type d'inspection |
Exigence standard |
But |
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Test de capacité |
Capacité réelle supérieure ou égale à 95 % de la capacité nominale (charge/décharge de 0,5 C) |
Garantit le respect de la gamme |
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Test de durée de vie |
Rétention de capacité supérieure ou égale à 80 % après 1 000 cycles |
Vérifie la durabilité |
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Test de sécurité |
Pas d'incendie/explosion pendant une surcharge (tension 1,2x), un court-circuit, un choc thermique (85 degrés) |
Conformité aux normes UL 9540A / CEI 62133 |
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Inspection de l'apparence/des dimensions |
Pas de rayures, pas de gonflement ; Tolérance dimensionnelle ±0,2 mm |
Assure la compatibilité avec l’assemblage en aval |
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Test de résistance interne |
Résistance interne inférieure ou égale à 50 mΩ (cellule à pochette en polymère) |
Garantit l’efficacité de charge/décharge |
