锂离子电池的工艺流程介绍
来源：宝鄂实业
2019-11-26 07:21
点击量：次
一、正极混料
l 质料的掺和：
（1） 粘合剂的溶解（按规范浓度）及热处理。
（2） 钴酸锂和导电剂球磨：使粉料初步混合，钴酸锂和导电剂粘合在一起，前进集会效果和的导电性。配成浆料后不会单独分布于粘合剂中，球磨时刻一般为2小时左右；为防止混入杂质，一般运用玛瑙球作为球磨介子。
l 干粉的松散、浸湿：
（1） 原理：固体粉末放置在空气中，随着时刻的推移，将会吸附部分空气在固体的外表上，液体粘合剂参加后，液体与气体开端争夺固体外表；假如固体与气体吸附力比与液体的吸附力强，液体不能浸湿固体；假如固体与液体吸附力比与气体的吸附力强，液体能够浸湿固体，将气体挤出。
当湿润角≤90度，固体浸湿。
当湿润角＞90度，固体不浸湿。
正极材猜中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿，所以正极粉料松散相对简单。
（2） 松散方法对松散的影响：
A、 静置法（时刻长，效果差，但不损害资料的原有结构）；
B、 拌和法；自转或自转加公转（时刻短，效果佳，但有或许损害个别
资料的本身结构）。
1、拌和桨对涣散速度的影响。拌和桨大致包含蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。一般蛇形、蝶形、桨型拌和桨用来对付涣散难度大的资料或配料的初始阶段；球形、齿轮形用于涣散难度较低的状况，效果佳。
2、拌和速度对涣散速度的影响。一般说来拌和速度越高，涣散速度越快，但对资料本身结构和对设备的损害就越大。
3、浓度对涣散速度的影响。通常情况下浆料浓度越小，涣散速度越快，但太稀将导致资料的糟蹋和浆料沉积的加重。
4、浓度对粘结强度的影响。浓度越大，柔制强度越大，粘接强度
越大；浓度越低，粘接强度越小。
5、真空度对涣散速度的影响。高真空度有利于资料缝隙和外表的气体排出，降低液体吸附难度；资料在完全失重或重力减小的情况下涣散均匀的难度将大大降低。
6、温度对涣散速度的影响。适合的温度下，浆料流动性好、易涣散。太热浆料简单结皮，太冷浆料的流动性将大打折扣。
l 稀释。将浆料调整为适宜的浓度，便于涂布。
1.1质料的预处理
（1） 钴酸锂：脱水。一般用120 oC常压烘烤2小时左右。
（2） 导电剂：脱水。一般用200 oC常压烘烤2小时左右。
（3） 粘合剂：脱水。一般用120-140 oC常压烘烤2小时左右，烘烤温度视分子量的巨细决定。
（4） NMP：脱水。使用干燥分子筛脱水或选用特殊取料设施，直接使用。2.1.2物料球磨
a）将LiCoO2 Super-P倒入料桶，一起参加磨球（干料：磨球=1:1），在滚瓶及上进行球磨，转速控制在60rmp以上；
b）4小时完毕，过筛别离出球磨；
1.3操作进程
a） 将NMP倒入动力混合机（100L）至80℃，称取PVDF参加其间，开机；
参数设置：转速25±2转/分，拌和115-125分钟；
b） 接通冷却体系，将已经磨号的正极干料均匀分四次参加，每次距离28-32分钟，第三次加料视资料需求添加NMP，第四次加料后参加NMP；
动力混合机参数设置：转速为20±2转/分
c） 第四次加料30±2分钟后进行高速拌和，时刻为480±10分钟；
动力混合机参数设置：公转为30±2转/分，自转为25±2转/分；
a） 真空混合：将动力混合机接上真空，坚持真空度为-0.09Mpa，拌和30±2分钟；
动力混合机参数设置：公转为10±2分钟，自转为8±2转/分
b） 取250-300毫升浆料，使用黏度计丈量黏度；
测试条件：转子号5，转速12或30rpm，温度规模25℃；
c） 将正极料从动力混合机中取出进行胶体磨、过筛，一起在不锈钢盆上贴上标识，与拉浆设备操作员交代后可流入拉浆作业工序。
1.4注意事项
a） 完结，整理机器设备及工作环境；
b） 操作机器时，需注意安全，防止砸伤头部。
2负极混料
2.1质料的预处理：
（1） 石墨：A、混合，使质料均匀化，进步一致性。B、300~400℃常压烘烤，除掉外表油性物质，进步与水性粘合剂的相容才干，修圆石墨外表棱角（有些资料为坚持外表特性，不答应烘烤，不然效能降低）。
（2） 水性粘合剂：恰当稀释，进步涣散才干。
★ 掺和、浸湿和涣散：
（1） 石墨与粘合剂溶液极性不同，不易涣散。
（2） 可先用醇水溶液将石墨初步潮湿，再与粘合剂溶液混合。
（3） 应恰当降低拌和浓度，进步涣散性。
（4） 涣散进程为削减极性物与非极性物距离，进步势能或外表能，所认为吸热反应，拌和时总体温度有所下降。如条件答应应该恰当升高拌和温度，使吸热变得简单，一起进步流动性，降低涣散难度。
（5） 拌和进程如参加真空脱气进程，排除气体，促进固-液吸附，效果更佳。
（6） 涣散原理、涣散方法同正极配料中的相关内容
★ 稀释：将浆料调整为适宜的浓度，便于涂布。
2.2物料球磨
a）将负极和Super-P倒入料桶一起参加球磨（干料：磨球=1:1.2）在滚瓶及上进行球磨，转速控制在60rmp以上；
b）4小时完毕，过筛别离出球磨；
2.3操作进程
a） 纯净水加热至至80℃倒入动力混合机（2L）
b）加CMC，拌和60±2分钟；
动力混合机参数设置：公转为25±2分钟，自转为15±2转/分；
c） 参加SBR和去离子水，拌和60±2分钟；
动力混合机参数设置：公转为30±2分钟，自转为20±2转/分；
d） 负极干料分四次均匀顺序参加，加料的一起参加纯净水，每次距离28-32分钟；
动力混合机参数设置：公转为20±2转/分，自转为15±2转/分；
e） 第四次加料30±2分钟后进行高速拌和，时刻为480±10分钟；
动力混合机参数设置：公转为30±2转/分，自转为25±2转/分；
f） 真空混合：将动力混合机接上真空，坚持真空度为-0.09到0.10Mpa，拌和30±2分钟；
动力混合机参数设置：公转为10±2分钟，自转为8±2转/分
g） 取500毫升浆料，使用黏度计丈量黏度；
测试条件：转子号5，转速30rpm，温度规模25℃；
h） 将负极料从动力混合机中取出进行磨料、过筛，一起在不锈钢盆上贴上标识，与拉浆设备操作员交代后可流入拉浆作业工序。
2.4注意事项
a） 完结，整理机器设备及工作环境；
b） 操作机器时，需注意安全，防止砸伤头部。
配料注意事项：
1、 防止混入其它杂质；
2、 防止浆料飞溅；
3、 浆料的浓度（固含量）应从高往低逐步调整，防止增加费事；
4、 在拌和的间歇进程中要注意刮边和刮底，确保涣散均匀；
5、 浆料不宜长时刻搁置，防止沉积或均匀性降低；
6、 需烘烤的物料必须密封冷却之后方能够参加，防止组分资料性质改变；
7、 拌和时刻的长短以设备性能、资料参加量为主；拌和桨的使用以浆料涣散难度进行替换，无法替换的可将转速由慢到快进行调整，防止损害设备；
8、 出料前对浆料进行过筛，除掉大颗粒以防涂布时造成断带；
9、 对配料人员要加强训练，确保其掌握专业知识，防止酿成大祸；
10、 配料的关键在于涣散均匀，掌握该中心，其它方式可自行调整。
3.电池的制造
3.1 极片尺度
3.2 拉浆工艺
a） 集流体尺度
正极（铝箔），间歇涂布
负极（铜箔），间歇涂布
b） 拉浆分量要求
电极 第一面双面 分量（g） 面密度（mg/cm2） 分量（g） 面密度（mg/cm2）
…
3.3 裁片
a） 正极拉浆后进行以下工序：
裁大片 裁小片 称片（配片） 烘烤 轧片 极耳焊接
b） 负极拉浆后进行以下工序：
裁大片 裁小片 称片（配片） 烘烤 轧片 极耳焊接
3.4轧片要求
电极
压片后厚度（mm）
压片后长度（mm）
正极
0.125-0.145
362-365
负极
0.125-0.145
400-403
3.5配片方案
序号
正极分量（克）
负极分量（克）
补白
1
5.49-6.01
2.83-2.86
正极能够和重1-2个档次的负极进行配片
2
6.02-6.09
2.87-2.90
3
6.10-6.17
2.91-2.94
4
6.18-6.25
2.95-2.98
5
6.26-6.33
2.99-3.01
6
6.34-6.41
3.02-3.05
3.6极片烘烤
电极
温度
时刻（小时）
真空度
正极
120±5
6-10
≦-0.09Mpa
负极
110±5
6-10
≦-0.09Mpa
补白：真空体系的真空度为-0.095-0.10Mpa
保护气为高纯氮气，气体气压大于0.5Mpa
3.7极耳制造
正极极耳 上盖组合 超声波焊接
铝条边际与极片边际平齐
负极 镍条直接用点焊机点焊，要求点焊数为8个点
镍条右侧与负极片右侧对齐，镍条末端与极片边际平齐
3.8隔阂尺度
3.9卷针宽度
3.10压芯
电池卷绕后，先在电芯底部贴上24mm的通明胶带，再用压平机冷压2次；
3.11电芯入壳前要求
胶纸 镍条。。。。
3.12装壳
3.13负极极耳焊接
负极镍条与钢壳用点焊机焊接，要确保焊接强度，禁止虚焊
3.14激光焊接
细心上号夹具，电池壳与上盖配合杰出后才干进行焊接，注意防止呈现焊偏
3.15电池真空烘烤
温度
时刻
真空度
80±5℃
16-22小时
≦-0.05Mpa
补白：
a） 真空体系的真空度为-0.095~0.10Mpa
b） 保护气为高纯氮气，气体气压大于0.5Mpa
c） 每小时抽一次真空注一次氮气；
3.16 注液量：2.9±0.1g
注液房相对湿度：小于30%
温度：20±5℃
封口胶布：宽赤色胶布。粘胶布时注意擦净注液口的电解液
用2道橡皮筋将棉花固定在注液口处
3.17 化成准则
3.17.1开口化成工艺
a）恒流充电：40mA*4h 80mA*6h
电压约束：4.00V
b）全检电压，电压大于3.90V的电池进行封口，电压小于3.90V的电池接着用60mA恒流至3.90-4.00后封口，再打钢珠；
c） 电池清洗，清洗剂为醋酸+酒精
3.17.2续化成准则
a） 恒流充电（400mA，4.20V，10min）
b） 休眠（2min）
c） 恒流充电（400mA，4.20V，100min）
d） 恒压充电（4.20V，20mA，150min）
e） 休眠（30min）
f） 恒流放电（750mA，2.75V，80min）
g） 休眠（30min）
h） 恒流充电（750mA，3.80V，90min）
i） 恒压充电（3.80V，20mA，150min）
当从LiCoO2拿走XLi后，其结构或许发作改变，但是否发作改变取决于X的巨细。经过研究发现当X》0.5时Li1-XCoO2的结构表现为极端不安稳，会发作晶型瘫塌，其外部表现为电芯的压倒完结。所以电芯在使用进程中应经过约束充电电压来控制Li1-XCoO2中的X值，一般充电电压不大于4.2V那么X小于0.5 ，这时Li1-XCoO2的晶型仍是安稳的。负极C6其本身有自己的特色，当第一次化成后，正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中，当放电时Li回到正极LiCoO2中，但化成之后必须有一部分Li留在负极C6中，心以确保下次充放电Li的正常嵌入，不然电芯的压倒很短，为了确保有一部分Li留在负极C6中，一般经过约束放电下限电压来完成：安全充电上限电压≤4 .2V，放电下限电压≥2.5V。
