介绍锂电池电芯烘烤工序操作方法
锂电池电芯烘烤在每个电芯生产厂都会看到,厂家会根据不同的电芯容量,电芯型号,尺寸等来设置相关的电芯烘烤温度,真空参数,烘烤时间等,但基本上大多烘烤温度都差不多,也有采用60度烘烤但极为少数,一起来看看电池之都为大家分享的电芯烘烤工序操作方法吧。
一、锂电池电芯烘烤前的准备工作。
1、电芯烘烤前对所用烘烤箱内进行清洁,除去箱体内及烘烤夹的粉尘及异物,防止烘烤进粉尘进入电芯内部。(使用辅料:酒精、抹布)。电芯烘考流程:准备工作,试运行,启动加温,烘烤,过程巡查,充放氮气,过程记录。
2、打开烘烤总电源开关,及真空阀门、压缩气阀门。
3、烘烤开启后进入主操作界面,按手动操作、进入手动操作界面;显示层号及对应每层烘箱的选择按扭:加热、真空、充氮气;选择抽真空,先对烘箱进行试抽真空,真空达到-90KPA时,在充氮气,以检验设备抽真空及充氮气运行是否正常。若出现真空达不到及其它异常时,立即通知设备人员检修处理。
4、烘烤确认合格后,进入手动操作界面;启动烘烤箱加热按扭,烘烤箱加温。5、电芯烘烤前需提前2小时以上对所用烘烤箱进行加温,减少电芯放入烘烤后加温时间。
二、锂电池电芯烘烤过程中。
1、电芯烘烤温度参数设置:温度85±5度。
2、电芯真空烘烤参数:真空度≤-90KPA。
3、电芯烘烤时间设置:24-48小时,烘烤时间根据电芯大小而定。
4、电芯烘烤氮气干燥设置:充放氮气时间为第1小时、第4小时、第7小时;充氮气时间为2分钟以上。5、小电芯(容量20A以下)烘烤:电芯放入适中的物料盒内,摆放整齐,气袋朝上,每箱数量在20EA左右;且要求电芯扩口开。中大电芯(容量20A以上)烘烤:中大型聚合物电芯烘烤时使用托盘及不锈钢板放置电芯,烘烤时电芯摆放整齐,每层数量为8EA以内;电芯放置高度应低于烘烤箱内壁30mm,且电芯气袋内塞入PET卷,撑开气袋口。6、电芯放入后填写烘烤状态表;电芯烘烤过程中每2小时对烘烤箱的温度、真空度进行一次确认,并将巡查结果记录烘烤记录表。
三、电芯烘烤完成成:
1、电芯烘烤完成后关闭加热按扭,烘箱降温,电芯需处继续真空保存。
2、待电芯温度降至35度以下时,经过干燥房转入手套箱进行加液。
四、锂电池电芯烘烤品质控制要求:
1、锂电池电芯烘烤过程中需控制好温度、真空度、烘烤时间在文件要求范围内。
2、锂电池电芯烘烤时严禁开启烘箱门。
3、电芯烘烤箱必须是专用,烘烤时严禁放入液体类及它物品与电芯烘烤。
五、锂电池电芯烘烤注意事项:
1、 锂电池电芯烘烤过程中严禁断电。
2、充氮气时确认氮气阀门已开启,且随时确认使用氮气压力,保证氮气充足。
3、氮气瓶使用过程中需标示清楚,氮气使用状态。
首先纠正一个概念,锂电池按照正负极使用的材料不同,通常分两大类 :
锂金属电池,也就是使用二氧化锰为正极材料,金属锂或其合金金属为负极材料的电池;锂离子电池,使用锂合金金属氧化物为正极材料,石墨为负极材料电池。
锂金属电池其性质不够稳定而且不能充电,所以不属于二次电池。对于新能源汽车来讲,我们平时说的锂电池,就是指锂离子电池。
我们来看看锂离子电池的工作原理,如下图:
锂离子电池主要由正极(含锂化合物),负极(碳素材料),电解液,隔膜四个部分组成:
电池充电时,正极上锂原子电离成锂离子和电子(脱嵌),锂离子经过电解液运动到负极,得到电子,被还原成锂原子嵌入到碳层的微孔中(插入);
电池放电时,嵌在负极碳层中的锂原子,失去电子(脱插)成为锂离子,通过电解液,又运动回正极(嵌入);
锂电池的充放电过程,也就是锂离子在正负极间不断嵌入和脱嵌的过程,同时伴随着等当量电子的嵌入和脱嵌。锂离子数量越多,充放电容量就越高。
分类
因正极材料不同,锂离子电池主要分为:磷酸铁锂(LFP),镍酸锂(LNO),锰酸锂(LMO),钴酸锂(LCO),以及镍钴锰酸三元锂(NCM)、镍钴铝酸三元锂(NCA),负极材料主要采用石墨碳材料。
各类型的化学成分,结构以及主要性能比较如下:
技术路线
基于上表,我们来理一理不同类型锂电池在市场的应用情况。
先说说钴酸锂,作为锂电池的鼻祖,当然也可能是作为动力电池先试试水,最先用在特斯拉Roadster上,但由于其循环寿命和安全性都较低,事实证明其并不适用作为动力电池。为了弥补这个缺点,特斯拉运用了号称世界上最顶尖的电池管理系统来保证电池的稳定性。钴酸锂目前在3C领域的市场份额很大。
第二是锰酸锂电池,主要最先由电池企业AESC提出,这个AESC来头可不小,是日产和日本电气股份有限公司(NEC)的合资。锰酸锂代表车型是为日产聆风,由于其价格低,能量密度中等,安全性也一般,具有所谓的较好综合性能。所谓成也萧何败也萧何,也是正因为这种不温不火的特性,其逐步被新的技术所替代。
接着是磷酸铁锂,作为比亚迪的主打,其稳定好,寿命长,且具有成本优势,特别适用于需要经常充放电的插电式混合动力汽车,但其缺点是能量密度一般。
最后是三元锂电池,作为冉冉升起的新星,能量密度可达最高,但安全性相对较差。对于续航里程有要求的纯电动汽车,其前景更广,是目前动力电池主流方向。
下图是特斯拉发布的MODEL 3,采用松下的21700型的三元(NCA)圆柱形的电池。
其实,动力电池市场上,存在着中日韩三国巨头的技术路线之争,它们都在招兵买马,拓展疆土,抢夺山头,上演着所谓的“三国演义”。