圆柱电芯18650制造过程及流程培训ppt课件

圆柱电芯18650制造过程及流程培训 品质部日期 2014 9 15 锂电池的正极材料是氧化锂钴 负极材料是碳材 电池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程 所以人们称之为Li ion 什么是锂离子电池 锂电池的工作原理是什么 工作原理即充放电原理 Li ion 锂电池 的正极材料是氧化钴锂 负极是碳 当对电池进行充电时 电池的正极上有锂离子生成 生成的锂离子经过电解液运动到负极 而作为负极的碳呈层状结构 它有很多微孔 达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中 嵌入的锂离子越多 充电容量越高 同样 当对电池进行放电时 即我们使用电池的过程 嵌在负极碳层中的锂离子脱出 又运动回正极 回正极的锂离子越多 放电容量越高 我们通常所说的电池容量指的就是放电容量 在Li ion的充放电过程中 锂离子处于从正极 负极 正极的运动状态 Li ion就象一把摇椅 摇椅的两端为电池的两极 而锂离子就象运动员一样在摇椅两端来回奔跑 所以 Li ion 锂电池 又叫摇椅式电池 什么是锂离子电池 充电 正极反应 LiCoO2 Li1 xCoO2 xLi xe 负极反应 C xLi xe CLix电池总反应 LiCoO2 C Li1 xCoO2 CLix 放电 正电极LiCoO2 负电极C Li Li Li Li Li Li 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 干燥存储 二次清洗 X ray检测 一次清洗 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 0 77 1 35 34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 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 负极来料的确认 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 涂布 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10 2um铝箔16 2um箔材面密度 铜箔8 75 0 4mg c 铝箔4 32 0 4mg c 箔材宽度 铜箔610 2mm铝箔600 2mm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 10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A面敷料量 正极 25 16 0 5mg c 负极 10 94 0 18mg c B面敷料量 正极 21 16 0 48mg c 负极 11 04 0 18mg c A B面各段长按工艺标准执行A B面涂敷对齐度 正极 首齐 1 0mm 负极 首齐 1 0mm 极片压边宽 正极 5 1mm负极 5 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 碾压 碾压机 碾压工序关键要点 辊轮走速 正极 30m min负极一次碾压 30m min负极二次碾压 20m min压力 正极 130 170t负极 100t张力 正极 放卷张力初值设定为5 0 1N收卷张力初值设定为7 5 2N负极 放卷张力初值设定为5 5 2N收卷张力初值设定为7 5 2N厚度 正极 135 140um负极 一次碾压180 3um二次碾压158 3um极片外观 收卷整齐 极片无结疤 断片 折皱 掉料不良 环境粉尘 环境温湿度 见 环境控制工艺标准 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 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 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 20M 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 20M 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 注液 海霸泵 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 一次清洗 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 4VM9A01ABA 4VM9A01ABA 关键要点 壳体喷码与标识卡上信息吻合 干燥存储 关键要点 1 RH 15 2 T 30 3 贮存时间H 40h 48h4 标识卡与电芯喷码相符 外观全检 关键要点 挑出所有外观不良品 二次清洗 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 NaNO2 喷淋槽 漂洗槽换水 过滤棉芯堵塞后须及时更换 水温 烘区温度 走带速度 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 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 预充 预充工序关键要点 1 0 2C恒流恒压充电420分钟 2 充电初始1小时内通道亮红灯的电池需复核 确认是否为零电压电芯 3 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 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 注 测量电池的内阻需用专用内阻仪测量 才能确保所得到的值的精确度 什么电压 电压是指电池正负极之间的电势差 一般情况下 Li ion电池充满电后开路电压为4 1 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 可以判断电池的荷电状态 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 1天 外观全检 关键要点 挑出外观不良品 喷码 18650C44VM9A01000001 18650C44VM9A01000001 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 5m 第三次常温度存储 关键要点 10 T 30 7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 如何计算Li ion电池的放电容量 电池放电容量均是指在一定倍率的恒流下放电至3 00V时所持续的时间 电池在不同温度下的放电容量均可根据该电池的放电时间 T 和放电电流 I 来计算的公式位 C mAh I mA T h 以公司的产品为例如 一只BAK18650C4额定容量为2200mAh的电池在常温下用恒流0 5C 1100mA 放电 由4 2V放电至3 00V时所持续的时间为123min 利用以上的公式计算它的放电容量 C 应是 放电电流I 1100mA 放电时间123 60 h 2255mAh 由此得出该电池的放电容量为2255