Производство литиевых аккумуляторов объединяет материаловедение, машиностроение, электрохимию и управление качеством. Обычно процесс включает изготовление электродов, сборку ячейки, формовку и последующую обработку, испытания и упаковку.
1. Изготовление электродов
Для положительного электрода применяют оксид лития и кобальта, многокомпонентные материалы или литий-железо-фосфат; для отрицательного электрода часто используют графит или кремний-углеродные материалы. Активные материалы смешивают с проводящей добавкой, связующим и растворителем до получения однородной суспензии. Затем суспензию наносят на алюминиевую или медную фольгу и сушат. После каландрирования выполняют продольную резку и вырубку электродов по проектным размерам.
2. Сборка ячейки
Положительные и отрицательные выводы приваривают к соответствующим токосъёмникам. Проверяют прочность сварки, электрическую непрерывность и отсутствие коротких замыканий. В зависимости от конструкции электроды и сепаратор укладывают слоями или сворачивают. Сепаратор предотвращает прямой контакт электродов и пропускает ионы лития. В pouch-ячейках корпус формируют из алюминиевой ламинированной плёнки, затем выполняют вакуумную сушку, заливку электролита и предварительную герметизацию.
3. Формовка и последующая обработка
После заливки ячейку выдерживают, чтобы электролит проник в поры электродов. Затем проводят формовочный заряд контролируемым малым током. На поверхности отрицательного электрода формируется стабильная межфазная плёнка твёрдого электролита. Далее выполняют удаление газа, повторную герметизацию и выдержку для стабилизации внутренних интерфейсов.
4. Испытания и упаковка
Зарядно-разрядные испытания определяют ёмкость, напряжение и рабочие характеристики; дополнительно проверяют напряжение холостого хода и внутреннее сопротивление. Контролируют размеры, положение выводов, качество швов и внешний вид. При необходимости применяют машинное зрение, рентгеновский контроль, а также испытания температурой, циклами, вибрацией и сжатием. Годные ячейки сортируют, упаковывают с антистатическими материалами и осушителем и помещают на склад.