Tecnologías de apilamiento de baterías de iones de litio

La tecnología de apilamiento de baterías de iones de litio es un proceso crucial en la fabricación de celdas, que impacta directamente en el rendimiento, la seguridad y la eficiencia de la producción. En TOB NEW ENERGY, nos especializamos en ofrecer soluciones integrales para líneas de producción de baterías y equipos de vanguardia diseñados para optimizar estos procesos avanzados. Actualmente, cuatro métodos principales de apilamiento dominan la industria: plegado en Z, integración de corte y apilado, apilamiento por laminación térmica y apilado y plegado (método patentado de LG). Si bien el plegado en Z y la integración de corte y apilado (esencialmente, un tipo Z mejorado) están ampliamente adoptados en China, la laminación térmica ofrece mayor velocidad y calidad con mayor complejidad. A nivel internacional, LG Energy Solution utiliza el método de apilado y plegado, altamente eficiente y patentado.

Tabla: Comparación de las principales tecnologías de apilamiento (Apilamiento y plegado son patentes de LG)

Análisis detallado de las tecnologías de apilamiento de baterías de iones de litio

Tecnología de plegado en Z

• El método más común consiste en una mesa móvil que desplaza el separador de un lado a otro (en forma de Z) entre plataformas, apilando alternativamente las láminas de ánodo y cátodo. Si bien está consolidado, presenta desafíos inherentes:
• Deformación del separador: el movimiento oscilante crea una tensión asimétrica, lo que genera estiramiento inconsistente, deformación y cambios en la porosidad, tamaño de poro y área de superficie, lo que en última instancia compromete la calidad de la celda. Explore nuestras soluciones de equipos de batería personalizados diseñado para mitigar tales desafíos del proceso.
• Eficiencia limitada: La necesidad de oscilar el separador para cada colocación de electrodo limita la velocidad. Las velocidades típicas son de 0,5 s/pieza/estación. Para una celda de 30 capas, esto significa 15 segundos por celda, o tan solo 4 celdas por minuto (4 ppm). Este cuello de botella dificulta la producción a gran escala.

Tecnología de integración de corte y apilado

• Una evolución del plegado en Z, que integra troquelado/corte por láser, plegado en Z y soldadura/prensado de pestañas en una sola máquina, convirtiéndose en una tendencia clave en la industria debido a su mejor rendimiento y velocidad.
• Mayor rendimiento: La combinación de procesos minimiza la manipulación y la transferencia de electrodos entre estaciones, lo que reduce significativamente riesgos como daños, rebabas, doblado de lengüetas y atascos de alimentación durante la recogida y colocación de los casetes. Descubra nuestros Soluciones integradas de línea piloto de batería que aprovechan esta eficiente tecnología.
• Mayor velocidad: Los electrodos y el separador se alimentan y pliegan simultáneamente. Tras alcanzar la cantidad de piezas establecida, se corta el separador, se sueldan las pestañas y se prensa la pila. Empresas líderes como Hangke (Hefei) alcanzan velocidades de hasta 800 ppm (0,075 s/pieza), mientras que Hymson informa de 0,15 s/pieza (3 estaciones).

Tecnología de apilamiento por laminación térmica

• Este proceso avanzado alimenta simultáneamente el rodillo catódico, el rodillo anódico y el separador recubierto de adhesivo. Los electrodos se cortan en línea. La tira combinada entra en un sistema de calentamiento, se somete a laminación térmica y calandrado, se corta en unidades individuales ("Biceldas") y se apila mecánicamente. Finalmente, la pila se prensa en caliente.
• Ventajas clave: La alimentación continua y unidireccional garantiza una tensión y velocidad estables, eliminando los problemas de deformación del separador que se observan en el plegado en Z. Esto se traduce en una planitud superior del apilado, propiedades uniformes del separador (resistencia mecánica, porosidad) e interfaces óptimas entre electrodo y separador, lo que resulta en celdas de mayor calidad, especialmente para aplicaciones de gran formato y alta densidad energética. Si bien es técnicamente complejo (implica laminación, corte preciso y presenta desafíos para el posterior llenado del electrolito), su enfoque integrado (que combina conformado, apilado y prensado) optimiza el espacio y es altamente productivo. Para aplicaciones de vanguardia como baterías de estado sólido o tecnología de electrodos secos Las soluciones de apilamiento robustas son cruciales.

Tecnología de apilamiento y plegado (patente de LG)

• Desarrollado por LG Energy Solution (equipos de MANZ), este método patentado consiste en cortar electrodos, colocarlos en un separador mediante mesas giratorias/mandriles de vacío y, posteriormente, doblar/enrollar el conjunto para intercalar los electrodos. LG utiliza su sistema patentado SRS (Separador de Seguridad Reforzada), un separador con revestimiento cerámico y tratamiento térmico que mejora la resistencia mecánica y la seguridad al prevenir cortocircuitos internos. Si bien es altamente eficiente, esta tecnología está protegida por patentes de LG y no está disponible comercialmente para otros fabricantes. materiales de batería avanzados ¿Te gustan los separadores especializados? TOB NEW ENERGY ofrece soluciones integrales. soporte de material de la batería .

Tendencias futuras en la tecnología de apilamiento de baterías de iones de litio

La tecnología de apilamiento continúa evolucionando rápidamente:

• Auge de la integración de corte y apilado: Dado que el método de plegado en Z dominante en China se enfrenta a limitaciones de rendimiento y velocidad, la integración de corte y apilado se está convirtiendo en la opción preferida en China. Su diseño integrado mejora significativamente el rendimiento y la eficiencia.
• Enfoque incansable en la velocidad: Superar la brecha histórica de eficiencia con respecto al bobinado es fundamental. Los principales fabricantes chinos de equipos se centran en aumentar la velocidad de apilado (PPM) para que el apilado sea competitivo para la producción en masa en más aplicaciones. Lograr esto es clave para una adopción más amplia frente al bobinado.

Optimice su proceso de apilamiento con TOB NEW ENERGY

Comprender los matices de las tecnologías de apilamiento es vital para seleccionar el proceso adecuado para los objetivos de rendimiento, seguridad y producción de su batería. TOB NUEVO E ENERGÍA ofrece experiencia y soluciones incomparables:

• Equipos de apilamiento a medida: Ofrecemos Máquinas apiladoras de baterías personalizadas (Tipo Z, corte y apilado, laminación térmica) diseñado para sus necesidades específicas de I+D, piloto o producción en masa.
• Líneas de producción de extremo a extremo: desde fábricas a escala de laboratorio hasta fábricas a escala de GWh, ofrecemos líneas de producción de baterías completas y llave en mano que incorporan la tecnología de apilamiento óptima para su aplicación.
• Suministro de materiales avanzados: obtenga películas separadoras de alto rendimiento, materiales de electrodos y adhesivos fundamentales para procesos de apilamiento avanzados a través de nuestra completa cartera de materiales para baterías.
• Soporte técnico de vanguardia: aproveche nuestra profunda experiencia en tecnologías de baterías de próxima generación (estado sólido, iones de sodio, Li-S) para optimizar su proceso de apilamiento y el diseño general de la celda.

Contacto TOB NUEVA ENERGÍA Hoy nos reunimos para analizar cómo nuestras soluciones de baterías integradas pueden mejorar la eficiencia de su proceso de apilamiento, el rendimiento y la calidad final de las celdas.