锂电芯制造过程动态培训课件-A01

圆柱18650锂电池制造过程简单动态介绍九鼎动力---技术部李波/杨明2020-7-7锂电池分为以下几种:(1)锂电池:以金属锂为负极。（过去）(2)锂离子电池:使用非水液态有机电解质。（现在）(3)锂离子聚合物电池:用聚合物来凝胶化液态有机溶剂，或者直接用全固态电解质。（将来）锂离子电池:是一种二次电池(充电电池)，正极采用锂金属氧化物，负极采用层状石墨，依靠锂离子在正极和负极之间往复移动来工作，通常人们俗称其为锂电池。什么是锂离子电池？Li-ion电池的工作原理是什么？充电—>正极反应：LiCoO2=======Li1-xCoO2+xLi++xe-<--放电 充电—>负极反应：C+xLi++xe-=======CLix <--放电 充电—>电池总反应：LiCoO2+C=======Li1-xCoO2+CLix <--放电正电极LiCoO2负电极CLi+Li+Li+Li+Li+Li+充电放电氧钴锂离子炭e-e-e-e-e-e-e-正极匀浆正极涂布正极碾压正极分切卷绕入壳滚槽注液激光焊封口预充OCV0第一次高温存储OCV1第三次常温存储OCV2第四次常温存储OCV3分容OCV4分级包装正极片烘烤极组烘烤热缩喷码制片车间装配车间化成车间包装车间负极匀浆负极涂布负极碾压负极分切负极片烘烤正极制胶负极制胶X-ray检测清洗涂防锈油壳体喷码第二次常温存储数据装载托盘注销外观全检喷等级码入库外观全检外观全检等级扫描检查正极匀桨搅拌机浆料小车钴酸锂导电剂胶液溶剂粘结剂制胶罐正极制胶匀桨工序关键要点：正极来料的确认：1、标识：清晰、明确，与BOM、发料单、工艺标准相一致。

2、外观：包装完整，符合《制程检验标准》。

3、保质：在有效期范围内。加料比：严格按电池工艺标准执行钴酸锂:导电剂:粘结剂:制胶溶剂=100:1.3:0:2.0:32搅拌速度、时间：严格按电池工艺标准执行胶液的粘度、固含量、外观：1、胶液的粘度、固含量按工艺标准进行检验和控制

2、胶液的外观要求：无色透明粘稠状、均匀、无白点、无沉淀、无杂质等。粉体过筛：1、筛网目数，粉体150目、super-p100目

2、筛网外观：筛网无破损，网目无干料及杂质堵塞等现象。

3、真空输送管无堵塞、通气不顺，罐体清洁无污物、杂质。除铁比率：来料和除铁后铁，铜，镍均要小于100PPM；除铁比率=除铁前铁含量（PPM）-出铁后铁含量（PPM）电子秤的稳定性：用20Kg砝码每天校准一次。搅拌机的循环水温度、搅拌速度、搅拌时间、加料的顺序：严格按工艺标准去设置和控制浆料的粘度、固含量、外观：1、浆料的粘度、固含量按工艺标准进行检验和控制

2、胶液的外观要求：黑色均匀粘稠状胶体、无气泡、杂质、大颗粒、絮状凝胶、油污、沉淀等现象。抽真空要求：真空度为-（0.085----0.1）MPa干混罐残留物的清除：罐内清洁、无污物、杂质。正极匀浆注意事项：①投料前，物料、工艺等确认；②匀浆中，搅拌、时间、环境把控；③出料后，粘度、固含量、细度，浆料分散性、稳定性数据收集负极匀桨搅拌机浆料小车石墨导电剂胶液粘结剂

SBR

溶剂CMC制胶罐负极制胶匀桨工序关键要点：正极来料的确认：1、标识：清晰、明确，与BOM、发料单、工艺标准相一致。

2、外观：包装完整，符合《制程检验标准》。

3、保质：在有效期范围内。加料比：严格按电池工艺标准执行石墨粉:导电剂:SBR:CMC:制胶溶剂=100:2.1:4.2:1.7:92搅拌速度、时间：严格按电池工艺标准执行胶液的粘度、固含量、外观：1、胶液的粘度、固含量按工艺标准进行检验和控制

2、开盖检查，每次取胶液上层和下层，无色透明粘稠状、均匀、无白点、无沉淀、无杂质等。粉体过筛：1、筛网目数，粉体150目、导电剂50目

2、筛网外观：筛网无破损，网目无干料及杂质堵塞等现象。

3、真空输送管无堵塞、通气不顺，罐体清洁无污物、杂质。除铁比率：来料和除铁后铁，铜，镍均要小于100PPM；除铁比率=除铁前铁含量（PPM）-出铁后铁含量（PPM）电子秤的稳定性：用20Kg砝码每天校准一次。搅拌机的循环水温度、搅拌速度、搅拌时间、加料的顺序：严格按工艺标准去设置和控制浆料的粘度、固含量、外观：1、浆料的粘度、固含量按工艺标准进行检验和控制

2、胶液的外观要求：黑色均匀粘稠状胶体、无气泡、杂质、大颗粒、絮状凝胶、油污、沉淀等现象。抽真空要求：真空度为-（0.085----0.1）MPa干混罐残留物的清除：罐内清洁、无污物、杂质。负极匀注意事项：①投料前，物料、工艺等确认；②匀浆中，搅拌时间、环境把控；③出料后，粘度、固含量、细度，浆料分散性、稳定性数据收集匀桨工序小结：匀浆工序的目的是什么？将粉末状的材料（正负极主材、辅料等），均匀混合成为一种具有良好分散性，且具有一定流动性、稳定性的悬浊液。生活中还有哪些常见的悬浊液呢？染布的浆料水，砌墙的水泥等等.....

涂布涂布好的极片准备好的浆料涂布机烘区涂布机排废气管涂布工序关键要点：箔材外观：表面、切面平整，色泽均一，无明显亮线、明显凹凸点、暗痕条纹等，边缘无明显翘边和褶皱，无掉粉，管芯无生锈。标识、外保护：有保护膜及完整的合格标识卡箔材厚度：铜箔8±2um铝箔16±2um箔材面密度：铜箔7.34±0.3mg/c㎡铝箔4.32±0.3mg/c㎡箔材宽度：铜箔632±1mm铝箔648±1mm浆料来料检：随工单填写内容完整、字迹清楚，固含量及粘度符合匀浆工艺标准。运浆小车的清洁效果：运浆小车内、外表面洁净无异物，除铁器表面铁粉清洁干净。料槽中的浆料的外观：无气泡、硬块、水珠，色泽均一极片粘附力：符合〈正、负极片粘附力测试作业指导书〉料槽浆料的高度：料槽的2/3高度浆料涂布前放置时间：正、负极：小于等于8小时涂布时的走速：12米/分钟涂布A、B面的烘区温度：严格按涂布机头作业指导书控制极片压边宽：正极：2±1mm负极：2±1mm失重比：正、负极：≤0.2%环境粉尘、环境温湿度：见〈环境控制工艺标准〉涂布注意事项：①涂布前，物料、工艺等确认；②涂布中，工艺参数、涂布效果；③涂布后，面密度、粘附力、失重比、阻抗等数据收集涂布工序小结：涂布工序的目的是什么？将混合好的浆料，均匀涂在正、负极极集流体上，经过若干节干燥箱烘干后，得到目标极片（主材分布均匀，且与集流体接触良好）。基于涂布的目标，因此对匀浆工序有“分散性、流动性、稳定性、粘度”等要求。碾压碾压机压实密度：如何管控压实密度：面密度在涂布段已经确定，通过控制碾压的极片厚度，来达到控制压实的目标。碾压工序的目的是什么？涂布烘干后的极片结构是松散的（类似奶酪），材料颗粒之间距离很远，严重影响充、放电过程中电子、锂离子运输速率。碾压的目的在于减小固体颗粒之间的缝隙距离，增强颗粒间的锂离子运输速度以及电子导电速率。(以充电为例：锂离子传输路径，正极主材脱锂电解液隔膜电解液负极石墨嵌锂；电子传输路径,正极主材正极耳外电路负极耳负极材料）分切分切机分切刀

分切直观图分切工序关键要点：小片宽度：正极：56.5±0.1mm负极：58±0.1mm毛刺：≤12um极片弧形度：负极：679mm长（一片）弧高≤0.68mm

正极：660mm长（一片）弧高≤0.66mm掉料露箔：依制程检验标准刀具走长更换周期:依《西村分切刀管理规定》速度张力:依《正、负极分切作业指导书》环境粉尘、环境温湿度：见〈环境控制工艺标准〉分切工序的目的是什么？目的在于制片，方便卷绕电芯。一般18650电池，正极58，负极59。特别注意：分切工序容易产生毛刺，对电芯安全造成严重损害（生产过程中的冒烟、起火事件，很大一部分是来源于分切毛刺引发的短路）极片烘烤烘烤工序关键要点：烘烤温度和时间：正极：主加热设定温度：75±2℃辅加热设定温度：45±2℃

烘烤时间为：8小时压力：加热启动压力≤100Pa，真空泵运作压力≥300PaN2气保护降温，主加热温度降低到50℃以下时取出负极：主加热设定温度：65±2℃辅加热设定温度：40±2℃

烘烤时间为：10小时压力：加热启动压力≤100Pa，真空泵运作压力≥300PaN2气保护降温，主加热温度降低到50℃以下时取出极片外观：无掉料、烤黄，无烘烤不干烘室清洁：洁净、无尘探针：贴牢在极片涂层上、无损坏、露头10mm环境粉尘、环境温湿度：见〈环境控制工艺标准〉卷绕正极耳焊接台负极耳焊接台正极片卷负极片卷隔膜2卷隔膜1卷终止胶带卷卷芯运输带卷绕单个电芯电芯卷绕前正面图电芯卷绕前截面图卷绕出的电芯卷绕工序关键要点：卷针外观：表面无损伤及毛刺等不良卷绕张力：正极缓冲轮张力，负极缓冲轮张力，隔膜纸张力依工艺标准设定对齐度：从卷芯边缘方向，负极完全包住正极，尺寸要求：1±0.7mm；宽度方向隔膜完全包住负极，尺寸要求：1±0.5mm极片裁切毛刺：正、负极片裁切后进行毛刺检测，毛刺≤12um极耳焊接拉力：正、负极耳焊接拉力均≥15N。极耳外露尺寸：工艺标准烫孔外观：烫孔无变形，隔膜平整、无褶皱破损、依附芯孔壁、无反弹堵孔阻抗：检测电压：500V，内阻≤20MΩ为短路负极插入量：见工艺标准正极胶带贴料长度：见工艺标准卷芯外观：卷绕整齐，依制程检验标准检验环境粉尘、环境温湿度：见〈环境控制工艺标准〉入壳入壳工序关键要点：电芯/极组外观：无损伤、电芯壳体无划痕、变形、下绝缘片无变形、无缺少，正、负极耳无歪斜、褶皱设备稳定性：不能漏下垫片、垫片异位。环境粉尘、环境温湿度：见〈环境控制工艺标准〉滚槽滚槽工序关键要点：点焊拉力：大于等于8N阻抗：检测电压：500V，内阻≤20MΩ，判定为短路点焊外观：底部焊斑正常，无凹凸点、凹凸面，无焊焦、无镀层脱落滚槽外观：槽口光滑无滚裂、无波浪边，无变形，钢壳内外壁无镀层受损、裂纹、划痕尺寸：槽口内径、槽路宽度、肩高、总高入钢芯后电芯外观：入钢芯到位，钢芯上端平齐于上垫片平面，无隔膜堵孔环境粉尘、环境温湿度：见〈环境控制工艺标准〉注液前极组烘烤真空管氮气管注液前极组烘烤工序关键要点：烘烤温度和真空度：温度为85℃，真空度为-（0.085----0.1）MPa烘烤时间：4小时干燥剂的确认：每次放入量为120g，当干燥剂已经有2/3有白色粉末变成褐色液体时需要更换。卷绕、入壳、滚槽、烘烤（组装车间）：卷绕、入壳、滚槽、烘烤工序的目标是什么？卷绕合格机组（要求机组结构完整，正负极片搭配合理），组装电芯，烘烤水分，为注电解液做准备；生产过程中发生的冒烟、起火事件，很大一部分来源于卷绕、滚槽工序（装配）的机组不完整、搭配不完善。注液海霸泵高压氮气高真空电解液氮废气注液工序关键要点：电解液的含水量：含水量≤20ppm电子称准确度：计量器具点检表要求标码：50g/100g注液量：5.3±0.2g外观：无端口变形、破损、无高温胶纸脱落、无极耳断裂环境粉尘、环境温湿度：见〈环境控制工艺标准〉激光焊接压帽盖激光焊工序关键要点：焊接拉力：≥6N焊接外观：无虚焊、焊焦、焊穿、焊渣，无极耳弯褶、断裂环境粉尘、环境温湿度：见〈环境控制工艺标准〉封口封口前一封后二封后三封后封口工序关键要点：封口尺寸，二封端高封口压力：≥6MPa封口外观：端口平整，无裂纹、飞边、壳身和底部无破损、划痕环境粉尘、环境温湿度：见〈环境控制工艺标准〉注液车间：注液车间（注液、激光焊、压盖帽、三封）的目标是什么？给电芯注液，导通锂离子内部通道；预防电芯内部短路、漏液等注液车间需要严控水分，一般要求在1%湿度以内（电芯要求、人生安全要求低水分）清洗清洗液纯净水热风待清洗电池放入区清洗后电池取出区关键要点：缓蚀剂的配比，热风温度100-110℃；防锈温度30-45℃；走带速度2.5-3.0m/min电池外观：清洗前电芯外观符合来料等级，清洗后电芯表面无水珠，无电芯表面发黄，清洗过程无卡料；电芯在转化成后须在10分钟内清洗完毕。壳体喷码4VM9A01ABA4VM9A01ABA关键要点：壳体喷码与标识卡上信息吻合外观全检关键要点：挑出所有外观不良品测X-ray测X-ray关键要点：对齐度0.2mm≤T1≤1.55mm（顶部）

0.9mm≤T1≤2.2mm（底部）

0.3mm≤T4≤1.7mm（顶部、底部）涂防锈油毛刷防锈油热缩热风4VM9A01ABA关键要点：外观：1.热缩外观不良的返修率不高于0.5%2.设备无卡料，稼动率不低于90%热缩清洗、壳体喷码、外观全检、测X-ray、涂油、热风缩膜的目标是什么？清洁电芯，预防生锈，排查安全（X-ray)预充预充工序关键要点：1.预充工艺：0.2C,CCCV4.2V,0.01C截止。以通俗的话讲：0.2C恒流充电至4.2V；然后以4.2V恒压充电至电流小于0.01C截止；2.充电后，每3小时巡检电芯表面温度，以确认是否有过热电芯（电芯表面温度≥环境温度+5℃视为过热电芯）；上下柜时不得划伤钢壳、热缩膜；3.经过预充后的电池开始有电了，之前工序上的电池是不带电的.什么是化成，为什么要化成？组装后的电池，被给予一定的电流，使得电池正负极活性物质被激发，最后使电池具有放电能力的电化学过程称为化成；电池只有经过化成后才能够用来作为电源使用。什么是电池内阻？是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。电池内阻值大，会导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数。什么电压？电压是指电池正负极之间的电势差。预充前，电芯电压在0.2V左右（正极三元3.2V，石墨3.0V),充电时，正极电位上升，负极电位下降（石墨嵌锂电位在0.2V),充满电后电压4.2V左右。放电后开路电压为3.0V左右。通过对电池的开路电压的检测，可以初步判断电池的SOC状态（剩余能量）。OCV0关键要点：1、测量电池的电压2、良品电压范围4150mV~4200mV.

3、电压检测前须将漏液电池先挑出第一次高温存储关键要点：老化时间:3天，温度:42℃≦T≦48℃，电芯预充下柜到入高温老化房的时间不超过36h第二次常温存储关键要点：10℃≤T≤30℃，降温1天外观全检关键要点：挑出外观不良品热缩膜喷码18650C44VM9A0100000118650C44VM9A01000001关键要点：喷码内容正确、清晰，读码正确、无重码、无跳码数据装载关键要点：电芯的信息通过编码查询是正确和唯一的,需单独装载的批次与正常批分开,子批次信息与随工单相符合.OCV1关键要点：测试电压/内阻1、每个电池电压和内阻均须准确检测,检测的数据上传到数据库.2、异常通道需复核,电压精度±0.2mV、内阻精度±0.3mΩ第三次常温度存储关键要点：10℃≤T≤30℃，14天OCV2关键要点：测试电压1、每个电压均须准确检测,每个托盘的数据须上传到数据库;2、异常通道需复核第四次常温度存储关键要点：10℃≤T≤30℃，7天OCV3关键要点：

1、测试电压

2、每个电压均须准确检测,每个托盘的数据须上传到数据库;3、异常通道需复核

4、每批OCV3检测完毕,须做自放电结算分容关键要点：1、所有良品电池均须分出其容量，分容后的数据准确上传到数据库2、分容过程的电流电压正常3、分容前电池已测完OCV3，且该批电芯已做完自放电结算。4、环境温度不能超出30℃流程发送后前30分钟全检流程进行状况，并做好首检记录什么是分容？•电池在制造过程中，因工艺原因使得电池的实际容量不可能完全一致，通过一定的充放电制度检测，并将电池按容量分类的过程称为分容。Li-ion电池的放电容量？•电池放电容量是指在一定倍率下放电至2.75V时放出的容量。什么是自放电率？•又称荷电保持能力，是指电池在开路状态下，电池所储存的电量在一定条件下的保持能力。主要受电池的制造工艺、材料、储存条件等因素的影响。是衡量电池性能的重要参数。为什么电池要储存一段时间后才能包装出货？•电池的储存性能是衡量电池综合性能稳定程度的一个重要参数。电池经过一定时间的储存后，允许电池的容量及内阻有一定程度的变化。经过了一段时间的储存，可以让内部各成分的电化学性能稳定下来，可以了解该电池的自放电性能的大小，以便保证电池的品质。OCV4关键要点：测试电压/内阻每个电池电压和内阻均须准确检测,检测的数据须上传到数据库.-电压精度±0.2mV、内阻精度±0.5mΩ分级关键要点：所有托盘内电池必须分出等级;拣出电池等级与分选台显示等级一致;分拣出的等级电池数量与数据库一致;分选台上亮灯的通道与分选软件上显示的通道一致;