10 خطوات لعملية إنتاج بطاريات الليثيوم

​​​​​​​​​​​​​​إعداد العجينة هو الخطوة الأولى في عملية إنتاج البطارية. تُقاس المواد، ثم تتم إضافتها ومزجها.
تُدمج المواد الفعالة مع مواد الربط والمذيبات والإضافات الموصلة وغير ذلك من المواد. ومثل آلة عجن الطحين، تقوم آلة الطحن الكوكبي بالكرات بخلط المواد الفعالة. ولضمان التماسك الجيد بين جزيئات المواد الفعالة، تكون هناك حاجة إلى استخدام مادة يمكنها ربط هذه الجزيئات معًا.

تتم إضافة مواد الربط لدعم التماسك بين جزيئات المواد الفعالة للقطبَين. ويجب أن تكون لهذه المواد خصائص مستقرة يمكن أن تحافظ على التماسك الجيد عند ملامسة الإلكتروليت أو في أثناء تفاعلَي الأكسدة والاختزال عند القطبين.
​​​​​​

يُستخدم في عملية الطلاء طلَّاء (آلة طلاء) لطلاء رقائق الألومنيوم والنحاس بطبقات الكاثود والأنود المعجونة، على التوالي. وهذه خطوة مهمة تحدد عديدًا من عوامل تصميم الخلايا، مثل الأداء المنتظم وعمر البطارية الطويل.

لمنع تلف مجمِّعات التيار من رقائق الألومنيوم والنحاس (أو الرقائق) عند طلاء القطبين، يلزم ضبط آلة الدحرجة وطلاء القطبين بشكل متساوٍ وموحد.

بعد الطلاء، تظل هناك حاجة إلى تجفيف هذه الطبقات الرطبة تمامًا قبل أن تكون جاهزة للمرحلة التالية. وتستغرق عملية التجفيف هذه التي تتم عن طريق التسخين أو التفريغ ما يصل إلى 48% من عملية تصنيع البطارية بأكملها. 

في مرحلة الضغط بالأسطوانة، يتم الضغط مرة أخرى على ورقة القطبين الجافة والمطلية لزيادة كثافة الطاقة في البطارية. ويمكن أن تؤدي الكثافة المضغوطة المناسبة إلى زيادة سعة البطارية، وخفض المقاومة الداخلية، والحد من فقدان الاستقطاب، وتمديد عمر البطارية. 

سيؤثر استواء ورقة القطبين بعد الصقل مباشرةً في دور المعالجة في عملية التقطيع. كما سيؤثر استواء المادة الفعالة على ورقة القطبين في أداء خلية البطارية.

​​​​​​​

تظل ورقة القطبين التي تمت تسويتها في عملية الضغط بطول يصل إلى مئات الأمتار.

• في مرحلة التقطيع، يتم تقطيع ورقة القطبين للبطارية إلى الحجم المناسب للبطارية. وتتضمن العملية التي تتم على مرحلتين تقطيعَ ورقة القطبين رأسيًا (التقطيع) أولاً، ثم صناعة ثلمة على شكل حرف V وألسنة لتكوين القطبَين الموجب والسالب (التثلم).
• في عملية التثلم، يتم فصل الأجزاء غير المطلية التي لا يتم فيها استخدام المواد الفعالة للكاثود والأنود باستخدام أجهزة التثلم، مع ترك الزوايا حيث سيتم تثبيت القطبَين.​​​​​​​

في عملية التجميع، تختلف طريقة تكديس الألواح وترتيب حقن الإلكتروليت وكبسه باختلاف شكل البطارية.​​​​​​​ 
طريقة تكديس الألواح: التكديس (الخلايا الجيبية) واللف (الخلايا الأسطوانية).

• طريقة اللف مشابهة لطريقة لف مناديل الحمام الورقية.​​​​​​​ وتتميز هذه الطريقة بأنها سريعة، مثل طريقة لف مناديل الحمام بسرعة حول اللفافة الورقية.​​​​​​​ 
• من ناحية أخرى، طريقة التكديس مخصصة لتكديس خلايا البطارية واحدة تلو الأخرى. وهي تتطلب تقنية أعلى من طريقة اللف، لكنها تتميز بتقليل الالتواء بين الخلايا وزيادة كثافة الطاقة من دون ترك فراغات في خلايا البطارية.
  ​​​​​​​

الخلايا الجيبية: عند وضع مكونات البطارية المصنوعة من خلال طريقتي التصفيح والتكديس في جيب القطبين، يتم حقن الإلكتروليت في جيب الهواء الذي يصل إلى المسام في جيب القطبين. وتنتج هذه العملية غازًا في جيب الهواء تتم إزالته لاحقًا من خلال عملية إزالة الغازات. 

الخلايا الأسطوانية: يتم إنشاء مساحة فارغة داخل العلبة وحقن الكمية المطلوبة من الإلكتروليت في هذه المساحة عبر فوهة. ثم يتم الضغط على العلبة للسماح للإلكتروليت بملء مسام جيب القطبين. وعند انتهاء هذه العملية، تأتي العملية الأخيرة وهي كبس الغطاء العلوي والعلبة.

يتم تخزين البطاريات في درجة حرارة الغرفة بحيث يتمكن الإلكتروليت المحقون في أثناء عملية التجميع من التغلغل في القطبين الموجب والسالب للبطارية.​​​​​​​ ويتم توزيع الإلكتروليت بالتساوي داخل البطارية لضمان تحرك الأيونات بسلاسة بين الأنود والكاثود. 

​​​​​​​في الوقت نفسه، يتم شحن البطارية وتفريغها باستمرار لضمان إنتاج بطارية مستقرة، وهي الطريقة المثالية لمراقبة الجودة.

يُطلق على عملية تخزين البطارية في درجة حرارة ورطوبة محددتَين وشحنها وتفريغها اسم التعمير.

خلال عملية التعمير والشحن، يتم إنتاج غاز داخل البطارية. وتتم إزالة الغاز من خلال عملية إزالة الغازات. وبعد عملية إزالة الغازات، يتم تكرار التعمير والشحن مرتين أخريين لاختبار سعة الشحن وتحديد البطاريات المعيبة.

​​​​​​​

​​​​​​​​​​​​هذه هي العملية التي يتم فيها أخذ الخلايا المصنعة بشكل فردي ووضعها في حزم نمطية قبل التسليم النهائي إلى شركات تصنيع السيارات.