锂电池的工艺流程的主要工序有哪些?
来源:宝鄂实业
2019-05-23 13:55
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①制浆用专用的溶剂和黏结剂分别与粉末状的正负极活性物质混合,经高速搅拌均匀后,制成浆状的正负极物质。
②涂装将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面,烘干,分别制成正、负极极片。
③装配按正极片一隔膜一负极片一隔膜自上而下的顺序放好,经卷绕制成电池芯,再经注入电解液、封口等工艺过程,即完成电池的装配过程,制成成品电池。
④化成用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试,对每一只电池都进行检测,筛选出合格的成品电池,待出厂。
按照锂电池的结构设计和设计参数,如何制备出所选择的电池材料并将其有效地组合在一起,并组装出符合设计要求的电池,是电池生产工艺所要解决的问题。由此可见,电池的生产工艺是否合理,是关系到所组装电池是否符合设计要求的关键,是影响电池性能最重要的步骤。
AA型锂电池生产工艺过程涉及四个工序:①正负极片的制备;②电芯的卷绕;③组装;④封口。这与传统的AA型Cd/Ni电池的生产过程并无太大区别,但在工艺上,锂电池要复杂得多,并且对环境条件的要求也要苛刻得多。锂电池的制造工艺技术非常严格、要求复杂。
在锂电池中,由于使用电导率低的有机电解液,因而要求电极的面积大,而且电池装配时采用卷式结构,电池性能的提高不仅对电极材料提出了新的要求,而且对电极制造过程使用的黏结剂也提出了新的指标。就锂电池来说,对黏结剂的性能要求如下七个要求:
①在干燥和除水过程中加热到130~180℃情况下仍能保持相当高的热稳定性;
②能被有机电解液所润湿;
③具有良好的加工性能;
④不易燃烧;
⑤对电解液中的添加剂,如LiClO4、LiPF6等以及副产物LiOH、LiCO3等比较稳定;
⑥具有比较高的电子离子导电性;
⑦用量少,价格低廉。奥钛的1MW大容量高功率储能机组是目前在美国电网中唯一得到2年多实地商业运作和性能质量检验通过的大容量钛酸锂电池产品。储能系统循环次数超过500000次,充放电总电量超过3300MWh,系统容量损失小于2%,且功率并没有明显的衰减。
日本东芝批量生产以“SCiB”为品牌的钛酸锂电池。其中3.2Ah、10Ah及20Ah铝壳方形电池主要用于电动摩托、电动汽车及汽车启停电池。SCiB电池有着快速充电和长寿命的优势,10分钟即可充电90%以上,反复充放电3000次电量容量衰减不足10%,已经批量应用于“EV—neo”电动摩托车上。
在储能方面,东芝借日本新阳光计划之东风正在将钛酸锂电池应用到大规模储能电站及家庭储能系统。另一家日本企业村田已开发了采用5V镍锰酸锂为正极的新型钛酸锂电池。其电压差为3.2V,能量密度可达到130Wh/K歌,超过了目前磷酸铁锂电池的水平。