مزایای عملکرد باتریهای{0}در دمای پایین به فرآیندهای قالبگیری دقیق برای دستیابی به تبدیل پایدار از مواد به دستگاهها وابسته است. هسته اصلی در ایجاد تعادل در سازگاری با دمای پایین، سازگاری ساختاری، و امکانسنجی تولید مقیاسپذیر از طریق نوآوری در فرآیند، ایجاد یک پایه تولید محکم برای کاربردهای قابل اعتماد در محیطهای شدید است.
آماده سازی الکترود اولین مرحله در قالب گیری است. سناریوهای دمای پایین الزامات سختگیرانه ای را برای پراکندگی مواد فعال و استحکام پیوند سطحی ایجاد می کنند. آمادهسازی دوغاب از یک فرآیند هم زدن گرادیان استفاده میکند: ابتدا، برش{3}}با سرعت پایین، اجزای جامد و مایع را مخلوط میکند تا انباشتگی را از بین ببرد. سپس، همگن سازی با سرعت بالا، آگلومراهای نرم را می شکند. در نهایت، گاز زدایی خلاء از تبدیل شدن میکروحباب ها به نقاط حساس امپدانس موضعی در دماهای پایین جلوگیری می کند. فرآیند پوشش شامل کنترل پیوند رطوبت{6}}، تثبیت دمای بستر در 2±25 درجه و رطوبت کمتر یا مساوی 30% RH است. همراه با قالب اکستروژن شکافی، ضخامت لایه مرطوب دقیقاً کنترل میشود (خطای کمتر یا مساوی ± 2μm)، و اطمینان حاصل میکند که یکنواختی چگالی لایه ماده فعال پس از خشک شدن به بیش از 98 درصد میرسد و شکستهای جدا شدن ناشی از تمرکز تنش موضعی در طول چرخه دمای پایین را کاهش میدهد.
قالب گیری الکترود باید انعطاف پذیری و دقت ابعاد را متعادل کند. فرآیند نورد از یک استراتژی گرادیان فشار چند مرحلهای استفاده میکند: فشار کم (کمتر یا مساوی 10 کیلونیوتن بر متر) در مرحله پرس اولیه، تخلخل بین ذرات را برای تسهیل انتقال یون حفظ میکند. مرحله پرس ریز به تدریج فشار را تا 30 کیلو نیوتن بر متر افزایش می دهد تا چگالی تراکم را افزایش دهد. به طور همزمان، اندازهگیری ضخامت لیزر آنلاین، بازخورد واقعی-برای تنظیم شکاف غلتکی، کنترل انحراف ضخامت الکترود در ± 1.5 میکرومتر برای جلوگیری از عدم تعادل توزیع جریان در دماهای پایین به دلیل ضخامت ناهموار، فراهم میکند. فرآیند بریدگی از فناوری جبران پویایی تیغه دایرهای برای جبران فرزهای لبه (کمتر یا مساوی 5 میکرومتر) ناشی از سایش تیغه استفاده میکند و از سوراخ کردن سوراخها در جداکننده و ایجاد اتصال کوتاه میکرو-در هنگام چرخش در دمای پایین جلوگیری میکند.
مونتاژ سلولی بر روی آب بندی رابط و مدیریت حرارتی قبل از جاسازی- تمرکز دارد. در طول فرآیند انباشته کردن یا سیم پیچی، یک سیستم موقعیت یابی بصری (دقت 0.02 ± میلی متر) تراز الکترود را تضمین می کند و خطر ناهماهنگی رابط را به دلیل اختلاف دمای کم- کاهش می دهد. کپسولهسازی از یک فرآیند کامپوزیت پرس گرم-پرس-سرد-استفاده میکند، ابتدا لایه چسب را در 120 درجه پیش گرم میکند، سپس با فشار سرد- با فشار 20 مگاپاسکال به شکلدهی به آن میپردازد، و استحکام پیوند بین فیلم پلاستیکی{11}آلومینیوم{11}}و لایههای الکترود زیر 15N/cm را افزایش میدهد. شرایط دمای پایین-و{14}}رطوبت بالا. برای پاسخگویی به نیاز{16}}خود گرمایشی، برخی فرآیندها از شبکههای رسانای حرارتی نانوالیاف از پیش تعبیهشده بین الکترودها استفاده میکنند. فشار دادن همزمان، واحد گرمایش و الکترودها را یکپارچه میکند و از نوسانات مقاومت تماسی که با جوشکاری بعدی ایجاد میشود، جلوگیری میکند.
کنترل دمای برنامه ریزی شده در مرحله{0}پست پردازش بسیار مهم است. یک استراتژی شارژ پلکانی در طول شکلگیری استفاده میشود: یک جریان کم- 0.05 درجه سانتیگراد، فیلم SEI را فعال میکند و به دنبال آن افزایش 0.2 درجه سانتیگراد به ولتاژ هدف. این با یک محفظه دمای ثابت (-5 درجه ± 1 درجه) ترکیب میشود تا شرایط دمای پایین را شبیهسازی کند، که باعث تشکیل یک لایه واسط متراکم و یکنواخت میشود. تست پیری شامل 48 ساعت ذخیره استاتیک در دمای 20- درجه برای بررسی افت ظرفیت اولیه ناشی از نقص فرآیند است.
در حال حاضر، فرآیندهای{0}}تشکیل باتری در دمای پایین به سمت هوشمندی و تمیزی در حال تکامل هستند. بهینهسازی پنجرههای پارامتر از طریق شبیهسازی دیجیتال دوقلوی، همراه با کنترل گرد و غبار در اتاقهای تمیز (کلاس 1000)، بازده محصول را از 85% به بیش از 95% افزایش داده است. بلوغ این سیستم تولید دقیق، راه حلهای قابل اعتمادتری برای انرژی در دمای پایین برای تحقیقات قطبی، ذخیرهسازی انرژی در ارتفاع بالا و سایر زمینهها ارائه میکند.
