詳解電池的制造工藝流程
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-08-24 09:34
點(diǎn)擊量：次
1、（正、負(fù)極）干混→濕混→滾涂膏體在導(dǎo)電基體上→3步干燥→卷繞→切邊（切成一定寬度）→輥壓→卷繞（備用）干混采用球磨, 磨球是玻璃球或氧化鋯陶瓷球；
濕混采用。行星式拌粉機(jī), 其葉片分別裝在2-3個(gè)軸上, 混合效果更好。濕混中溶劑數(shù)量要恰當(dāng), 形成合適的流變態(tài), 以獲得平滑的涂層。滾涂電極膏體要保證一定的粘度, 膏體涂于鋁箔或銅箔的兩面, 而涂層的厚度取決于電池的型號(hào)。然后再相繼通過(guò)3個(gè)加熱區(qū)進(jìn)行干燥, NMP（或水）從涂層中隨熱空氣或干燥氮?dú)饬鲃?dòng)而揮發(fā), 溶劑可以回收再利用。輥壓是為了提高涂層的密度, 并使電極厚度能符合電池裝配的尺寸, 輥壓階段的壓力要適中, 以免卷繞時(shí)粉料散落。
2、電池的組裝
圓柱電池的裝配工藝流程：絕緣底圈入筒→卷繞電芯入筒→插入芯軸→焊負(fù)極集流片于鋼筒→插入絕緣圈→鋼筒滾線→真空干燥→注液→組合帽（PTC元件等）焊到正極引極上→封口→X射線檢查→編號(hào)→化成→循環(huán)→陳化。
方形電池裝配工藝流程：絕緣底入鋼盒→片狀組合電芯入筒→負(fù)極集流片焊于鋼盒→上密封墊圈→正極集流片焊于桿引極→組合蓋（PTC元件等）焊到旋引極上→組合蓋定位→激光焊接→真空干燥→注液→密封→X射線檢查→編號(hào)→化成→循環(huán)→陳化。
裝配工藝說(shuō)明：以圓柱形電池為例（方形電池基本過(guò)程相同）。卷繞芯入筒以前, 將鋁條（0.08—0.15㎜厚、3㎜寬）和鎳條（0.04—0.10㎜厚, 3㎜寬）分別用超聲波焊接在正、負(fù)極導(dǎo)電基體的指定處作為集流引極。
電池隔膜一般采用PE/PP2層或PP/PE/PP 3層組成, 隔膜都是經(jīng)過(guò)120℃熱處理過(guò)的, 以增加其阻止性和提高其安全性。
正極、隔膜、負(fù)極3者疊合后卷繞入筒, 由于采用涂膏電極, 故必須讓膏體材料與基體結(jié)合得好, 以形成高密度電極, 特別要防止掉粉, 以免其穿透隔膜而引起電池內(nèi)部短路。
在卷繞電芯插入鋼筒以前, 放一個(gè)絕緣底入鋼筒底部是為了防止電池內(nèi)部短路這對(duì)于一般電池都是相同的。
電解質(zhì)一般采用LiPF6和非水有機(jī)溶劑, 在真空注液以前,電池要真空干燥24/h, 以除去電池組分中的水分和潮氣, 以免LiPF6與水反應(yīng)形成HF而縮短壽命。
電池密封采用涂密封膠、插入墊圈、卷邊加斷面收縮過(guò)程,基本原理與堿性可充電池相同。封口以后, 電池要用異丙醇和水的混合液除去油污物和濺出的電解液, 然后再干燥。使用一種氣味傳感器或“ 嗅探器”元件檢查電池漏液情況。
整個(gè)電池裝配完成以后, 電池要用X射線鑒定電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否正常, 對(duì)于電芯不正、鋼殼裂縫、焊點(diǎn)情況、有無(wú)短路等進(jìn)行檢查, 排除有上述缺陷的電池, 確保電池質(zhì)量。
最后一道工序是化成, 電池第1次充電, 陽(yáng)極上形成保護(hù)膜, 稱(chēng)為固體電解質(zhì)中間相層(SEI), 它能防止陽(yáng)極與電解質(zhì)反應(yīng), 并是電池安全操作、高容量、長(zhǎng)壽命的關(guān)鍵要素。電池經(jīng)過(guò)幾次充放電循環(huán)以后陳化2—3周, 剔去微短路電池, 再進(jìn)行容量分選包裝后即成為商品了。
三、電池的性能
1、電性能：
（1） 額定容量：0.5C放電，單體電池放電時(shí)間不低于2h，電池組放電時(shí)間不低于1h54min（95%）；
（2）1C放電容量：1C放電，單體電池放電時(shí)間不低于57min（95%），電池組放電時(shí)間不低于54min（90%）；
（3）低溫放電容量：-20?C下0.5C放電，單體或電池組放電時(shí)間均不低于1h12min（60%）；
（4）高溫放電容量：55?C下0.5C放電，單體電池放電時(shí)間不低于1h54min（95%），電池組放電時(shí)間不低于1h48min（90%）；
（5） 荷電保持及恢復(fù)能力：滿(mǎn)電常溫下擱置28天，荷電保持放電時(shí)間不低于1h36min（80%），荷電恢復(fù)放電時(shí)間不低于1h48min（90%）；
（6）儲(chǔ)存性能：進(jìn)行貯存試驗(yàn)的單體電池或電池組應(yīng)選自生產(chǎn)日期不足3個(gè)月的，貯存前充50％～60％的容量，在環(huán)境溫度40℃±5?C，相對(duì)濕度45％～75％的環(huán)境貯存90天。貯存期滿(mǎn)后取出電池組，用0.2C充滿(mǎn)電擱置1h后，以0.5C恒流放電至終止電壓,上述試驗(yàn)可重復(fù)測(cè)試3次，放電時(shí)間不低于1h12min（60%）；
（7）循環(huán)壽命：電池或電池組采用0.2C充電，0.5C放電做循環(huán)，當(dāng)連續(xù)兩次放電容量低于72min（60%）時(shí)停止測(cè)試，單體電池循環(huán)壽命不低于600次，電池組循環(huán)壽命不低于500次；
（8）高溫?cái)R置壽命：應(yīng)選自生產(chǎn)日期不足三個(gè)月的單體電池的進(jìn)行高溫?cái)R置壽命試驗(yàn)，進(jìn)行擱置前應(yīng)充入50%±5%的容量，然后在環(huán)境溫度為55℃±2?C的條下擱置7天。7天后將電池取出，在環(huán)境溫度為20℃±5?C下擱置2～5h。先以0.5C將電池放電至終止電壓，0.5h后按0.2C進(jìn)行充電，靜置0.5h 后，再以0.5C恒流放電至終止電壓，以此容量作為恢復(fù)容量。以上步驟為1周循環(huán)，直至某周放電時(shí)間低于72min（60%）,試驗(yàn)結(jié)束。擱置壽命不低于56天（8周循環(huán)）。
2、安全性能
（1）持續(xù)充電：將單體電池以0.2ItA恒流充電，當(dāng)單體電池端電壓達(dá)到充電限制電壓時(shí)，改為恒壓充電并保持28d，試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)不泄漏、不泄氣、不破裂、不起火、不爆炸（相當(dāng)于滿(mǎn)電浮充）。
（2）過(guò)充電：將單體電池用恒流穩(wěn)壓源以3C恒流充電，電壓達(dá)到10V后轉(zhuǎn)為恒壓充電，直到電池爆炸或起火或充電時(shí)間為90min或電池表面溫度穩(wěn)定（45min內(nèi)溫差≤2?C）時(shí)停止充電，電池應(yīng)不起火、不爆炸（3C10V）；將電池組用穩(wěn)壓源以0.5ItA恒流充電，電壓達(dá)到n×5V（n為串聯(lián)單體電池?cái)?shù)）后轉(zhuǎn)為恒壓充電，直到電池組爆炸或起火或充電時(shí)間為90min或電池組表面溫度穩(wěn)定（45min內(nèi)溫差≤2?C）時(shí)停止充電，電池應(yīng)不起火、不爆炸。
（3）強(qiáng)制放電（反向充電）：將單體電池先以0.2ItA恒流放電至終止電壓，然后以1ItA電流對(duì)電池進(jìn)行反向充電，要求充電時(shí)間不低于90min，電池應(yīng)不起火、不爆炸；將電池組其中一只單體電池放電至終止電壓，其余均為充滿(mǎn)電態(tài)的電池，再以1ItA恒流放電至電池組的電壓為0V時(shí)停止放電，電池應(yīng)不起火、不爆炸。
