锂电基础知识及各工序管控要点.ppt

锂电基础知识及各工序管控要点 主要内容 1 电池工作原理与电池四大组成要素2 18650电池生产流程总概3 各车间工序制程管控要点 以钴酸锂和石墨为例 正极上发生的反应为LiCoO2 xe 电子 Li1 xCoO2 xLi 负极上发生的反应为6C XLi xe 电子 LixC6x 0 5时 材料的结构为不稳定 会发生晶型瘫塌 拆解时候外部表现为正负极极片粉末化 所以一般充电电压 4 2V 过放 一 锂电池原理 正极材料主要由 正极活性物质 导电剂 粘合剂 PVDF 集流体 铝箔 1 正极活性物质 为电池提高锂源 目前只要有钴酸锂 磷酸铁锂 三元材料 NCA NCM 目前主要正极材料 532与8112 导电剂 提高正极材料的导电性 导电特性 提高正极片的电解液的吸液量 导电材料吸液性 增加反应界面 减少极化 目前只要有导电碳黑 sp 导电石墨 ks 6 碳纳米管 CNT 3 PVDF粘合剂 将钴酸锂 导电剂和铝箔或铝网粘合在一起 易吸水 吸水后分子量下降 粘性变差 4 NMP 用来溶解 溶胀PVDF 同时用来稀释浆料 油性溶剂 弱极性液体 5 集流体 用来传导电子 由铝箔或铝带制成 6 草酸 中和正极材料 使浆料呈中性或者弱碱性 类似浆料稳定剂 二 正极 三 负极 负极材料主要由 负极活性物质 导电剂 增稠剂 CMC 粘结剂 SBR 集流体 铜箔 1 负极活性物质 层状结构材料 容纳LI 居住的 家 目前主要为 人造石墨 天然石墨2 导电剂 a 提高负极片的导电性b 提高反应深度及利用率 c 防止枝晶的产生 d 利用导电材料的吸液能力 提高反应界面 减少极化 可根据石墨粒度分布选择加或不加 目前只要有导电碳黑 sp 导电石墨 ks 6 3 增稠剂 防沉淀剂 CMC 提高浆料粘度 浆料稳定性 高分子化合物 易溶于水和极性溶剂 4 水性粘合剂 SBR 将石墨 导电剂 添加剂和铜箔或铜网粘合在一起 小分子线性链状乳液 极易溶于水和极性溶剂 5 去离子水 或蒸馏水 用来稀释浆料 改变浆料的流动性 6 负极引线 用来传导电子 由铜箔或镍带制成 7 添加剂 降低不可逆反应 提高粘附力 提高浆料黏度 防止浆料沉淀 四 隔膜 隔膜主要由 PP 聚丙烯 PE 聚乙烯 PP PE PP 功能性涂覆层 陶瓷粉AL2O3 1 特性 1 具有电子绝缘性 保证正负极的机械隔离2 具有一定的孔隙率 保证低的内阻与高的离子电导率3 具有足够的化学和电化学稳定性4 具有优良的吸液保液能力 电解液浸润性好5 具有一定的力学性能 抗穿刺抗拉伸强度 6 热稳定性和自动关断保护能力7 较好的热收缩性2 作用 1 给电池提供安全保障2 给电池实现充放电功能 倍率性能的微孔通道3 影响 影响电池的安全性 循环寿命 倍率 自放电等性能 五 电解液号称电池的 血液 电解液主要由 电解质锂盐 有机溶剂 添加剂1 成分 电解质锂盐 本身要含有LI 高氯酸锂 LIClO4 六氟磷酸锂 LIFP6 四氟硼酸锂 LIBF4 有机溶剂 用于溶解锂盐 EC 碳酸乙烯脂 DMC 碳酸二乙酯 DEC 碳酸二甲脂 EMC 碳酸甲乙脂 添加剂 针对不同电池性能添加不同添加剂 高压 高倍率 低温 2 要求 1 高的例子导电性1 10 3 2 10 2S CM 高介电常数 低粘度 2 高的热稳定性和化学性能 不易分解 高沸点 低熔点 3 较宽的电化学窗口 不易电解 4 与其他材料有较好相容性 不发生化学反应 5 安全无毒环保 3 作用 正负极之间起传导离子的作用 18650钢壳电池生产流程图 2020 3 16 9 可编辑 配料管控要点 控制点 1 原材料的来料检 如材料型号 低容 高容 批号 重量 密封性 烘烤除水 粘度 配方比例 需烘烤材料等 2 检查计量仪器 设备是否正常 7S 3 加料顺序 搅拌时温度 浆料粘度 细度 调粘量记录等 4 切换型号浆料混料过筛回锅 混料操作指引 5 配料转交结存 涂布单双面对拉数估算 涂布管控要点 涂布 保证电池容量 低容 高容 析锂 循环寿命 电池安全性 颗粒 杂质 粉尘 内部微短路 电池一致性 使用寿命控制点1 当下生产型号 批号 工艺版次 所使用物料 有无异常 2 浆料的确认 浆料型号 批次 浆料粘度 调粘情况 3 箔材批号 规格 长宽厚 面密度 重量 外观 有无碰伤 氧化与打皱 的确认 4 涂布面密度 敷料量 箔材密度 头尾及两边的涂布厚度 涂长 涂宽以及涂布温度 5 干燥度 干浆 湿浆 湿浆重量 100 6 片重量 面密度 敷料量长度 敷料量宽度 箔材密度 箔材长 宽 重量 密度 面积 容量 敷料量 克容量 7 固含量 干浆 箔材 湿浆 箔材 100 对辊管控要点 轧制速度Vcal下 极片通过辊缝时 线载荷 压力 qL FN WC qL为作用在极片上的线压力 FN为作用在极片上的轧制力 Wc为涂层的宽度 压实密度 极片重量 箔材重量 滚压后厚度 箔材厚度 滚压后极片孔隙率 1 压实密度 材料真密度 辊压速度的大小直接决定载荷作用在极片上的保持时间 也会影响极片的反弹 最终影响极片的涂层密度和孔隙率 辊压压力的大小直接作用在材料颗粒上 直接影响材料的结构 太小压不 厚 太大压死 材料粉碎 控制点 1 当下生产型号 批号 工艺版次 对辊厚度 2 对辊参数 异常产品的标识 3 对辊后厚度一致性 脆皮情况 极片外观 压痕 漏箔 4 对辊后生产节拍控制 极片对辊后存留越久 反弹 吸水 脆片问题 分切管控要点 分切管控点 1 当下生产型号 批号 工艺版次 分切极片宽度 2 分切参数 刀具使用情况 极片厚度 3 分切掉粉 波浪片 极片毛刺 车间粉尘7S 4 毛刺标准 对辊厚度 箔材厚度 2 7 隔膜厚度 2 2 3 5 产品区分标识 卷号卷筒 异常产品配对 点焊贴胶管控要点 点焊管控点 1 当下生产型号 批号 工艺版次 使用物料 胶纸规格 极耳规格 2 极耳尺寸 外露尺寸 裸露尺寸 包胶尺寸 错位 3 极耳焊接面积 焊接效果 焊点位置 异常产品配对 卷绕管控要点 卷绕管控点 1 当下生产型号 批号 工艺版次 使用物料2 卷绕头部 尾部 两侧包覆情况 遵循负极包住正极 隔膜包住负极的原则 3 正常 异常产品配对卷绕 4 设备7S 各个参数 极片长度 张力 测短路 烫孔 夹具 夹变形 测试探头接触情况 5 卷芯外观 尺寸是否符合工艺要求 卷芯松紧度 6 下垫片 钢壳规格 生产型号确认 AB段料区工艺长度 对辊后延展长度 工艺AB尺寸 初步确认极片型号版次 对极片厚度 重量再次检验 小片重量 面密度 敷料量长度 敷料量宽度 箔材密度 箔材长 宽 极耳 胶纸 重量 密度 面积 容量 敷料量 克容量 一体机管控要点 一体机管控点 1 当下生产型号 批号 使用物料 盖帽 钢壳规格尺寸 铜针打磨情况 卷芯散孔 2 点底焊 滚槽 激光焊气压 短路测试仪参数 3 点底焊虚焊 滚槽尺寸 下沿尺寸 上沿尺寸 激光焊虚焊 过焊 4 产品的区分标识 前中段工序门户 后段管控要点 烘烤注液管控点 1 当下生产型号 批号 使用电解液型号 规格 2 电池失重 水分 水的分解电压1 23V 注液量 渗液情况 3 全封尺寸 电芯清洗 外观 4 产品的区分标识 没包PET难区分 化成分容管控点 1