A Li-ion-akkumulátorcellák gyártása három fő lépésből áll: i) elektródagyártás, ii) cella-összeszerelés és iii) cellakonfekcionálás. Mindegyik fő lépés több elemi technológiai lépésből áll, így a teljes gyártási folyamat összesen 13 elemi gyártási lépésen alapul. A 7.13. ábrán látható séma ezeket az elemi lépéseket mutatja be; ezt követően az egyes lépéseket részletesen tárgyaljuk.

 

1) Keverés (elektródgyártás)

 

A Li-ion-akkumulátorcellák gyártásának kezdeti eljárása az akkumulátor- (pozitív, negatív) elektródokat alkotó összetevők, például az elektródaktív anyagok, a kötőanyag és az elektromosan vezető adalékanyag megfelelő összekeverése. A gyártási folyamat legelején egy keverőegység segítségével a kiindulási komponensek közül legalább kettőt homogén diszperzióvá egyesítenek, amelyet „elektródmasszának”, esetleg pépnek (slurry) neveznek. Az elektródmassza előállításához a fent említett szilárd fázisú komponensekre és egy megfelelő oldószerre, például ionmentesített vízre és N-metil-2-pirrolidonra (NMP) van szükség. Megkülönböztetjük a száraz, szilárd fázisú komponensek egyszerű keverését (száraz keverés) és a diszpergálást diszperziós közeggel (nedves keverés). Ezenkívül a folyamatot vákuumban is el lehet végezni a gázzárványok masszából történő kihajtása és a teljes nedvesítés érdekében. A keverési és diszpergálási sorrend megválasztását a gyártandó elektród kialakításához kell igazítani. A készre kevert masszát ezután zárt csővezetéken keresztül a következő, bevonatolásnak nevezett állomásra szállítják. Az iszapot elektromágneses szűrőkkel szűrik, hogy eltávolítsák a ferromágneses szennyeződéseket, amelyek jelenléte az elektródbevonatban végzetes következményekkel járhat az akkumulátor működése során. További fontos folyamatparaméterek a keverési idő, a keverési hőmérséklet, a keverés során alkalmazott atmoszféra, például a védőgáz, a vákuum vagy a környezeti atmoszféra (száraz helyiség). Továbbá biztosítani kell, hogy a keresztkontamináció elkerülése érdekében a negatív és a pozitív elektródmasszák előállításához külön keverőket alkalmazzanak. A keverési folyamat során a minőségi jellemzőket, például a diszperzió (pép) homogenitását, a részecskeméret-eloszlást, a tisztaságot (idegen anyagok mennyisége) és a viszkozitást, azaz a termék reológiai tulajdonságait be kell állítani, és ellenőrizni is kell azokat.

 

2) Bevonatkészítés (elektródgyártás)

 

Az elektródgyártási folyamat második elemi lépése a bevonatolás. A pozitív (Al) és a negatív (Cu) elektród áramgyűjtő fóliáját megfelelő felhordó eszközzel (pl. résnyomtató szerszám, pengés filmképző, hengerszerszám) bevonják a nedves elektródmasszával. Az elektródfólia anyatekercseit folyamatos vagy szakaszos üzemben lehet bevonatolni. A legtöbb esetben az áramgyűjtő fóliák mindkét oldalát bevonatolják, hogy maximalizálják az áramgyűjtő fóliákra felhordott elektródmassza mennyiségét, és ezzel maximalizálják az akkumulátorcella energiasűrűségét. A leggyakrabban alkalmazott elektródtöltet 15–30 mg/cm2 (rétegenként) között változhat, azonban az akkumulátorok és maga a bevonási eljárás folyamatos fejlesztésének köszönhetően a cellagyártók ennél nagyobb elektródtöltéseket is megvalósítanak (30–50 mg/cm2). Megjegyzendő, hogy a fólia felső és alsó oldala egymás után, szekvenciálisan kerül bevonásra. Ezáltal az egyik oldalán bevonatolt fóliát folyamatosan továbbítják a szárítóba, és az első szárítási folyamat után visszavezetik a bevonatolórendszerbe. Ezt követően a fólia másik oldalát a fent leírt eljárás szerint bevonják. Alkalmazható azonban az egyidejű, szimultán bevonatolás is, amikor a fémfólia felső és alsó oldalát egyszerre két, egymással szemben elhelyezett bevonatolórendszer segítségével látják el az elektródmasszával. Jelenleg a száraz, azaz oldószermentes bevonatolási módszer fejlesztés alatt áll. Ennél a módszernél a száraz állapotú elektródot alkotó anyagokat por alakban, oldószer használata nélkül viszik fel az áramgyűjtő fóliára. A száraz bevonási módszer előnye az oldószer elhagyása, aminek pozitív gazdasági és környezeti következményei vannak (az oldószer költsége és a szárítási folyamat energiafelhasználása minimalizálódik). Negatívumként értélekhető, hogy a háromkomponensű (aktív anyag, kötőanyag, szénadalék) keverék lehető legnagyobb homogenitása nehezen valósítható meg a „száraz keverés” esetén. A szabványos nedves bevonat tipikus folyamatparaméterei: a bevonat vastagsága az egyik oldalon történő szárítás után: 50–100 μm (anód), és 40–80 μm (katód), a bevonási sebesség 35–80 m/perc között változik, a jellemző bevonatszélesség pedig 1500 mm-ig terjed. Az áramgyűjtők, amelyek hordozók is egyben, vékony fémfóliák, vastagságuk a cellakialakítástól függően 5 μm és 25 μm között változik. Az ipari szabványoknak megfeleően a bevonat pontossága a megszárított elektródát tekintve ±2 g/m². A bevonási folyamat során a rétegvastagság homogenitását ellenőrizni kell, és a bevont filmnek üregektől/buborékoktól, repedésektől, delaminált vagy nem nedvesített zónáktól stb. mentesnek kell lennie. Ezenkívül biztosítani kell a bevont réteg tökéletes tapadását az áramszedőre.

 

 

3) Szárítás (elektródgyártás)

 

Amikor az elektródok elhagyják a nedves bevonási folyamat munkaállomását, a diszpergáló/oldószer közeget, ami a sómentesített víz (anód) és NMP (katód), egyszerű szárítással el kell távolítani a nedves felhordott elektródmassza-rétegből. A szárítási lépés általában folyamatos üzemben zajlik, és a folyamat során az oldószert hőenergia felhasználásával távolítják el a nedves bevonatból. Az anódelektród esetében ez kevésbé aggályos, de a pozitív elektródbevonatban lévő, gyúlékony oldószert (NMP) zárt rendszerben kell visszanyerni. A fólia szállítása hengeres rendszerekkel vagy úgynevezett lebegtetett szállítón valósul meg. Az egyidejű, azaz kétoldali bevonás esetében ún. lebegtető szárítót kell alkalmazni. A szárítót különböző hőmérsékleti zónákra osztják az egyedi és precízen meghatározott hőmérsékleti profil megvalósítása érdekében. Ehhez általában kamrarendszert használnak. A szárítón való áthaladás után a fóliát szobahőmérsékletre hűtik, és a rendszer típusától függően visszatekercselik (hagyományos) vagy közvetlenül a második oldalra bevonják (tandem bevonatolás). A szárítási folyamat tipikus fő folyamatparaméterei a 35–80 m/perc szárítási sebesség, amely az előző folyamatlépésben meghatározott nedves bevonási sebességhez igazodik; a szárító hossza akár 100 m is lehet, és a bevonatolás közben alkalmazott bevonatolási sebesség határozza meg a szárítószakasz hosszát; a szárítózónák hőmérsékleti profilja 50–160 °C között változik. A vékony áramgyűjtő fóliák szakadásának elkerülése érdekében fontos a megfelelő fólia-előfeszítés alkalmazása.

 

4) Kalanderezés (elektródgyártás)

 

A kalanderezési lépés fő célja az erősen porózus, szárított elektródbevonat rétegének tömörítése, ezáltal a réteg optimális pórusszerkezetének (porozitás, ε) beállítása és az áramgyűjtő fóliához való megfelelő tapadás biztosítása. A kalanderezés során a mindkét oldalról bevont réz- vagy alumíniumfóliát egy forgó hengerpár tömöríti [63]. Az elektródfóliát először a statikus feltöltődés elkerülése érdekében kisütik, és kefékkel vagy légáramlással megtisztítják. Az anyagot a felső és alsó hengerek tömörítik, miközben a hengerek pontosan meghatározott vonali nyomást fejtenek ki a porózus rétegekre (7.14. ábra). Az alkalmazott és beállított vonali nyomás határozza meg a bevont anyag porozitását, amely befolyásolja az elektrolit póruskitöltő képességét és az elektródák nedvesedési tulajdonságait. Ezáltal közvetve befolyásolja az energiasűrűséget, de a cella teljesítménysűrűségére és teljesítményére is hatással van. Valójában amennyiben a tömörítési nyomást túl magasra állítják be, delaminálódási vagy exfoliációs folyamatok következnek be, ami az alkalmazott, túlságosan magas mechanikai feszültség folytán repedésekhez vezet. A kalanderezéssel történő tömörítés után az elektródfóliát megtisztítják és újra feltekercselik, ezért nevezik a folyamatot „roll-to-roll” eljárásnak. A hengerek tisztasága, mechanikai épsége, karcmentessége kulcsfontosságú az idegen részecskék és a nem kívánt lenyomatok tömörítendő rétegekbe való átvitelének megakadályozásához. A fő folyamatparaméterek közül az állandó, akár 2500 N/mm-es vonali nyomás fenntartása kulcsfontosságú, továbbá 60–100 m/perc kalanderezési sebességet alkalmaznak. A kalanderezés során a porozitást a szárítás utáni 50%-ról kalanderezéssel 20–40%-ra csökkentik (meghatározza a szembenálló tömörítő hengerek hézagmérete). Előmelegítő szakaszok beiktatása és magának a hengerek hőmérsékletének szabályozása is lehetséges (kb. 50– 250 °C), és ez hatással van a tömörített rétegek minőségére. A tömörített réteg minőségét befolyásolja a vonali nyomás, a henger anyaga és átmérője, a hengerek felületi pontossága, a hengerek (precíz) középpontossága, a hengerek hőmérséklete.

 

 

5) Vágás (elektródgyártás)

 

A vágási lépés fő feladata a bevonatolt és széles elektródtekercs (anyatekercs) több kisebb elektródtekercsre (leánytekercsekre vagy „reel”) történő szétválasztása. A kalanderezett anyatekercseket általában kézi szállítási eljárással juttatják a hasítóállomás gépsoraihoz. A hasításhoz általában hengerlőkéseket használnak. A hasítási eljárás végén az egyes elektródtekercseket (reel) a vágási folyamat után megtisztítják és visszatekercselik („roll-to-roll” folyamat). A folyamat fontos fázisa az elektródtekercsek elszívással és/vagy mechanikusan, kefékkel történő tisztítása, melynek célja, hogy eltávolítsák a sorjákat, vágási hullást, laza részecskéket, törmeléket és egyéb idegen tárgyakat. A vágási folyamat fő minőségi kritériuma a kialakított leánytekercsek éleinek vágási minősége és a tekercsek tisztasága. A leszabott elektródtekercsek végső vágási szélessége a cellakialakítástól függően változhat, és számos alkalmazásban 60 mm és 300 mm között van. A kritikus folyamatparaméterek a vágási sebesség (körkéssel végzett mechanikus vágásnál): 80–150 m/perc, és a leválasztott élcsíkok (vágási hulladék) eltávolítása. A vágási szélesség tűréshatára ±150 μm és ±250 μm között változhat, és „tiszta”, sorjamentes vágást kell biztosítani. Ezáltal a vágókések megmunkálása és a por vagy vágási hulladék fizikai elszívása döntően befolyásolja a minőséget. A vágási paramétereket a száraz és kalanderezett rétegvastagságnak megfelelően kell beállítani. A vágási folyamathoz lézer is használható. Ez a technológia valójában nagyobb rugalmasságot kínál. Lézeres szabás/vágás esetén azonban megnő az aktív anyag károsodásának vagy a porszennyezésnek a kockázata.

 

6) Vákuumszárítás (elektródgyártás)

 

Az elektródgyártás utolsó lépéseként a bevont leánytekercseket (reel) egy speciális hordozóra helyezik, majd a tekercseket vákuumkemencében tárolják kb. 12 órától 30 óráig tartó szárítási időtartamban. A szárítási folyamat során a tekercsekből eltávolítják a maradék nedvességet és az oldószereket. A maradék nedvesség csökkentése alacsonyabb hőmérsékleten történő elpárologtatással történik, mivel a légköri nyomásnál alacsonyabb kamrai nyomást (vákuum) alkalmaznak. Az elektródréteg pórusszerkezetében lévő nedvesség (sómentes víz) és/vagy oldószer- (NMP) maradványok káros hatással vannak az akkumulátorcella későbbi elektrokémiai tulajdonságaira. A vákuumszárítás befejezése után a tekercseket közvetlenül a –40 és –50 °C közötti harmatpontú száraz helyiségbe szállítják, vagy vákuum alatt tartva, szárazon csomagolják. A vákuumkemencéket a korrózió megelőzése érdekében inert gázzal is lehet üzemeltetni vákuum helyett. A kamrában jellemzően 0,07–1000 mbar az üzemi nyomás, a szárítási hőmérséklet pedig 60–150 °C közötti, több izotermikus lépcső alkalmazásával.

 

7) Kivágás, leszabás (cella-összeszerelés)

 

Az akkumulátorcellák összeszerelésének első lépése az akkumulátorcellákba közvetlenül beépítendő elektródok kivágása, leszabása, méretre vágása. Ez a lépés a tasakos cella gyártásához mindenképpen szükséges, és az anód, a katód és egyes esetekben a szeparátorlapok méretre vágását jelenti a tekercselt anyagokból kiindulva. A szabási folyamat során a korábban keskenyebre vágott és vákuumszárított leányelektród-tekercseket a gyártósorra szállítják, a kezdő szakaszt letekercselik és a szabószerszámhoz vezetik. A szabási folyamatot általában nyíróvágással (lyukasztószerszámmal, stencil) végzik, folyamatos eljárásmódot alkalmazva. A rendszerkoncepciótól függően az egyes (mindkét oldalon bevont) lapokat egy tárban (magazin) tárolják, vagy közvetlenül a következő folyamatlépésre továbbítják. A leszabott elektródlapok üres (azaz nem bevont) szélét később az elektromos hozzávezetések (tab) hegesztési felületeként használják. Az esetleges hulladékot, valamint a vágási hulladékot (nem bevont és bevont fémfóliavágások) folyamatosan eltávolítják, és újrahasznosítás céljából elszállítják. A lyukasztással (stencil) történő szabási idő tipikus folyamatparaméterei kb. 0,2 s/elektródlap, a tűrési követelmények pedig: kb. ±200 μm szélességi és hosszúsági tűrés a leszabott elektródlapok esetében. Előfeltétel, hogy a lyukasztószerszám (stencil) nagyon jó vágóélminőséggel rendelkezzen (a kopásállóságtól függően), és a szerszámok megfelelő elkészítése, karbantartása elengedhetetlen.

 

8) Halmozás/csévélés (cella-összeszerelés)

 

Amint az elektródlapok leszabása megtörtént, megkezdődhet azok egymásra helyezése, halmozása (stacking). Ebben a technológiai lépésben a már leszabott elektródlapokat az anód, szeparátor, katód, szeparátor stb. ismétlődő ciklusban egymásra helyezik. Jelenleg a gyártott akkumulátorcellák alaki tényezőjétől függően sokféle halmozási technológia van használatban, és ezeket a megoldásokat általában szabadalmaztatják a gyártók. A halmozás klasszikus módja az úgynevezett Z hajtogatás vagy „cikcakk-hajtogatás” (zig-zag folding). Ebben a módszerben az leszabott negatív elektród- (anód) és pozitív elektród- (katód) lapokat felváltva balról és jobbról helyezik be a Z alakban hajtogatott szeparátorba. A szeparátort végtelenített szalag formájában használják, és az egymásra helyezés után levágják. A cellaköteget végül ragasztószalaggal rögzítik. A halmozás során az egyes elektródlapok pontos egymásra helyezését tekintik a központi minőségi kritériumnak. A különböző elektródok és a teljes köteg tökéletes igazítását egy optikai rendszer valós időben ellenőrzi, a halmozás pontossága: ± 200–300 μm. A lapokat általában vákuumos szívókorongokkal fogják és mozgatják, illetve szállítják és pozicionáljak. A Z hajtogatás és halmozás ciklusideje kb. 1 s/elektródlap (pl. egy 17 anód- és 16 katódlemez halmozásával készülő akkumulátorcella esetében kb. 17+16 (33) másodperc a halmozásra fordított idő). A cellaspecifikációtól függően egy cellaköteg akár 120 egyedi rétegből is állhat. A halmozási termék minősége a különböző méretű lapok vákuumos szívókorongos megfogóval történő precíz igazításától függ. Ezenkívül az elektródalapok közötti szeparátor szakadásának és gyűrődésének elkerülése érdekében a szeparátormembrán mechanikus előfeszítésére van szükség a folyamat során.

 

9) Csomagolás (cella-összeszerelés)

 

A csomagolási folyamat során a tasakos cellákat a végső formájukra alakítják. Itt az elektródlapok nem bevonatolt részein magukat a csupasz áramgyűjtő fóliákat (anód – réz és katód – alumínium) először ultrahangos vagy lézeres hegesztési eljárással előforrasztják, majd ugyanilyen eljárással rögzítik az áramvezető füleket (tab). Az ultrahangos hegesztési folyamat során kb. 15–40 kHz frekvenciát alkalmaznak. A hegesztési folyamat során biztosítani kell az alacsony átmeneti ellenállást, valamint az alacsony mechanikai és hőterhelést. A cellaköteget ezután a tasakfóliába helyezik. Ehhez a tasakfóliát, amely egy alumínium/polimer kompozit fólia (poliamid/alumínium/polipropilén), egy korábbi eljárási lépésben mélyhúzással kialakítják. Az Al-kompozit fólia (tasakfólia) mélyhúzása vagy közvetlenül a gyártósoron, vagy külön eljárás során történik. A tasakos cellát általában három oldalról gázzáróan lezárják fóliahegesztési eljárással. Fontos, hogy az áramvezető fülek hegesztésénél és a fóliahegesztési folyamatok során csökkentsék vagy megakadályozzák a termikus feszültségek kialakulását. Szintén fontos, hogy a záróvarrat szélességét, valamint a fóliahegesztési hőmérsékletet és nyomást szigorúan felügyelni kell. Ebben a technológiai lépésben a tasak három oldalát forrasztják le, viszont a cella egyik oldalát (gyakran a cella alját) nem zárják le még véglegesen, hogy a következő eljárási lépésben a cellát elektrolittal lehessen majd megtölteni.

 

10) Elektrolitbetöltés (cella-összeszerelés)

 

A következő technológiai lépés az elektródtekercs fémházba (csomagolásba) történő behelyezése után az elektrolit betöltése. Az elektrolitbetöltés során különbséget kell tenni a „töltésnek” és a „nedvesítésnek” nevezett részfolyamatok között, amelyek egymást követő részfolyamatok az elektrolit betöltésekor. Az elektrolitbetöltés során az elektrolitot vákuum alatt adagolják (töltik) a cellába egy nagy pontosságú adagolótű segítségével, az üzemi nyomás: kb. 0,01 mbar. A cellán belüli homogén elektroliteloszlás biztosítása érdekében homogén, folyamatos vagy részletekben megvalósított elektrolitbetöltést kell alkalmazni. Az elektródrétegek között nem maradhatnak kitöltetlen és elektrolittal nem nedvesített terek. A második, nedvesítésnek nevezett lépésben a cellára nyomást fejtenek ki (inert gáz adagolása és/vagy vákuum létrehozása váltakozó üzemmódban), ezáltal az elektrolit folyadékát a kalanderezett elektródréteg pórusszerkezetébe préselik. A kapilláris hatás által az elektrolit átnedvesíti az elektródok teljes pórusszerkezetét [64]. Az evakuálási és a részleges feltöltési ciklusokat valójában többször megismétlik, ami a gyártótól, valamint a cella típusától és méretétől függhet. A végső lezárási szakaszban a tasakfóliát vákuum alatt lehegesztik. Szükségszerűen rendkívül száraz környezetre van szükség ennél a lépésnél, mivel a LiPF6-ot tartalmazó szerveskarbonát-alapú elektrolit erősen nedvesség- és levegőérzékeny. A cellába adagolt elektrolit megfelelő mennyiségét gravimetriás módszerrel ellenőrzik. Az adagolási módszer, az adagolótű geometriája, valamint az elektrolit szállítórendszere befolyásolja a végtermék minőségét. Az akkumulátorcellák minőségét az elektrolit adagolásának és a cellán belüli eloszlásának pontossága is befolyásolja. Továbbá a hegesztővarratban nem lehetnek elektrolitmaradványok (azaz kristályos sószennyeződés), ezáltal biztosítani kell a lezárt cella teljes tömítettségét.

 

10B) Hengersajtolás (opcionális) (cella-összeszerelés)

 

Az elektrolittöltést követő, opcionális eljárási lépésként a lágyabb, tasakos cellához hengeres préselési folyamatot lehet beilleszteni. A tasakos Li-ion-cellát egy eszköz segítségével speciális hordozóba szorítják. A cellát két henger közé vezetik, amelyek meghatározott és homogén módon nyomást gyakorolnak a teljes cellára, cellánként 2–5 másodperc időtartamig. Általában a hengeres préselés biztosítja az elektrolit optimális eloszlását és felszívódását a meghatározott nyomás alatt. Ezáltal felgyorsul az elektrolittöltési folyamat nedvesítési lépése, mivel a gázzárványok gyorsabban kihajthatók az elektródrétegek pórusszerkezetéből [64]. A kapilláris erőkön felül nyomással előidézett elektrolitbeáramlást lehet kiváltani az elektródréteg pórusszerkezetébe. Ez a lépés a későbbi elektrokémiai formázás jobb előkészítését szolgálja, mivel az elektrokémiailag inaktív területeket a cellára kifejtett nyomás megszünteti a hatékony elektrolitnedvesítés által. A hengeres préselés után a cellák maximális kapacitása nagyobb valószínűséggel realizálható, és csökken a selejt aránya is, mivel az elektród maximálisan nedvesedik, és az egyes elektródlapok ideális elektrolitellátottsággal rendelkeznek.

 

11) Elektrokémiai formázás (cellakonfekcionálás)

 

Az akkumulátorcellák gyártási folyamatának utolsó fázisa a cellák konfekcionálása. Ebben a folyamatban az első lépés az akkumulátorcellák elektrokémiai formázása. A formázás az akkumulátorcella első töltési és kisütési folyamatait írja le. Megjegyzendő, hogy a jelenlegi Li-ion-akkumulátorok 0%-os SOC-állapotban készülnek, így „életük” legelső ciklusa a töltés. Az elektrokémiai formázáshoz a cellákat speciális állványokba helyezik, és alacsony érintkezési ellenállású, rugós érintkezőkkel kapcsolják az elektrokémiai formázást végző berendezéshez. A cellákat ezután pontosan meghatározott áram- és feszültségprofilok szerint töltik és/vagy kisütik. A formázási lépés során a lítiumionok interkalálódnak a grafit szerkezetébe a negatív elektródon. Ekkor alakul ki az úgynevezett szilárd elektrolit határfelület (lásd korábban, SEI, Solid Electrolyte Interphase), amely passziváló rétegként határfelületi réteget hoz létre az elektrolit és az elektród aktív anyaga között. A töltési/kisütési paraméterek (felső és alsó határfeszültség, áramsűrűség, hőmérséklet) a cellagyártótól függően változnak, és ezek a paraméterek döntő hatással vannak a cella későbbi teljesítményére is. Ezek a paraméterek a cellakoncepciótól és az akkumulátorcellák kémiájától erősen függenek, és a cellagyártó know-how-jának titkosan kezelt részét képezik. Bizonyos esetekben, különösen a tasakos cellák esetében, a cellákat a formázás során nyomás alá helyezik, hogy az elektrokémiai ciklizálás során keletkező gázfázisú mellékterméket kihajtsák a cellából, és ne idézzék elő az elektródrétegek szétválását. A formázás során olyan tipikus paramétereket használnak, például mint kb. 0,1–0,5 C1 töltési sebességet, és a töltöttségi állapotot (SOC) kb. 20–80% közötti értékeken változtatják. A formázási protokollokban a C-értékek minden egyes töltési és kisütési ciklusban fokozatosan nőnek. A formázási folyamat akár 24 órát is igénybe vehet.

 

12) Kigázosítás (cellakonfekcionálás)

 

Sok tasakos cella esetében (különösen a nagyobb méretű celláknál) az első töltési folyamat során erős gázfejlődés tapasztalható. A cellákra nyomást kifejtő hordozók/tárolórekeszek ezt a gázt egy erre a célra kialakított térbe (más néven gázzsákba) préselik ki az elektródok közül. A gázmentesítés során a gázzsákot egy vákuumkamrában megnyitják, és a kiszabaduló gázokat leszívatják. A cellát végül vákuum alatt véglegesen lezárják. A gázzsákot vágással leválasztják a kész akkumulátorcelláról, elkülönítik és veszélyes hulladékként kezelik. A tasakos cellák külső méreteinek csökkentése érdekében opcionálisan elvégezhető a zárószélek végső hajtogatása és szükség esetén ragasztása, rögzítése. Mivel az elszívott gázok károsak és mérgezőek, azokat utókezelni kell.

 

13) Öregítés (cellakonfekcionálás)

 

A tizenhárom részlépésből álló teljes Li-ion-akkumulátorcella-gyártási eljárás záró lépéseként az öregítés a gyártás utolsó lépését jelenti, és a minőségbiztosításra szolgál. Az öregítés során a cella jellemzőit és teljesítményét a cella nyitott áramköri feszültségének (open circuit voltage – OCV), azaz elektromotoros erejének (EME) rendszeres, akár három héten át tartó mérésével ellenőrzik. Az öregítési folyamat időtartama azonban nagymértékben függ az adott cellagyártótól és az alkalmazott cellakémiától. Megkülönböztetünk magas hőmérsékleten (HT – high temperature) és normál hőmérsékleten (NT – normal temperature) történő öregítést. Míg az NT-teszt kb. 22 °C, a HT-teszt kb. 30–50 °C közötti hőmérsékleten végzendő. A cellák általában először HT-öregítésen, majd NT-öregítésen mennek keresztül 80–100%-os SOC-értékek között. A cellákat úgynevezett öregítőtornyokban/állványokon tárolják, viszont a tasakos cellákra nem fejtenek ki külső nyomást ebben a technológiai lépésben. Ha a cella elektrokémiai tulajdonságai a teljes vizsgálati időtartam alatt (kb. 3 hét) nem változnak jelentősen, az azt jelenti, hogy a cella teljesen működőképes, és a vevőnek átadható. Az olyan minőségi jellemzőket, mint a kapacitás, a belső ellenállás és az önkisülési sebesség, precízen és folyamatosan figyelemmel kísérik és regisztrálják.