介绍
锂电池由于其安全性和可靠性，已成为现代人类生活中不可或缺的一部分。它们被广泛用于消费电子电源、电动汽车（EV）电源、太阳能存储、UPS、远程报警系统、移动设备和便携式电源组。但是，电池性能和寿命是电动汽车和固定式电源存储系统进入市场的瓶颈。所以，整个电池制造过程需要优化，以实现目标性能并保证质量。
电池超级工厂 | NorthVolt AB
电池生产商的目标
可持续性——减少能源和原材料的消耗
电池生产商的目标是尽可能减少对环境的影响。需要采用循环制造方法，使用清洁能源为电池制造提供动力。一些公司正在寻找回收废旧电池的方法，并将材料回收用于生产。
稳定、有竞争力的生产工艺
为了获得更高的容量，电池组由许多小电池串联和并联组成。电池的循环寿命和质量存在差异。通过重复和稳定的制造过程，高标准要求的电池将具有更好的性能。
提高生产能力
包括宁德时代、松下、LG化学、三星SDI和SK Innovation在内的领先电池制造商正在努力赢得汽车OEM的订单。自从电动汽车在汽车销量中的占比上升以来，电池产能扩张急剧加速。预计到2025年，电动汽车的累计电池产能将增加到近800GWh，主要是由厂商的扩张带动。
电池生产
电池制造的第一步是将含有活性材料，导电材料和聚合物粘合剂的浆料涂布到铜箔或铝箔上，然后进行电极干燥，压延和裁切。为了达到理想的电化学性能，需要严格控制电池电极的多步制造过程。浆料是非常复杂的悬浮系统，在高粘度介质中包含很大百分比的不同化学物质，尺寸和形状的固体颗粒。浆料的混合对于均匀性至关重要。浆料的流变性能影响浆料稳定性，易混合性和涂层性能，从而影响电极。组成和工艺条件可能会对浆料的流变性产生影响。密度和粘度量化了流动特性，并表征了样品内部结构以及固状或液状行为占主导地位的程度。粘度的过程监测在电池制造过程（例如涂布）中起着至关重要的作用。聚合物粘合剂溶液的粘度影响涂布性能，粉末分散的难易程度，混合所需的功率以及均匀涂布的速度。多孔电极理论（PET）表明，正极密度与锂离子电池单元整体性能的相关性已通过实验验证。具有高正极密度的电池在低电流速率下显示出较高的放电容量，但是在高电流速率下，具有低正极密度的电池展现出更好的性能。
电池生产工艺步骤
问题描述
浆料组分的分散决定了浆料的物理性质，在设计和开发用于锂电池生产的混合和涂布工艺中至关重要。
· 锂离子电池（LIB）电极浆料的常规生产方法基于分批或准连续过程。
· 连续混合过程包括液体和固体组分的定量加料以及液相中固体颗粒的微观分布。
电池敏感的化学性质意味着节省时间和成本不能以牺牲质量为代价，质量必须保持在很高的水平。控制密度和粘度优化生产过程，可确保一致性，质量的材料成本节省。通过在线监测和控制密度和粘度，可以改善连续混合过程的过程控制和可追溯性。在线集成支持的自动化使优化整个生产线的流程成为可能，从而加快电池制造速度，满足不断增长的需求。
工艺挑战
对重要电极浆料参数（密度和粘度）的监测和控制，与高性能电极的开发和制造极为相关。关键原因如下：
· 在浆料混合过程中，不必要的搅拌会随着时间的推移恶化和降解内部结构。最终目标是实现组分的彻底混合，使其具有较大的均匀性，且不会导致颗粒破碎。密度控制可确保正确的物料组成和配比，粘度控制可确保浆料制备过程的一致性。
· 高粘度浆料会导致涂布过程出现问题，而分散性差会导致涂层均匀性变低。涂层厚度和层密度的均匀性对于控制电池的寿命（再充电循环时间）和离子迁移率至关重要，同时调节涂层厚度可以制造更小的电池。粘度控制对于实现均匀的涂层厚度和较小的涂层厚度偏差至关重要。
· 较高的电池浆料粘度增加了静置时的抗沉降性，并形成了较厚的涂层。粘度越高，涂层过程也越难控制，可能导致涂层不规则和层密度变化，从而导致离子迁移速率变化和不可预测的电池寿命（以及不可预测的充电周期）。
· 电极密度对锂离子电池的循环性能和不可逆容量损失有影响。需要根据压延过程的要求，在适当的范围内对其进行监控和控制。
LISICO在线粘度/密度解决方案
自动在线粘度测量和控制对于在电池制造过程中的浆料制备、涂布和干燥阶段控制电极浆料参数至关重要，而在压延阶段则需要密切监控电极密度，以获得更好的电池性能。LISICO为多步骤电池制造过程中的过程控制和优化提供了以下解决方案：
1. 粘度测量： LISICO的SRV 是一款具有内置流体温度测量功能的宽量程在线粘度测量仪器，能够实时检测任何工艺流中的粘度变化。
2. 粘度和密度测量： LISICO的SRD 是具有内置流体温度测量功能的在线粘度/密度测量仪器。如果密度测量对您的操作很重要，则SRD是满足您需求的传感器，它具有类似于SRV的操作能力以及精确的密度测量值。
LISICO的优势
紧凑的外形
LISICO的SRV和SRD具有非常小的外形尺寸，便于OEM和改装安装，它可以轻松地集成到任何工艺中。
工艺线无压降
LISICO的SRV和SRD导致生产线中的压降很小。在牛顿以及非牛顿，单相和多相流体中，粘度和密度测量极为精确且重复性很高。
对安装条件不敏感：任意配置
LISICO的SRV和SRD使用独特的同轴谐振器，传感器的两端朝相反的方向扭转，抵消了其安装上的反作用扭矩，从而使其对安装条件完全不敏感。
准确，快速和可靠的测量
先进的第三代电子设备驱动这些传感器并评估其响应。高速和稳健的电子技术，结合全面的计算模型，使其成为业界速度较快、精度较高的仪器之一。SRV和SRD每秒提供实时、准确的粘度或密度测量，且不受流量变化的影响！
传感器设计和技术
LISICO的SRD和SRV具有非常小的外形尺寸，便于OEM和改装安装，它可以轻松地集成到任何工艺中。它们易于清洁，无需维护或重新配置，并且与工业通信系统完全兼容。两种传感器均具有¾” NPT和1” Tri-clamp三钳位连接头之类的工业标准过程连接，使操作员可以使用SRV或SRD替换其过程管线中的现有温度传感器，从而提供非常有价值且可操作的过程流体信息，例如密度和粘度。使用内置Pt1000（可提供DIN EN 60751 AA，A，B类）进行温度测量。
SRD：单仪器，三功能
LISICO的SRD是一款独特的产品，可代替三种不同的粘度，密度和温度测量仪器。 它消除了共置三种不同仪器的困难，并在较恶劣的条件下提供了极其准确和可重复的测量。
满足您需求的电子产品
传感器电子器件既可以在防爆变送器外壳中使用，也可以在小尺寸DIN导轨安装中使用，从而可以轻松集成到过程管道和机器内部的设备柜中。
易于整合
传感器电子设备中实现了多种模拟和数字通信方法，使得与工业PLC和控制系统的连接变得简单明了。
符合ATEX和IECEx标准
LISICO SRV & SRD 均通过用于危险环境的ATEX和IECEx认证。这些传感器符合与潜在爆炸性环境中使用的设备和保护系统的设计和构造有关的基本健康和安全要求。
LISICO拥有的本安和防爆认证还允许对现有传感器进行定制，从而使客户避免了识别和测试替代产品相关的时间和成本，且交货时间仅为几周。
通过ATEX（2014/34/EU）认证
LISICO的ATEX认证传感器在欧洲和国际上均得到认可，符合ATEX指令2014/34/EU，并获得了Exia的本安认证。ATEX指令规定了与健康和安全有关的基本要求，以保护在危险环境中工作的工人。通过ATEX认证的零件均标有“CE”以表示符合要求。
ATEX证书
IECEx认证
LISICO的安全传感器已通过IECEx（国际电工委员会）的认证，可用于爆炸性环境中使用设备的相关标准。这是一项国际认证，可确保在危险区域使用安全合规。LISICO传感器通过了Exi的本安认证。
IECEx证书
实施
将传感器直接安装到您的过程流中以进行实时粘度和密度测量，无需旁路管线。传感器可以在线浸入，流速和振动不会影响测量的稳定性和准确性。通过对流体进行重复，连续和一致的测试来优化混合性能。
LISICO在电极制造过程中的解决方案
建议的产品
上海人和科学仪器有限公司
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