Litium-ioni-akut ovat eräänlainen ladattava akku, joka käyttää litiumioneja ensisijaisena väliaineena energian varastointiin ja vapauttamiseen. Niistä on tullut yhä suositumpia korkean energian tiheyden, pitkän syklin ja suhteellisen alhaisen itsensä purkamisnopeuden vuoksi muun tyyppisiin ladattaviin akkuihin verrattuna.
Litium-ion-akkujen valmistusprosessi sisältää useita avainvaiheita:
1. Elektrodimateriaalien valmistus: Positiivinen elektrodi (katodi) on tyypillisesti valmistettu litiumpohjaisesta yhdisteestä, kuten litiumkobolttioksidista (licoo2), kun taas negatiivinen elektrodi (anodi) on yleensä grafiitista tai vastaavasta hiilipohjaisesta materiaalista. Nämä materiaalit jalostetaan hienoiksi jauheiksi ja sekoitetaan sideaineiden ja liuottimien kanssa lietteen luomiseksi.
2. Pinnoite ja kuivaus: Lietteet päällystetään sitten metallikalvon substraatille, joka toimii virran keräilijänä. Pinnoitettu folio kuivataan liuottimen poistamiseksi, jättäen taakseen kiinteän elektrodikerroksen.
3. Kalenterointi: Kuivattujen elektrodikerrokset pakataan kalenterikoneella niiden tiheyden ja sähkönjohtavuuden parantamiseksi. Tämä vaihe auttaa myös varmistamaan tasaisen paksuuden ja sileät pinnat.
4. Leikkaus ja pinoaminen: Painetut elektrodikerrokset leikataan erityisiksi ja -muotoiksi ja pinotaan sitten huokoisista polymeerimateriaaleista valmistettujen erotinkalvojen kanssa. Erotinkalvot estävät suoran kosketuksen positiivisten ja negatiivisten elektrodien välillä, mikä voi aiheuttaa oikosulkuja.
5. Elektrolyytin täyttö: pinottu elektrodikokoonpano asetetaan akkukoteloon, ja sitten orgaanisiin liuottimiin liuennetut litiumsuolat sisältävät elektrolyyttiliuos injektoidaan tapaukseen. Elektrolyytti mahdollistaa litiumionien liikkumisen positiivisten ja negatiivisten elektrodien välillä latauksen ja purkamisen aikana.
6. Tiivistelmä ja muodostuminen: Akun kotelo suljetaan, ja akku käy läpi muodostumisprosessin, jossa se ladataan ja puretaan ohjattavissa olosuhteissa sähkökemiallisten reaktioiden aktivoimiseksi ja akun suorituskyvyn optimoimiseksi.
7. Laadunvalvonta ja testaus: Lopuksi litium-ioni-akut suoritetaan erilaisille laadunvalvontakokeille sen varmistamiseksi
Kaiken kaikkiaan litium-ioni-akkujen tuotanto vaatii materiaalien, prosessien ja ympäristöolosuhteiden tarkan hallinnan korkealaatuisten ja luotettavien energian varastointilaitteiden saavuttamiseksi.
