Lityum iyon batarya dünyasında form faktörü her şeydir. Silindirik (18650, 21700) ve Prizmatik hücrelerin yanında, Pouch Cell (Torba Tipi Hücreler) esnek tasarım imkanı, yüksek enerji yoğunluğu ve verimli paketleme avantajlarıyla öne çıkar. Akıllı telefonlardan elektrikli araçlara kadar her yerde gördüğümüz bu pillerin arkasında, hassas bir üretim süreci yatar.
Bir batarya Ar-Ge projesinde veya pilot üretim hattında başarı, kimya kadar kullanılan ekipmanların hassasiyetine de bağlıdır. Peki, sıfırdan çalışan bir Pouch Cell üretmek için hangi makinelere ihtiyacınız var?
İşte adım adım Pouch Cell üretim süreci ve gerekli ekipmanlar.
Her şey kimya ile başlar. Aktif maddeler (Lityum kobalt oksit, Grafit vb.), bağlayıcılar ve iletken karbonların homojen bir karışım haline gelmesi gerekir.
Gerekli Ekipman: Vakumlu Mikser (Vacuum Mixer).
Neden Önemli? Standart karıştırıcılar karışımın içinde hava kabarcıkları bırakır. Vakumlu sistemler, kabarcıksız ve mükemmel viskozitede bir bulamaç elde etmenizi sağlar.
Hazırlanan bulamaç, metal folyoların (Anot için Bakır, Katot için Alüminyum) üzerine mikron hassasiyetinde sürülür.
Gerekli Ekipman: Rulodan Ruloya Kaplama Makinesi (Roll-to-Roll Coater).
Detay: Ar-Ge aşamasında masaüstü kaplayıcılar kullanılırken, pilot hatlarda ısıtmalı kurutma tüneline sahip sürekli sistemler tercih edilir.
Kaplanmış ve kurumuş elektrotlar, yoğunluğu artırmak için yüksek basınçlı silindirlerden geçirilir.
Gerekli Ekipman: Rulo Pres Makinesi (Rolling Press / Calender).
Kritik Nokta: Bu işlem pilin enerji yoğunluğunu artırır ve elektrotun folyoya yapışmasını sağlamlaştırır. Sıcak presleme (Hot Press) özelliği, performansı daha da artırır.
Rulo halindeki elektrotlar, pilin boyutuna göre şeritler halinde kesilir.
Gerekli Ekipman: Dilimleme Makinesi (Slitting Machine) ve Elektrot Kesici (Die Cutter).
Pouch Cell Farkı: Pouch hücrelerde elektrotlar dikdörtgen yapraklar (sheet) halinde kesilirken, silindirik pillerde uzun şeritler kullanılır.
Pouch Cell'in kalbi buradadır. Anot, Separatör ve Katot katmanları "Z" şeklinde katlanarak (Z-Folding) veya tek tek üst üste konularak hücre oluşturulur.
Gerekli Ekipman: Otomatik İstifleme Makinesi (Stacking Machine).
Neden Önemli? Hizalama (alignment) hatası, kısa devreye ve pilin yanmasına neden olabilir. Yüksek hassasiyet şarttır.
Pouch hücrenin dış kabuğu olan Alüminyum Lamine Film, pilin içine sığacağı bir "cep" (cup) oluşturacak şekilde preslenir.
Gerekli Ekipman: Pouch Cell Kasa Şekillendirme Makinesi (Pouch Case Forming Machine).
Hücre paketine yerleştirilir, üst ve yan kenarları ısıyla yapıştırılır (Top & Side Sealing). Ardından içine sıvı elektrolit enjekte edilir.
Gerekli Ekipman: Vakumlu Elektrolit Dolum Cihazı ve Vakumlu Mühürleme Makinesi (Vacuum Sealer).
Dikkat: Elektrolit nemden etkilendiği için bu işlemler genellikle bir Glove Box (Eldivenli Kabin) içinde yapılır.
Pouch Cell üretimi, "biraz ondan biraz bundan" karıştırılarak yapılacak bir iş değildir. Mikron seviyesindeki kalınlık farkları veya mühürlemedeki en ufak bir hava kaçağı, tüm Ar-Ge emeğinizin boşa gitmesine neden olur.
Kurmayı planladığınız kapasiteye (günlük hücre sayısı) ve bütçenize uygun; ister manuel masaüstü cihazlar, ister yarı-otomatik pilot hat ekipmanları olsun, doğru konfigürasyonu belirlemek uzmanlık ister.
Ar-Ge laboratuvarınız için en verimli Pouch Cell üretim hattını projelendirmek için teknik ekibimizle iletişime geçebilirsiniz.
