锂离子电池原理、不良项目及成因、涂布方法和充电

1、PAGE PAGE - 34 -锂离子电池原理、常见不良项目及成因、涂布方法和充电锂离子电池的基本知识一般而言,锂离子电池有三部分构成:1.锂离子电芯2.保护电路(PCM)3.外壳即胶壳分类从锂离子电池与手机配合情况来看,一般分为外置电池和内置电池,这种叫法很容易理解,外置电池就是直接装在手上背面,如: MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列等;而内置电池就是装入手机后,还另有一个外壳把其扣在手机电池内,如:MOTOROLA998,8088,NOKIA的大部分机型1.外置电池外置电池的封装形式有超声波焊接和卡扣两种:1.1超声波焊接外壳这种封装形式的电池外壳均有底面壳之分,材料一般为A

2、BS+PC料,面壳一般喷油处理,代表型号有 :MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列,原装电池的外壳经喷油处理后长期使用一般不会磨花,而一些品牌电池或水货电池用上几天外壳喷油就开始脱落了.其原因为:手机电池的外壳较便宜,而喷油处理的成本一般为外壳的几倍(好一点的),这样处理一般有三道工序:喷光油(打底),喷油(形成颜色),再喷亮油(顺序应该是这样的,如果我没记错的话),而一些厂商为了降低成本就省去了第一和第三道工序,这样成本就很低了.超声波焊塑机焊接有了好的超声波焊塑机不够的,是否能够焊接OK,还与外壳的材料和焊塑机参数设置有很大关系,外壳方面主要与生产厂家的水口料掺杂情况有关,而参数

3、设置则需自己摸索,由于涉及到公司一些技术资料,在这里不便多讲.1.2卡扣式卡扣式电池的原理为底面壳设计时形成卡扣式,其一般为一次性,如果卡好后用户强行折开的话,就无法复原,不过这对于生产厂家来讲不是很大的难度(卡好后再折开),其代表型号有:爱立信788,MOTOROLA V66.2.内置置电池内内置电池池的封形形式也有有两种,超声波波焊接和和包标(使用商商标将电电池全部部包起)超声波波焊接的的电池主主要有:NOKKIA 82110,882500,83310,72110等.包标的的电池就就很多了了,如前前两年很很浒的MMOTOO9988 ,880888了.锂离子电电池原理理及工艺艺流程一一、 原

4、原理1.0正正极构造造LLiCooO2(钴酸锂锂)+导导电剂(乙炔黑黑)+粘粘合剂(PVDDF)+集流体体（铝箔箔）正极极2.00负极极构造石墨墨+导电电剂(乙乙炔黑)+增稠稠剂(CCMC)+粘结结剂(SSBR)+集集流体（铜箔）负极电芯的构构造电芯芯的正极极是LiiCoOO2加导导电剂和和粘合剂剂，涂在在铝箔上上形成正正极板，负极是是层状石石墨加导导电剂及及粘合剂剂涂在铜铜箔基带带上，目目前比较较先进的的负极层层状石墨墨颗粒已已采用纳纳米碳。根据上上述的反反应机理理，正极极采用LLiCooO2、LiNNiO22、LiiMn22O2，其中LLiCooO2本本是一种种层结构构很稳定定的晶型型，但

5、当当从LiiCoOO2拿走走XLii后，其其结构可可能发生生变化，但是否否发生变变化取决决于X的的大小。通过研研究发现现当X0.55时Lii1-XXCoOO2的结结构表现现为极其其不稳定定，会发发生晶型型瘫塌，其外部部表现为为电芯的的压倒终终结。所所以电芯芯在使用用过程中中应通过过限制充充电电压压来控制制Li11-XCCoO22中的XX值，一一般充电电电压不不大于44.2VV那么XX小于00.5 ，这时时Li11-XCCoO22的晶型型仍是稳稳定的。负极CC6其本本身有自自己的特特点，当当第一次次化成后后，正极极LiCCoO22中的LLi被充充到负极极C6中中，当放放电时LLi回到到正极LLi

6、CooO2中中，但化化成之后后必须有有一部分分Li留留在负极极C6中中，心以以保证下下次充放放电Lii的正常常嵌入，否则电电芯的压压倒很短短，为了了保证有有一部分分Li留留在负极极C6中中，一般般通过限限制放电电下限电电压来实实现。所所以锂电电芯的安安全充电电上限电电压4 .2V，放电下下限电压压2.55V。33.0工工作原理理锂离子电电池内部部成螺旋旋型结构构，正极极与负极极之间由由一层具具有许多多细微小小孔的薄薄膜纸隔隔开。锂锂离子电电芯是一一种新型型的电池池能源，它不含含金属锂锂，在充充放电过过程中，只有锂锂离子在在正负极极间往来来运动，电极和和电解质质不参与与反应。锂离子子电芯的的能量

7、容容量密度度可以达达到3000Whh/L，重量容容量密度度可以达达到1225Whh/L。锂离子子电芯的的反应机机理是随随着充放放电的进进行，锂锂离子在在正负极极之间嵌嵌入脱出出，往返返穿梭电电芯内部部而没有有金属锂锂的存在在，因此此锂离子子电芯更更加安全全稳定。锂离子子电池的的正极采采用钴酸酸锂，正正极集流流体是铝铝箔；负负极采用用碳，负负极集流流体是铜铜箔，锂锂离子电电池的电电解液是是溶解了了LiPPF6的的有机体体。锂离子电电池的正正极材料料是氧化化钴锂，负极是是碳。当当对电池池进行充充电时，电池的的正极上上有锂离离子生成成，生茶茶鞥的锂锂离子经经过电解解液运动动到负极极。而作作为负极极的

8、碳呈呈现层状状结构，它有很很多微孔孔，到达达负极的的锂离子子就嵌入入到碳层层的微孔孔中，嵌嵌入的锂锂离子越越多，充充电容量量越高。同样道道理，党党对电池池进行放放电时（即我们们使用电电池的过过程），嵌在负负极碳层层中的锂锂离子脱脱出，有有运动回回到正极极。回到到正极的的锂离子子越多，放电容容量越高高。我们们通常所所说的电电池容量量指的就就是放电电容量。锂离子电电池盖帽帽上有防防爆孔，在内部部压力过过大的情情况下，防爆孔孔会自动动打开泄泄压，以以防止出出现爆炸炸的现象象。锂离子电电池的性性能、高能能量密度度与与同等容容量的或电池池相比，锂离子子电池的的重量轻轻，其体体积比能能量是这这两类电电池的

9、.倍。、高高电压锂离离子电池池使用高高电负性性的含元元素锂电电极，使使其端电电压高达达.，这这一电压压是或电池电电压的倍。、无污污染，环环保型、循环环寿命长长寿寿命超过过次、高负载载能力锂离离子电池池可以大大电流连连续放电电，从而而使这种种电池可可被应用用于摄象象机、手手提电脑脑等大功功率用电电器上。、优优良的安安全性由于于使用优优良的负负极材料料，克服服了电池池充电过过程中锂锂枝晶的的生长问问题，使使得锂离离子电池池的安全全性大大大提高。同时采采用特殊殊的可恢恢复配件件，保证证了电池池在使用用过程中中的安全全性。在生产产加工中中如何保保证设计计好的CC/A比比成了生生产加工工中的关关键。所所

10、以在生生产中应应就以下下几个方方面进行行控制：1.负负极材料料的处理理1)将将大粒径径及超细细粉与所所要求的的粒径进进行彻底底分离，避免了了局部电电化学反反应过度度激烈而而产生负负反应的的情况，提高了了电芯的的安全性性。2）提高材材料表面面孔隙率率，这样样可以提提高100%以上上的容量量，同时时在C/A 比比不变的的情况下下，安全全性大大大提高。处理的的结果使使负极材材料表面面与电解解液有了了更好的的相容性性，促进进了SEEI膜的的形成及及稳定上上。2.制浆工工艺的控控制1)制浆过过程采用用先进的的工艺方方法及特特殊的化化学试剂剂，使正正负极浆浆料各组组之间的的表面张张力降到到了最低低。提高高

11、了各组组之间的的相容性性，阻止止了材料料在搅拌拌过程“团聚”的现象象。2)涂布时时基材料料与喷头头的间隙隙应控制制在0.2mmm以下，这样涂涂出的极极板表面面光滑无无颗粒、凹陷、划痕等等缺陷。3)浆浆料应储储存6小小时以上上，浆料料粘度保保持稳定定，浆料料内部无无自聚成成团现象象。均匀匀的浆料料保证了了正负极极在基材材上分布布的均匀匀性，从从而提高高了电芯芯的一致致性、安安全性。3.采采用先进进的极片片制造设设备1)可以保保证极片片质量的的稳定和和一致性性，大大大提高电电芯极片片均一性性，降低低了不安安全电芯芯的出现现机率。2)涂涂布机单单片极板板上面密密度误差差值应小小于2%，极板长长度及间

12、间隙尺寸寸误差应应小于22mm。3)辊辊压机的的辊轴锥锥度和径径向跳动动应不大大于4m，这这样才能能保证极极板厚度度的一致致性。设设备应配配有完善善的吸尘尘系统，避免因因浮尘颗颗粒而导导致的电电芯内部部微短路路，从而而保证了了电芯的的自放电电性能。4)分分切机应应采用切切刀为辊辊刀型的的连续分分切设备备，这样样切出的的极片不不存在荷荷叶边，毛刺等等缺陷。同样设设备应配配有完善善的吸尘尘系统，从而保保证了电电芯的自自放电性性能。44.先进进的封口口技术目目前国内内外方形形锂离子子电芯的的封口均均采用激激光（LLASEER）熔熔接封口口技术，它是利利用YAAG棒（钇铝石石榴石）激光谐谐振腔中中受强

13、光光源（一一般为氮氮灯）的的激励下下发出一一束单一一频率的的光（=1.06mmm）经经过谐振振折射聚聚焦成一一束，再再把聚焦焦的焦点点对准电电芯的筒筒体和盖盖板之间间，使其其熔化后后亲合为为一体，以达到到盖板与与筒体的的密封熔熔合的目目的。为为了达到到密封焊焊，必须须掌握以以下几个个要素：1)必必须有能能量大、频率高高、聚焦焦性能好好、跟踪踪精度高高的激光光焊机。2)必必须有配配合精度度高的适适用于激激光焊的的电芯外外壳及盖盖板。33)必须须有高统统一纯度度的氮气气保护，特别是是铝壳电电芯要求求氮气纯纯度高，否则铝铝壳表面面就会产产生难以以熔化的的Al22O3（其熔点点为24400）。3.1充

14、充电过程程如上上图一个个电源给给电池充充电,此此时正极极上的电电子e从从通过外外部电路路跑到负负极上,正锂离离子Lii+从正正极“跳跳进”电电解液里里，“爬爬过”隔隔膜上弯弯弯曲曲曲的小洞洞，“游游泳”到到达负极极，与早早就跑过过来的电电子结合合在一起起。正极极上发生生的反应应为LiiCoOO2=充充电=LLi1-xCooO2+Xlii+XXe(电电子)负负极上发发生的反反应为66C+XXLi+Xee=LLixCC63.2电电池放电电过程放电有有恒流放放电和恒恒阻放电电，恒流流放电其其实是在在外电路路加一个个可以随随电压变变化而变变化的可可变电阻阻，恒阻阻放电的的实质都都是在电电池正负负极加一

15、一个电阻阻让电子子通过。由此可可知，只只要负极极上的电电子不能能从负极极跑到正正极，电电池就不不会放电电。电子子和Lii+都是是同时行行动的，方向相相同但路路不同，放电时时，电子子从负极极经过电电子导体体跑到正正极，锂锂离子LLi+从从负极“跳进”电解液液里，“爬过”隔膜上上弯弯曲曲曲的小小洞，“游泳”到达正正极，与与早就跑跑过来的的电子结结合在一一起。二二、 工工艺流程程锂离子电电池的工工艺技术术非常严严格、复复杂，这这里只能能简单介介绍一下下其中的的几个主主要工序序。1、制浆：用专门门的溶剂剂和粘结结剂分别别与粉末末状的正正负极活活性物质质混合，经高速速搅拌均均匀后，制成浆浆状的正正负极物

16、物质。22涂膜：将制成成的浆料料均匀地地涂覆在在金属箔箔的表面面，烘干干，分别别制成正正负极极极片。33、装配配：按正正极片隔膜负极片片隔膜自自上而下下的顺序序放好，经卷绕绕支持呢呢个电池池极芯，再经注注入电解解液、封封口等工工艺过程程，即完完成电池池的装配配过程，制成成成品电池池。4、化成：用专用用的电池池充放电电设备对对成品电电池进行行充放电电测试，对每一一只电池池都进行行检测，筛选出出合格的的成品电电池，待待出厂。锂离子电电池配料料的基本本知识一、电极极的组成成：1、 正极极组成：a、 钴酸锂锂：正极极活性物物质，锂锂离子源源，为电电池提高高锂源。b、 导电剂剂：提高高正极片片的导电电性

17、，补补偿正极极活性物物质的电电子导电电性。提提高正极极片的电电解液的的吸液量量，增加加反应界界面，减减少极化化。c、 PVVDF粘粘合剂：将钴酸酸锂、导导电剂和和铝箔或或铝网粘粘合在一一起。dd、 正正极引线线：由铝铝箔或铝铝带制成成。2、 负极极组成：a、 石墨：负极活活性物质质，构成成负极反反应的主主要物质质；主要要分为天天然石墨墨和人造造石墨两两大类。b、 导电剂剂：提高高负极片片的导电电性，补补偿负极极活性物物质的电电子导电电性。提提高反应应深度及及利用率率。防止止枝晶的的产生。利用导导电材料料的吸液液能力，提高反反应界面面，减少少极化。（可根根据石墨墨粒度分分布选择择加或不不加）。c

18、、 添加剂剂：降低低不可逆逆反应，提高粘粘附力，提高浆浆料黏度度，防止止浆料沉沉淀。dd、 水水性粘合合剂：将将石墨、导电剂剂、添加加剂和铜铜箔或铜铜网粘合合在一起起。e、 负极极引线：由铜箔箔或镍带带制成。二、配料料目的：配料过过程实际际上是将将浆料中中的各种种组成按按标准比比例混合合在一起起，调制制成浆料料，以利利于均匀匀涂布，保证极极片的一一致性。配料大大致包括括五个过过程，即即：原料料的预处处理、掺掺和、浸浸湿、分分散和絮絮凝。三、 配配料原理理：（一一） 、正极配配料原理理1、 原料的的理化性性能。（1） 钴酸锂锂：非极极性物质质，不规规则形状状，粒径径D500一般为为6-88 m，

19、含含水量0.22%，通通常为碱碱性，PPH值为为10-11左左右。锰锰酸锂：非极性性物质，不规则则形状，粒径DD50一一般为55-7 m，含含水量0.22%，通通常为弱弱碱性，PH值值为8左左右。（2） 导电剂剂：非极极性物质质，葡萄萄链状物物，含水水量3-6%，吸油值值3000，粒粒径一般般为 22-5 m；主主要有普普通碳黑黑、超导导碳黑、石墨乳乳等，在在大批量量应用时时一般选选择超导导碳黑和和石墨乳乳复配；通常为为中性。（3） PVVDF粘粘合剂：非极性性物质，链状物物，分子子量从3300，0000到3，0000，0000不等等；吸水水后分子子量下降降，粘性性变差。（4） NMMP：弱弱

20、极性液液体，用用来溶解解/溶胀胀PVDDF，同同时用来来稀释浆浆料。2、 原原料的预预处理（1） 钴酸锂锂：脱水水。一般般用1220 ooC常压压烘烤22小时左左右。（2） 导电剂剂：脱水水。一般般用2000 ooC常压压烘烤22小时左左右。（3） 粘合剂剂：脱水水。一般般用1220-1140 oC常常压烘烤烤2小时时左右，烘烤温温度视分分子量的的大小决决定。（4） NMPP：脱水水。使用用干燥分分子筛脱脱水或采采用特殊殊取料设设施，直直接使用用。3、 原原料的掺掺和：（1） 粘合剂剂的溶解解（按标标准浓度度）及热热处理。（2）钴酸锂锂和导电电剂球磨磨：使粉粉料初步步混合，钴酸锂锂和导电电剂粘

21、合合在一起起，提高高团聚作作用和的的导电性性。配成成浆料后后不会单单独分布布于粘合合剂中，球磨时时间一般般为2小小时左右右；为避避免混入入杂质，通常使使用玛瑙瑙球作为为球磨介介子。44、 干干粉的分分散、浸浸湿：（1）原原理：固固体粉末末放置在在空气中中，随着着时间的的推移，将会吸吸附部分分空气在在固体的的表面上上，液体体粘合剂剂加入后后，液体体与气体体开始争争夺固体体表面；如果固固体与气气体吸附附力比与与液体的的吸附力力强，液液体不能能浸湿固固体；如如果固体体与液体体吸附力力比与气气体的吸吸附力强强，液体体可以浸浸湿固体体，将气气体挤出出。当润润湿角90度度，固体体浸湿。当润湿湿角990度，

22、固体不不浸湿。 正极极材料中中的所有有组员都都能被粘粘合剂溶溶液浸湿湿，所以以正极粉粉料分散散相对容容易。（2） 分散方方法对分分散的影影响：AA、 静静置法（时间长长，效果果差，但但不损伤伤材料的的原有结结构）；B、 搅拌法法；自转转或自转转加公转转（时间间短，效效果佳，但有可可能损伤伤个别材材料的自自身结构构）。11、搅拌拌桨对分分散速度度的影响响。搅拌拌桨大致致包括蛇蛇形、蝶蝶形、球球形、桨桨形、齿齿轮形等等。一般般蛇形、蝶形、桨型搅搅拌桨用用来对付付分散难难度大的的材料或或配料的的初始阶阶段；球球形、齿齿轮形用用于分散散难度较较低的状状态，效效果佳。2、搅搅拌速度度对分散散速度的的影响

23、。一般说说来搅拌拌速度越越高，分分散速度度越快，但对材材料自身身结构和和对设备备的损伤伤就越大大。3、浓度对对分散速速度的影影响。通通常情况况下浆料料浓度越越小，分分散速度度越快，但太稀稀将导致致材料的的浪费和和浆料沉沉淀的加加重。44、浓度度对粘结结强度的的影响。浓度越越大，柔柔制强度度越大，粘接强强度越大大；浓度度越低，粘接强强度越小小。5、真空度度对分散散速度的的影响。高真空空度有利利于材料料缝隙和和表面的的气体排排出，降降低液体体吸附难难度；材材料在完完全失重重或重力力减小的的情况下下分散均均匀的难难度将大大大降低低。6、温度对对分散速速度的影影响。适适宜的温温度下，浆料流流动性好好、

24、易分分散。太太热浆料料容易结结皮，太太冷浆料料的流动动性将大大打折扣扣。5、 稀释释。将浆浆料调整整为合适适的浓度度，便于于涂布。（二）、负极配配料原理理（大致致与正极极配料原原理相同同）1、 原料料的理化化性能。（1）石墨：非极性性物质，易被非非极性物物质污染染，易在在非极性性物质中中分散；不易吸吸水，也也不易在在水中分分散。被被污染的的石墨，在水中中分散后后，容易易重新团团聚。一一般粒径径D500为200m左右右。颗粒粒形状多多样且多多不规则则，主要要有球形形、片状状、纤维维状等。（2） 水性性粘合剂剂（SBBR）：小分子子线性链链状乳液液，极易易溶于水水和极性性溶剂。（3） 防沉沉淀剂（

25、CMCC）：高高分子化化合物，易溶于于水和极极性溶剂剂。（44）异丙丙醇：弱弱极性物物质，加加入后可可减小粘粘合剂溶溶液的极极性，提提高石墨墨和粘合合剂溶液液的相容容性；具具有强烈烈的消泡泡作用；易催化化粘合剂剂网状交交链，提提高粘结结强度。乙醇：弱极性性物质，加入后后可减小小粘合剂剂溶液的的极性，提高石石墨和粘粘合剂溶溶液的相相容性；具有强强烈的消消泡作用用；易催催化粘合合剂线性性交链，提高粘粘结强度度（异丙丙醇和乙乙醇的作作用从本本质上讲讲是一样样的，大大批量生生产时可可考虑成成本因素素然后选选择添加加哪种）。（5）去去离子水水（或蒸蒸馏水）：稀释释剂，酌酌量添加加，改变变浆料的的流动性性

26、。2、 原料料的预处处理：（1）石石墨：AA、混合合，使原原料均匀匀化，提提高一致致性。BB、30004400常压烘烘烤，除除去表面面油性物物质，提提高与水水性粘合合剂的相相容能力力，修圆圆石墨表表面棱角角（有些些材料为为保持表表面特性性，不允允许烘烤烤，否则则效能降降低）。（2） 水性性粘合剂剂：适当当稀释，提高分分散能力力。3、 掺和和、浸湿湿和分散散：（11） 石石墨与粘粘合剂溶溶液极性性不同，不易分分散。（2） 可先用用醇水溶溶液将石石墨初步步润湿，再与粘粘合剂溶溶液混合合。（33） 应应适当降降低搅拌拌浓度，提高分分散性。（4）分散过过程为减减少极性性物与非非极性物物距离，提高势势能

27、或表表面能，所以为为吸热反反应，搅搅拌时总总体温度度有所下下降。如如条件允允许应该该适当升升高搅拌拌温度，使吸热热变得容容易，同同时提高高流动性性，降低低分散难难度。（5） 搅拌过过程如加加入真空空脱气过过程，排排除气体体，促进进固-液液吸附，效果更更佳。（6） 分散原原理、分分散方法法同正极极配料中中的相关关内容，在三、（一）、4中中有详细细论述，在此不不予详细细解释。4、 稀释。将浆料料调整为为合适的的浓度，便于涂涂布。四、 配配料注意意事项：1、 防止混混入其它它杂质；2、 防止浆浆料飞溅溅；3、 浆料料的浓度度（固含含量）应应从高往往低逐渐渐调整，以免增增加麻烦烦；4、 在搅搅拌的间间

28、歇过程程中要注注意刮边边和刮底底，确保保分散均均匀；55、 浆浆料不宜宜长时间间搁置，以免沉沉淀或均均匀性降降低；66、 需需烘烤的的物料必必须密封封冷却之之后方可可以加入入，以免免组分材材料性质质变化；7、搅搅拌时间间的长短短以设备备性能、材料加加入量为为主；搅搅拌桨的的使用以以浆料分分散难度度进行更更换，无无法更换换的可将将转速由由慢到快快进行调调整，以以免损伤伤设备；8、 出料前前对浆料料进行过过筛，除除去大颗颗粒以防防涂布时时造成断断带；99、 对对配料人人员要加加强培训训，确保保其掌握握专业知知识，以以免酿成成大祸；10、 配料料的关键键在于分分散均匀匀，掌握握该中心心，其它它方式可

29、可自行调调整。五五、总论论：随着着电池制制程的日日益透明明，锂离离子电池池生产厂厂家越来来越将配配料列为为核心机机密，因因为从材材料的挑挑选、处处理到合合理搭配配包含了了太多技技术人员员的心血血，同样样的材料料，有的的厂家用用起来特特别顺利利，有的的厂家就就麻烦百百出；有有的厂家家用中档档的材料料可以做做出高端端的电池池，而有有的厂家家却使用用最好的的材料做做成的电电池惨不不忍睹；本人在在此发表表配料的的基础知知识，旨旨在让大大家对配配料的了了解多一一些，少少走一些些弯路；但因本本人水平平有限，难免有有疏漏之之处，希希望大家家多多批批评指正正。我也也期望大大家在工工作中认认真研究究，真诚诚交流

30、，大胆创创新，团团结起来来，共同同促进中中国锂离离子电池池生产水水平的提提高。锂离子电电池制片片过程掉掉粉的分分析与讨讨论。极极片掉粉粉目前钴钴酸锂的的生产工工艺，基基本上不不会掉粉粉，掉粉粉的可能能性在生生产过程程中影响响的因素素有：1、配方方比例不不当，如如粘接剂剂太少，容剂少少致使搅搅拌不均均匀。22、粘接接剂烘烤烤温度过过高，使使粘接剂剂结构受受到破坏坏，。33、浆料料搅拌时时间不够够，没有有完全搅搅拌开，4、涂涂布时温温度太低低，极片片未烘干干。5、涂布量量不均匀匀，厚度度差异太太大。66、极片片在辊压压前未烘烘烤，在在空气中中大量吸吸收水份份。7、辊压时时压力过过大，使使极粉与与集

31、流体体剥离。8、辊辊压时极极片的放放送方式式不对，造成极极片受力力不均。9、用用油性正正极，水水性负极极，不掉掉粉的？三、 电电池不良良项目及及成因：1.容容量低产产生原因因：a.附料料量偏少少； bb.极极片两面面附料量量相差较较大； c.极片断断裂；dd.电电解液少少e.电解液液电导率率低；ff.正正极与负负极配片片未配好好；g.隔膜膜孔隙率率小；hh.胶胶粘剂老老化附附料脱落落； ii.卷芯芯超厚（未烘干干或电解解液未渗渗透）jj.分分容时未未充满电电； kk.正正负极材材料比容容量小。2.内内阻高产产生原因因：a.负极极片与极极耳虚焊焊； bb.正正极片与与极耳虚虚焊； c.正极耳耳与

32、盖帽帽虚焊；d.负极耳耳与壳虚虚焊; e.铆钉与与压板接接触内阻阻大； f.正极未未加导电电剂；gg.电电解液没没有锂盐盐； hh.电电池曾经经发生短短路； i.隔膜纸纸孔隙率率小。33.电压压低产生生原因：a.副反应应（电解解液分解解；正极极有杂质质；有水水）； b.未化成成好（SSEI膜膜未形成成安全）；c.客户户的线路路板漏电电（指客客户加工工后送回回的电芯芯）； d.客户未未按要求求点焊（客户加加工后的的电芯）；e.毛刺刺； ff.微微短路； g.负极极产生枝枝晶。44.超厚厚产生超超厚的原原因有以以下几点点:a.焊缝缝漏气; b.电解解液分解解; cc.未未烘干水水分;dd.盖盖帽密

33、封封性差;e.壳壁壁太厚; ff.壳壳太厚;g.卷芯太太厚(附附料太多多；极片片未压实实；隔膜膜太厚)。5.成因有有以下几几点aa.未未化成好好（SEEI膜不不完整、致密）； bb.烘烘烤温度度过高粘合剂剂老化脱料； c.负极极比容量量低；dd.正正极附料料多而负负极附料料少；e.盖帽漏漏气，焊焊缝漏气气； ff.电电解液分分解，电电导率降降低。6.爆爆炸a. 分容容柜有故故障（造造成过充充）；bb.隔隔膜闭合合效应差差;c.内部部短路77.短路路a.料尘尘；bb.装装壳时装装破；c.尺刮（小隔膜膜纸太小小或未垫垫好）;d.卷绕不不齐； e.没包好好； ff.隔隔膜有洞洞;gg.毛毛刺8.断路

34、a) 极耳与与铆钉未未焊好，或者有有效焊点点面积小小；b) 连接接片断裂裂（连接接片太短短或与极极片点焊焊时焊得得太靠下下）四锂离子子电池的的安全特特性锂离离子电池池已非常常广泛的的应用于于人们的的日常生生活中，所以它它的安全全性能绝绝对应该该是锂离离子电池池的第一一项考核核指标。对于锂锂离子电电池安全全性能的的考核指指标，国国际上规规定了非非常严格格的标准准，一只只合格的的锂离子子电池在在安全性性能上应应该满足足一下条条件。11）短路路：不起起火，不不爆炸；2）过过充电：不起火火，不爆爆炸；33）热箱箱试验：不起火火，不爆爆炸（1150恒温110miin）44）针刺刺：不爆爆炸（用用3mmm

35、钉穿透透电池）；5）平板冲冲击：不不起火，不爆炸炸；（110kgg重物自自1米高高处砸向向电池）；6）焚烧：不爆炸炸（煤气气火焰烧烧考电池池）为了确确保锂离离子电池池安全可可靠的使使用，专专家们进进行了非非常严格格、周密密的电池池安全设设计，以以达到电电池安全全考核指指标。11、隔膜膜1355自动关关断保护护：采用用国际先先进的CCelggardd23000PEE-PPP-PEE三层复复合膜。在电池池升温达达到1220的情况况下，复复合膜两两侧的PPE膜孔孔闭合，电池内内阻增大大，电池池内部形形成大面面积断路路，电池池不再升升温。33、电池池盖复合合结构：电池盖盖采用刻刻痕防爆爆结构，当电池池

36、升温，压力达达到一定定程度刻刻痕破裂裂、放气气。4、各种环环境滥用用试验：进行各各项滥用用试验，如外部部短路、过充、针刺、平板冲冲击、焚焚烧等，考察电电池的安安全性能能。同时时对电池池进行温温度冲击击试验和和振动、跌落、冲击等等力学性性能试验验，考察察电池在在实际使使用环境境下的性性能情况况。锂离子电电池保护护线路(PCMM)锂离子电电池至少少需要三三重保护护过过充电保保护,过过放电保保护,短短路保护护,那么么就应而而产生了了其保护护线路,那么这这个保护护线路针针对以上上三个保保护要求求而言:过充电电保护: 过充充电保护护 ICC 的原原理为：当外部部充电器器对锂电电池充电电时，为为防止因因温

37、度上上升所导导致的内内压上升升，需终终止充电电状态。此时，保护 IC 需检测测电池电电压，当当到达 4.225V 时（假假设电池池过充点点为 44.255V）即即启动过过度充电电保护，将功率率 MOOS 由由开转为为切断，进而截截止充电电。过放放电保护护: 过过放电保保护 IIC 原原理：为为了防止止锂电池池的过放放电，假假设锂电电池接上上负载，当锂电电池电压压低于其其过放电电电压检检测点（假定为为 2.5V）时将启启动过放放电保护护，使功功率 MMOSFFET 由开转转变为切切断而截截止放电电，以避避免电池池过放电电现象产产生，并并将电池池保持在在低静态态电流的的待机模模式，此此时的电电流仅

38、 0.11uA。当锂电电池接上上充电器器，且此此时锂电电池电压压高于过过度放电电电压时时，过度度放电保保护功能能方可解解除。另另外，考考虑到脉脉冲放电电的情况况，过放放电检测测电路设设有延迟迟时间以以避免产产生误极片浆料料涂布工工艺路线线的选择择1.1涂布方方法的选选择成功解解决极片片浆料涂涂布的关关键之一一是选择择合适的的涂布方方法。大大约有220多种种涂布方方法可以以用于将将液体料料液涂布布于支持持体上，而每一一种技术术有许多多专门的的配置，所以有有许多种种涂布型型式可供供选择。在在研制锂锂离子电电池实验验室研究究阶段，有用刮刮棒、刮刮刀或挤挤压等自自制简单单的涂布布实验装装置进行行极片涂

39、涂布试验验，只能能涂布出出少量样样品供实实验研究究，效果果并不太太理想，并存在在各种各各样的问问题。一般般选择涂涂布方法法需要从从下面几几个方面面考虑，包括：涂布的的层数，湿涂层层的厚度度，涂布布液的流流变特性性，要求求的涂布布精度，涂布支支持体或或基材，涂布的的速度等等。如何选选择适合合极片浆浆料的涂涂布方法法?除上上述因素素外，还还必须结结合极片片涂布的的具体情情况和特特点。锂锂离子电电池极片片涂布特特点是：双面单单层涂布布；浆料湿湿涂层较较厚(11003000m)；浆料为为非牛顿顿型高粘粘度流体体；相对于于一般涂涂布产品品而言，极片涂涂布精度度要求高高，和胶胶片涂布布精度相相近；涂布支支

40、持体为为厚度为为1020m的铝铝箔和铜铜箔；和胶片片涂布速速度相比比，极片片涂布速速度不高高。我们首首先从涂涂布层数数来考虑虑选择涂涂布的技技术路线线。极片片需要在在金属箔箔两面都都涂浆料料。目前前有同时时在支持持体两面面进行涂涂布的技技术，但但如果选选用同时时双面涂涂布方法法，就会会使涂布布后的干干燥和极极片传送送设备变变成极为为复杂和和难于操操作。因因此我们们的涂布布技术路路线决定定选用单单层涂布布，另一一面在干干燥后再再进行一一次涂布布。考虑虑到极片片涂布属属于厚涂涂层涂布布。刮棒棒、刮刀刀和气刀刀涂布只只适用于于较薄涂涂层的涂涂布，不不适用于于极片浆浆料涂布布。在余余下的几几种涂布布方

41、法中中，浸涂涂最为简简单，但但其涂布布厚度受受涂布浆浆料粘度度和涂布布速度影影响，难难于进行行高精度度涂布。综综合考虑虑极片浆浆料涂布布的各项项特殊要要求，挤挤压涂布布或辊涂涂可供选选择。11.2条缝挤挤压涂布布及其涂涂布窗口口挤挤压涂布布技术是是较为先先进的技技术，可可以用于于较高粘粘度流体体涂布，能获得得较高精精度的涂涂层。采用用条缝挤挤压涂布布，如何何获得均均匀的涂涂层?必必须使挤挤压嘴的的设计及及操作参参数在一一个合适适的范围围内，也也就是进进入在涂涂布技术术中称为为“涂布窗窗口”的临界界条件范范围内，才能进进行正常常涂布。挤挤压嘴的的设计对对涂布精精度有极极为重要要的影响响。因此此设

42、计时时需要有有涂布浆浆料流变变特性的的详细数数据。而而一旦按按提供的的流变数数据设计计加工出出的挤压压嘴，在在涂布浆浆料流变变性质有有较大改改变时，就有可可能影响响涂布精精度，挤挤压涂布布设备比比较复杂杂，运行行操作需需要专门门的技术术。1.3辊辊涂工艺艺的涂布布窗口辊涂涂是比较较成熟的的涂布工工艺，如如果有高高精度涂涂布辊和和精密轴轴承，有有可能得得到均匀匀度较好好的涂层层。辊涂涂可以应应用于极极片浆料料的涂布布。辊涂有有多种型型式，按按辊的转转动方向向区分就就有顺转转辊和逆逆转辊涂涂布两种种。此外外还有配配置3辊辊、4辊辊等多达达10多多种辊涂涂型式。究究竟用哪哪一种辊辊涂型式式比较好好呢

43、?这这要根据据各种浆浆料的流流变性质质进行选选择。也也就是所所设计的的辊涂型型式，结结构尺寸寸，操作作条件，涂液的的物理性性质等各各种条件件必须在在一个合合理的范范围内，也就是是操作条条件进入入涂布窗窗口，才才能涂布布出无弊弊病的涂涂层。2极片片涂布中中的关键键技术在所有涂涂布产品品中胶片片所要求求的涂布布精度是是最高的的一种，因此胶胶片涂布布中的许许多技术术是解决决极片涂涂布的基基础。但但极片涂涂布所特特有的要要求必须须有特殊殊的技术术才能解解决。22.1高粘度度极片浆浆料的涂涂布极片浆浆料粘度度极高，超出一一般涂布布液的粘粘度，而而且所要要求的涂涂量大，用现有有常规涂涂布方法法无法进进行均

44、匀匀涂布。我们比比较分析析了各种种涂布方方法，依依据其流流动机理理，结合合极片浆浆料的流流变特性性和涂布布要求，设计了了各种实实验方案案进行验验证，找找到了几几种可用用于极片片浆料的的涂布方方法，成成功地解解决了高高粘度极极片浆料料连续稳稳定、均均匀涂布布难题。2.22极片片定长分分段和双双面叠合合涂布技技术无论是是胶片涂涂布，还还是其他他涂布产产品，绝绝大多数数都是在在片幅上上进行连连续涂布布。而锂锂离子电电池极片片是分段段涂布，生产不不同型号号锂离子子电池，所需要要的每段段极片长长度也是是不同的的。如果果采用连连续涂布布，再进进行定长长分切生生产极片片，在组组装电池池时需要要在每段段极片一

45、一端刮除除浆料涂涂层，露露出金属属箔片。用连续续涂布定定长分切切的工艺艺路线，效率低低，不能能满足最最终进行行规模生生产的需需要。因因此我们们考虑采采用定长长分段涂涂布方法法，在涂涂布时按按电池规规格需要要的涂布布及空白白长度进进行分段段涂布。采用单单纯的机机械装置置很难实实现不同同电池规规格所需需要长度度分段涂涂布。我我们在涂涂布头的的设计中中采用计计算机技技术，将将极片涂涂布头设设计成光光、机、电一体体化智能能化控制制的涂布布装置。涂布前前将操作作参数用用键盘输输入计算算机，在在涂布过过程中由由计算机机控制，自动进进行定长长分段和和双面叠叠合涂布布。因此此涂布机机可以任任意设定定涂布和和空

46、白长长度进行行分段涂涂布，能能满足各各种型号号锂离子子电池极极片涂布布的需要要。2.3极极片浆料料厚涂层层高效干干燥技术术极片浆浆料涂层层比较厚厚，涂布布量大，干燥负负荷大。采用普普通热风风对流干干燥法或或烘缸热热传导干干燥法等等干燥效效率低。我们将将胶片干干燥中的的高效干干燥技术术应用于于极片干干燥器设设计，采采用优化化设计的的热风冲冲击干燥燥技术，提高了了干燥效效率，可可以进行行均匀快快速干燥燥，干燥燥后的涂涂层无外外干内湿湿或表面面皲裂等等弊病。2.44极片片涂布生生产流水水线基片片(极片片)传输输技术在极极片涂布布生产流流水线中中从放卷卷到收卷卷，中间间包含有有涂布、干燥等等许多环环节

47、，极极片(基基片)有有多个传传动点拖拖动。这这和胶片片涂布干干燥生产产流水线线是相似似的。我我们成功功地将胶胶片涂布布机传输输技术应应用于极极片涂布布，又针针对基片片是极薄薄的铝箔箔铜箔，刚性差差，易于于撕裂和和产生折折皱等特特点，在在设计中中采取特特殊技术术装置，在涂布布区使极极片保持持平展，严格控控制片路路张力梯梯度，使使整个片片路张力力都处于于安全极极限内。在涂布布流水线线的传动动设计中中，我们们采用了了直流电电机智能能调速控控制技术术，使涂涂布点片片路速度度保持稳稳定，从从而确保保了涂布布的纵向向均匀度度。在涂涂布机传传输片路路设计中中，在涂涂布、收收卷等关关键部位位，都设设计有自自动

48、纠偏偏装置，在涂布布时使浆浆料准确确地涂布布于基片片上，两两边留有有均匀的的片边，在极片片收卷时时能得到到边缘整整齐的片片卷，为为极片生生产的下下一道工工序创造造了有利利条件。3极片片涂布工工艺流程程极片涂布布的一般般工艺流流程如下下：放卷卷接片拉片张力控控制自动纠纠偏涂布干燥自动纠纠偏张力控控制自动纠纠偏收卷涂布基基片(金金属箔)由放卷卷装置放放出供入入涂布机机。基片片的首尾尾在接片片台连接接成连续续带后由由拉片装装置送入入张力调调整装置置和自动动纠偏装装置，经经过调整整片路张张力和片片路位置置后进入入涂布装装置。极极片浆料料在涂布布装置按按预定涂涂布量和和空白长长度分段段进行涂涂布。在在双

49、面涂涂布时，自动跟跟踪正面面涂布和和空白长长度进行行涂布。涂布后后的湿极极片送入入干燥道道进行干干燥，干干燥温度度根据涂涂布速度度和涂布布厚度设设定。干干燥后的的极片经经张力调调整和自自动纠偏偏后进行行收卷，供下一一步工序序进行加加工。4设备备安装调调试及涂涂布情况况研制的设设备由机机械设备备，电气气控制，干燥通通风等系系统组成成，安装装后先后后进行了了机械试试车，机机电联试试和联动动试车，均达到到设计和和使用要要求。按按锂离子子电池的的技术要要求和设设计技术术指标投投料涂布布。涂布布条件：涂布基基片厚度度为200m的铝铝箔，涂涂布基片片宽度为为3500mm，涂布速速度5mm/miin。在上上

50、述条件件下用浆浆料进行行单面定定长涂布布，双面面叠合涂涂布，同同时进行行干燥。整条生生产线运运行平稳稳，涂布布干燥均均匀。5样品品测试结结果5.1涂布均均匀度涂布布量相对对偏差范范围为22.222%-1.885%，绝对误误差为44.077%。6 拉浆正正负极极极片出现现麻点颗颗粒现象象,特别别表现在在负极拉拉浆,在在涂布那那刻表现现最明显显,到出出烤箱后后比较难难观察到到,但是是取了片片对辊后后就明显显的颗粒粒.原因因:(本现象象排除箔箔材氧化化及外观观不良的的可能)1.浆料料放置时时间过久久,一般般超出112H以以上问题题会比较较严重,请关注注是否有有此问题题,如果果有请控控制时间间2.浆料

51、料粘度过过低(放放久了粘粘度也会会低),建议控控制粘度度在25500mmpa.s以上上3.浆料料存贮温温度过高高,我遇遇到过一一次,温温度335度时时就出现现麻点.建议控控制温度度在255度左右右4.无导导电碳的的配方很很容易出出现此问问题,暂暂时无很很好的办办法,建建议参考考以下三三条5.搅拌拌转速度度过快,可以适适当根据据你们的的工艺降降些转速速,只要要能搅拌拌均匀,分散好好.涂布布时没有有堵网现现象就不不是问题题.中转转暂存罐罐的转速速也要低低些6.对于于已出现现麻点的的浆料建建议处理理如下AA.搅拌拌几罐粘粘度高的的新鲜浆浆料混合合使用掉掉B.在在涂第二二面时用用无尘纸纸在第二二面基材

52、材上稍微微打些水水(此方方法很容容易造成成拖尾/尺寸异异常等问问题,不不好掌握握,不太太建议使使用)7.正极极很少出出现类是是现象.负极倒倒是经常常有这种种现象,颗粒现现象.把把浆料退退回抽真真空搅拌拌后会有有改善,如果是是正极片片出现麻麻点现象象就要考考虑烘烤烤的温度度了,可可以降温温减速会会有改善善7锂离子子电池低低容原因因分析近期在收收集关于于锂离子子电池低低容量的的原因，个人收收集原因因如下，发上来来大家看看看有什什么补充充的没有有，希望望大家多多多指教教：1、压实密密度大，2、极极片附粉粉少，33、断片片，4、电解液液量少，5、化化成不完完全，66、检测测容量充充放电不不完全，7、潮

53、潮湿度高高（吸水水），88、电池池储存久久9、材材料的比比容量低低10、极极片虚焊焊,极耳耳虚焊11、制制成过程程中的环环境控制制如.温温度、湿湿度、露露点12、完完善中8.电芯芯膨胀原原因及控控制锂离离子电芯芯在制造造和使用用过程中中往往会会有肿胀胀现象，经过分分析与研研究，发发现主要要有以下下两方面面原因：1锂离离子嵌入入带来的的厚度变变化电芯芯充电时时锂离子子从正极极脱出嵌嵌入负极极，引起起负极层层间距增增大，而而出现膨膨胀，一一般而言言，电芯芯越厚，其膨胀胀量越大大。2 工艺艺控制不不力引起起的膨胀胀在制造造过程中中，如浆浆料分散散、C/A比离离散性、温度控控制都会会直接影影响电芯芯电

54、芯的的膨胀程程度。特特别是水水，因为为充电形形成的高高活性锂锂碳化合合物对水水非常敏敏感，从从而发生生激烈的的化学反反应。反反应产生生的气体体造成电电芯内压压升高，增加了了电芯的的膨胀行行为。所所以在生生产中，除了应应对极板板严格除除湿外，在注液液过程中中更应采采用除湿湿设备，保证空空气的干干燥度为为HR22%，露露点（大大气中的的湿空气气由于温温度下降降,使所所含的水水蒸气达达到饱和和状态而而开始凝凝结时的的温度）小于-40。在非非常干燥燥的条件件下，并并采取真真空注液液，极大大地降低低了极板板和电解解液的吸吸水机率率。关于电池池鼓壳和和爆炸的的原因分分析:一、锂离离子电池池特性锂锂是化学学

55、周期表表上直径径最小也也最活泼泼的金属属。体积积小所以以容量密密度高，广受消消费者与与工程师师欢迎。但是，化学特特性太活活泼，则则带来了了极高的的危险性性。锂金金属暴露露在空气气中时，会与氧氧气产生生激烈的的氧化反反应而爆爆炸。为为了提升升安全性性及电压压，科学学家们发发明了用用石墨及及钴酸锂锂等材料料来储存存锂原子子。这些些材料的的分子结结构，形形成了奈奈米等级级的细小小储存格格子，可可用来储储存锂原原子。这这样一来来，即使使是电池池外壳破破裂，氧氧气进入入，也会会因氧分分子太大大，进不不了这些些细小的的储存格格，使得得锂原子子不会与与氧气接接触而避避免爆炸炸。锂离离子电池池的这种种原理，使

56、得人人们在获获得它高高容量密密度的同同时，也也达到安安全的目目的。锂锂离子电电池充电电时，正正极的锂锂原子会会丧失电电子，氧氧化为锂锂离子。锂离子子经由电电解液游游到负极极去，进进入负极极的储存存格，并并获得一一个电子子，还原原为锂原原子。放放电时，整个程程序倒过过来。为为了防止止电池的的正负极极直接碰碰触而短短路，电电池内会会再加上上一种拥拥有众多多细孔的的隔膜纸纸，来防防止短路路。好的的隔膜纸纸还可以以在电池池温度过过高时，自动关关闭细孔孔，让锂锂离子无无法穿越越，以自自废武功功，防止止危险发发生。保保护措施施锂电池池芯过充充到电压压高于44.2VV后，会会开始产产生副作作用。过过充电压压

57、愈高，危险性性也跟着着愈高。锂电芯芯电压高高于4.2V后后，正极极材料内内剩下的的锂原子子数量不不到一半半，此时时储存格格常会垮垮掉，让让电池容容量产生生永久性性的下降降。如果果继续充充电，由由于负极极的储存存格已经经装满了了锂原子子，后续续的锂金金属会堆堆积于负负极材料料表面。这些锂锂原子会会由负极极表面往往锂离子子来的方方向长出出树枝状状结晶。这些锂锂金属结结晶会穿穿过隔膜膜纸，使使正负极极短路。有时在在短路发发生前电电池就先先爆炸，这是因因为在过过充过程程，电解解液等材材料会裂裂解产生生气体，使得电电池外壳壳或压力力阀鼓涨涨破裂，让氧气气进去与与堆积在在负极表表面的锂锂原子反反应，进进而

58、爆炸炸。因此此，锂电电池充电电时，一一定要设设定电压压上限，才可以以同时兼兼顾到电电池的寿寿命、容容量、和和安全性性。最理理想的充充电电压压上限为为4.22V。锂锂电芯放放电时也也要有电电压下限限。当电电芯电压压低于22.4VV时，部部分材料料会开始始被破坏坏。又由由于电池池会自放放电，放放愈久电电压会愈愈低，因因此，放放电时最最好不要要放到22.4VV才停止止。锂电电池从33.0VV放电到到2.44V这段段期间，所释放放的能量量只占电电池容量量的3%左右。因此，3.00V是一一个理想想的放电电截止电电压。充充放电时时，除了了电压的的限制，电流的的限制也也有其必必要。电电流过大大时，锂锂离子来

59、来不及进进入储存存格，会会聚集于于材料表表面。这这些锂离离子获得得电子后后，会在在材料表表面产生生锂原子子结晶，这与过过充一样样，会造造成危险险性。万万一电池池外壳破破裂，就就会爆炸炸。因此此，对锂锂离子电电池的保保护，至至少要包包含：充充电电压压上限、放电电电压下限限、及电电流上限限三项。一般锂锂电池组组内，除除了锂电电池芯外外，都会会有一片片保护板板，这片片保护板板主要就就是提供供这三项项保护。但是，保护板板的这三三项保护护显然是是不够的的，全球球锂电池池爆炸事事件还是是频传。要确保保电池系系统的安安全性，必须对对电池爆爆炸的原原因，进进行更仔仔细的分分析。二、电池池爆炸原原因:1: 内内

60、部极化化较大！2:极片片吸水,与电解解液发生生反应气气鼓.3:电解解液本身身的质量量,性能能问题.4:注液液时候注注液量达达不到工工艺要求求.5:装配配制程中中激光焊焊焊接密密封性能能差,漏漏气.测测漏气漏漏测.6:粉尘尘,极片片粉尘首首先易导导致微短短路,具体原原因未知知7:正负负极片较较工艺范范围偏厚厚,入壳壳难.8:注液液封口问问题,钢钢珠密封封性能不不好导致致气鼓.9:壳体体来料存存在壳壁壁偏厚,壳体变变形影响响厚度.三、爆炸炸类型分分析电池池芯爆炸炸的类形形可归纳纳为外部部短路、内部短短路、及及过充三三种。此此处的外外部系指指电芯的的外部，包含了了电池组组内部绝绝缘设计计不良等等所引