锂离子电池基本工艺介绍

工艺车间制片车间装配车间检测车间第一页，共23页。制片车间分档点焊分切材料烘烤制浆涂布对辊全检转交工艺流程第二页，共23页。工序功能：将正极或负极活性物质按一定比例与专用导电剂、粘结剂和溶剂混合均匀，并调制成浆。制浆混和原料预处理干粉分散稀释四个步骤：浆料控制点:1.粘度2.颗粒度3.固含量工序控制点：1.搅拌速度2.搅拌温度3.搅拌浓度4.真空度第三页，共23页。正极制浆原料预处理：正极活性物质、导电剂、粘结剂常压烘烤脱水、溶剂采用干燥分子筛或者特殊取料设施脱水原料混和：a.粘结剂的溶解及热处理；b.活性物质和导电剂球磨干粉分散：粘结剂液体浸湿固体，挤出气体的过程正极材料中的所有组分均能被粘结剂溶液浸湿，所以正极料粉分散相对容易分散方法：静止法(分散时间长，效果差，但不损伤材料原结构）

搅拌法（时间短，效果佳，但有可能损伤材料自身结构）搅拌速度：越高，分散越快，但对材料自身结构和对设备损伤大搅拌温度：适宜的温度，浆料流动性好，易分散，太热浆料容易结皮，太冷流动性降低搅拌浓度：越小，分散越快，但过稀导致材料浪费和浆料沉淀加重真空度：高真空度有利于材料缝隙和表面气体排出，降低液体吸附难度，易于分散均匀稀释：将浆料调整为合适的浓度，便于涂布第四页，共23页。负极制浆负极制浆原理与正极制浆原理相同注意点：a.石墨与粘结剂溶液极性不同，不易分散，可先用醇（乙醇、异丙醇）水溶液初步润湿，再与粘结剂溶液混合；b.适当降低搅拌浓度，提高分散性；c.分散过程为减少极性物与非极性物间的距离，提高势能或表面能，为吸热反应，适当升高搅拌温度，提高流动性，降低分散难度。第五页，共23页。制浆注意事项：1.浆料的固含量应从高往低逐步调整2.在搅拌的间歇过程中注意刮边和刮底，确保分散均匀3.浆料不宜长时间搁置，以免其沉淀或均匀性下降4.搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主设计考虑5.出料前对浆料进行过筛，除去大颗粒以防涂布时造成断带制浆第六页，共23页。涂布工序功能：将浆料连续、均匀地涂覆在传送集流体的表面，烘干，分别制成正负极片。原理：涂辊转动带动浆料，通过调整刮刀间隙来调节浆料转移量，并利用背辊或涂辊的转动将浆料转移到基材上，按工艺要求，控制涂布层的厚度以达到重量要求，同时，通过干燥加热除去平铺于基材上的浆料中的溶剂，使固体物质很好地粘结于基材上。技术路线：单层涂布，干燥后再进行反面涂布，包括连续涂布定长分切和定长分段涂布第七页，共23页。涂布工序控制点:1.涂布速度2.涂布面密度3.干燥温度4.张力放卷接片拉片张力控制自动纠偏涂布干燥自动纠偏张力控制自动纠偏收卷根据正负极浆料的固含量、比重调节涂布机机头刀具间隙，控制涂布厚度涂布面密度控制？第八页，共23页。干燥速度：干燥过慢，涂层表面有流动性，厚度不稳定；干燥过快，表面形成粘结剂膜层，内部溶剂挥发会造成表面层起皱现象。通常采用分段干燥，中间段温度最高。涂布和干燥要做到首件三检-厚度、质量、尺寸符合要求，并定时检验对应的拉浆速度、烘烤时间等。加热温度或时间不够，难以除去浆料中的液体，使部分粘结剂溶解，造成活性物质剥落；加热温度过高，则粘结剂发生晶化，也会使活性物质剥落，从而造成电芯内短路。另外，干燥温度和烘干时间不合适还会造成铝箔氧化和极片偏湿；涂布涂布注意事项：高质量极片：极片表面平整、光滑、敷料均匀、附着力好、干燥、不脱料、不掉料、不缺料、无积尘、无划痕、无气泡第九页，共23页。刮粉（连续涂布定长分切）卷状极片裁片刮粉刷粉第十页，共23页。对辊工序功能：将涂布后的极片压实，达到合适的密度和厚度原理：通过调节压辊的间隙以调节压力，从而调节极片被压实的厚度和密度工序控制点：a.滚压应注意厚度符合工艺要求；b.压片时应注意气泡、掉料、极片变形、波浪边等。目的：使活性物质与网栅及集流体接触紧密，减小电子移动距离，降低极片的厚度，增加装填量，提高电池体积利用率，提高电池容量第十一页，共23页。分切工序功能：将滚压后的极片卷，先裁成大片，然后分切成工艺要求的极片宽度第十二页，共23页。焊接工序功能：将多个Al（正极）、Ni（负极）极耳一起焊接成为裸电芯原理：超声波焊接利用超声频率的机械振动能量在静压力的共同作用下，将弹性振动能量转变为工件间的摩擦功、形变能及随后有限的温升，从而达到连接异种金属的目的。第十三页，共23页。其他流程贴胶纸点片外观检查计数第十四页，共23页。正极基体：铝箔（约0.012m厚)正极物质：钴酸锂+superP+PVDF正极集流体：铝带加镍带（约0.1mm厚）高温胶带（约0.05mm厚）正极片结构第十五页，共23页。负极片结构负极基体：铜箔（约0.008mm厚)负极物质：石墨+纳米硅+La133负极集流体：镍带（约0.07mm厚）第十六页，共23页。装配车间电池烘烤封装入壳极片烘烤扫粉卷绕平压注液抽气预封冲壳全检转交工艺流程第十七页，共23页。工序功能：小条正负极极片、隔膜按顺序卷绕组合成裸电芯卷绕要求：a.控制卷绕车间湿度

b.正负极涂布误差尽量小，正负极剪切误差尽量小c.操作过程及时调整正负极片、隔膜位置d.隔膜、极片表面平整，不起褶皱，松紧度设计e.检测短路第十八页，共23页。顶封工序功能：将裸电芯包上包装铝箔或铝塑膜，对顶部和侧边进行热封装主要控制顶封和侧封拉力第十九页，共23页。注液工序功能：将电解液加入到电芯中，并将电芯完全封住环境要求：电芯注液前要进行除水，关键点水分控制（手套箱湿度）原理：水作为电解液中一种痕量组分，对锂离子电池SEI膜的形成和电池性能有非常大的影响，满充状态的负极与锂金属性质相近，可以直接与水发生反应。因此，在锂离子电池的制作过程中必须严格控制环境的湿度和正负极材料、电解液的含水量。第二十页，共23页。检测车间分容折边切边搁置化成测电压抽气封高温老化入半成品库工艺流程测电压并分档，未达到电压要求的重新进行化成a.充电激活有效物质b.负极形成SEI