詳解鋰離子電池十大關鍵生產(chǎn)工序!
第一步:配料
1. 溶液配制
a) PVDF(或CMC)與溶劑NMP(或去離子水)的混合比例和稱量;
b) 溶液的攪拌時間、攪拌頻率和次數(shù)(及溶液表面溫度);
c) 溶液配制完成后,對溶液的檢驗:粘度(測試)\溶解程度(目測)及擱置時間;
d) 負極:SBR+CMC溶液,攪拌時間和頻率。
2. 活性物質(zhì)
a) 稱量和混合時監(jiān)控混合比例、數(shù)量是否正確;
b) 球磨:正負極的球磨時間;球磨桶內(nèi)瑪瑙珠與混料的比例;瑪瑙球中大球與小球的例;
c) 烘烤:烘烤溫度、時間的設置;烘烤完成后冷卻后測試溫度。
d) 活性物質(zhì)與溶液的混合攪拌:攪拌方式、攪拌時間和頻率。
e) 過篩:過100目(或150目)分子篩。
f) 測試、檢驗:
對漿料、混料進行以下測試:固含量、粘度、混料細度、振實密度、漿料密度。
第二步:涂布
1. 集流體的首檢
a) 集流體規(guī)格(長寬厚)的確認;
b) 集流體標準(實際)重量的確認;
c) 集流體的親(疏)水性及外觀(有無碰傷、劃痕和破損)。
2. 敷料量(標準值、上、下限值)的計算
a) 單面敷料量(以接近此標準的極片厚度確定單面厚度);
b) 雙面敷料量(以最接近此標準的極片厚度確定雙面的極片厚度。)
3. 漿料的確認
是否過稠(稀)\流動性好,是否有顆粒,氣泡過多,是否已干結(jié).
4. 極片效果
a) 比重(片厚)的確認;
b) 外觀:有無劃線、斷帶、結(jié)料(滾輪或極片背面)是否積料過厚,是否有未干透或烤焦,有無露銅或異物顆粒;
5. 裁片
規(guī)格確認有無毛刺,外觀檢驗。
第三步:制片(前段)
1. 壓片
a) 確認型號和該型號正、負極片的標準厚度;
b) 最高檔次極片壓片后(NO.1或NO.1及NO.2)的厚度、外觀有無變形、起泡、掉料、有無粘機、壓疊。
c) 極片的強度檢驗;
2. 分片
a) 刀口規(guī)格、大片極片的規(guī)格(長寬)、外觀確認;
b) 分出的小片寬度;
c) 分出的小片有無毛刺、起皺、或裁斜、掉料(正)。
3. 分檔稱片
a) 稱量有無錯分;
b) 外觀檢驗:尺寸超差(極片尺寸、掉料、折痕、破損、浮料、未刮凈等)。
4. 烘烤
a) 烤箱溫度、時間的設置;
b) 放N2、抽真空的時間性效果(目測儀表)及時間間隔。
第四步:制片后段
1.鋁帶、鎳帶的長度、寬度、厚度的確認;
2.鋁帶、鎳帶的點焊牢固性;
3.膠紙必須按工藝要求的公差長度粘貼;
4.極片表面不能有粉塵。
第五步:蓋帽
1.裁連接片:測量尺寸規(guī)格、檢查有無毛刺、壓傷;
2.清洗連接片:檢查連接片是否清洗干凈;
3.連接片退火:檢查有無用石墨粉覆蓋,烤爐溫度,放入取出時間;
4.組裝蓋帽:檢查各種配件是否與當日型號相符,裝配是否到位;
5.沖壓蓋帽:檢查沖壓高度及外觀;
6.全檢:對前工序員工自檢檢查的效果進行復核,防止不良品流入下一工序;
7.折連接片:檢查有無漏折、斷裂、有無折到位;
8.點蓋帽:檢查有無漏點、虛點、點穿;
9.全檢:對前工序員工自檢檢查的效果進行復核,防止不良品流入下一工序;
10.套套管:檢查尺寸、套管位置;
11.烘烤:烘烤溫度、時間、烘烤效果。
第六步:卷繞
1.各型號的識別、隔膜紙、卷尺的規(guī)格、鋼(鋁)殼的卷繞注意事項;
2.結(jié)存極片的標識狀態(tài);
3.點負極的牢固度(鋼、鋁殼);鋁殼正極的牢固性、負極的外觀;
4.絕緣墊片的放置;
5.折、壓合蓋帽(鋁殼)注意雜物外露和鋁殼外觀的維護;
6.定蓋工位:偏移度。
7.注意先下拉先生產(chǎn)。
第七步:焊接
1.鋼、鋁殼電池焊接時注意沙孔;
2.焊接鋁殼的調(diào)試、焊接時抽查的測試;
3.檢漏工位;
4.打膠。
5. 注意先下拉先生產(chǎn)。
第八步:注液
1.各種型號注液量;
2.手套箱內(nèi)的濕度和室內(nèi)濕度;
3.電池水分測試及放氣和抽真空時間;
4.烘烤前電池在烤箱放置注意事項;
5.烘烤12小時后電池上下層換位;
6.電池注液前后的封口。
第九步:檢測
1.分容、化成參數(shù)的設置;
2.化成時電解液流出員工有沒有及時擦掉;
3.監(jiān)督生產(chǎn)部新員工的操作;
4.注液組下來的電芯上注液孔是否有膠紙脫落;
5.各種實驗電池是否明顯標識區(qū)分;
6.提前亮燈的點要查明原因;
7.爆炸后該點的校對;
8.鋼、鋁殼柜的區(qū)分;
9.封口時哪些型號要倒轉(zhuǎn)來擠壓
10.封口擠壓是否使鋁電芯變形;
11.封口后上否及時清洗;
12.夾具頭是否清潔,是否有銹蝕;
13.連接電腦的柜子爆炸后電壓的查詢,該點電壓電流曲線的情況匯的;
14.擱置、老化和封口區(qū)的環(huán)境溫濕度。
第十步:包裝
1.對有的客戶抱怨過容量低的要加2分鐘容量;
2.對天宇這個客戶要控制尺寸的下限;
3.型號電池更改時是否清理整條拉,防止混料;
4.檢出的不良品是否用紅色周轉(zhuǎn)盒子裝,是否明顯標識;
5.訂單上有特別要求的是否得到員工的理解和執(zhí)行;
6.噴碼內(nèi)容是否正確,噴碼方向和位置是否正確;
7.壓板和鉚釘上是否有膠;
8.檢測儀器是否在有效期內(nèi),防止失準儀器在線上使用(針對所有工位)。
為了滿足以上的條件,任何一種化學電源均由以下幾部分組成:
1、電極電池的核心部分,它是由活性物質(zhì)和導電骨架所組成。活性物質(zhì)是指正、負極中參加成流反應的物質(zhì),是化學電源產(chǎn)生電能的源泉,是決定化學電源基本特性的重要部分。
對活性物質(zhì)的要求是:
1) 組成電池的電動勢高;
2) 電化學活性高,即自發(fā)進行反應的能力強;
3) 重量比容量和體積比容量大;
4) 在電解液中的化學穩(wěn)定性高;
5) 具有高的電子導電性;
6) 資源豐富,價格便宜。
2、電解質(zhì)電池的主要組成之一,在電池內(nèi)部擔負著傳遞正負極之間電荷的作用,所以勢一些具有高離子導電性的物質(zhì)。
對電解質(zhì)的要求是:
1) 穩(wěn)定性強,因為電解質(zhì)長期保存在電池內(nèi)部,所以必須具有穩(wěn)定的化學性質(zhì),使儲藏期間電解質(zhì)與活性物質(zhì)界面的電化學反應速率小,從而使電池的自放電容量損失減?。?/span>
2) 比電導高,溶液的歐姆壓降小,使電池的放電特性得以改善。對于固體電解質(zhì),則要求它只具有離子導電性,而不具有電子導電性。
3、隔膜也叫隔離物。置于電池兩極之間。隔膜的形狀有薄膜、板材、棒材等。其作用是防止正負極活性物質(zhì)直接接觸,造成電池內(nèi)部短路。
對于隔膜的要求是:
1) 在電解液中具有良好的化學穩(wěn)定性和一定的機械強度,并能承受電極活性物質(zhì)的氧化還原作用;
2) 離子通過隔膜的能力要大,也就是說隔膜對電解質(zhì)離子運動的阻力要小。這樣,電池內(nèi)阻就相應減小,電池在大電流放電時的能量損耗減小;
3) 應是電子的良好絕緣體,并能阻擋從電極上脫落活性物質(zhì)微粒和枝晶的生長;
4) 材料來源豐富,價格低廉。常用的隔膜材料有棉紙、微孔橡膠、微孔塑料、玻璃纖維、水化纖維素、接枝膜、尼龍、石棉等??筛鶕?jù)化學電源不同系列的要求而選。
作為鋰電池行業(yè)從業(yè)者,我認為有很多原因?qū)е码姵仄鸹鸹蛘弑ǎ?/span>
1、設計時正極過量,或者涂布不均,運輸過程中振動導致極片錯位,充電時有鋰枝晶出現(xiàn)。
2、運輸過程中振動導致極片錯位,導致電極膨脹時通過殼體或連接片發(fā)生短路。
3、毛刺和粉塵,振動和膨脹造成隔膜短路。
4、隔膜不良。
5、點焊鎳帶時電流過大,將內(nèi)部外層隔膜損傷或增加金屬粉塵。
6、運輸過程電壓和溫度造成SEI層的不穩(wěn)定。
7、充電過充。電芯過充電時,正極的鋰過度放出會使正極的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,而放出的鋰過多也容易無法插入負極中,也容易造成負極表面析鋰,而且,當電壓達到4.5V以上時,電解液會分解生產(chǎn)大量的氣體
8、水分過高。水份可以和電芯中的電解液反應,生產(chǎn)氣體,充電時,可以和生成的鋰反應,生成氧化鋰,使電芯的容量損失,易使電芯過充而生成氣體,水份的分解電壓較低,充電時很容易分解生成氣體,當這一系列生成的氣體會使電芯的內(nèi)部壓力增大,當電芯的外殼無法承受時,電芯就會爆炸。
9、負極容量不足。 當正極部位對面的負極部位容量不足,或是根本沒有容量時,充電時所產(chǎn)生的部分或全部的鋰就無法插入負極石墨的間層結(jié)構(gòu)中,會析在負極的表面,形成突起狀“枝晶”,而下一次充電時,這個突起部分更容易造成鋰的析出,經(jīng)過幾十至上百次的循環(huán)充放電后,“枝晶”會長大,最后會刺穿隔膜紙,使內(nèi)部產(chǎn)生短路。
10、內(nèi)部短路。由于內(nèi)部產(chǎn)生短路現(xiàn)象,電芯大電流放電,產(chǎn)生大量的熱,燒壞隔膜,而造成更大的短路現(xiàn)象,這樣電芯就會產(chǎn)生高溫,使電解液分解成氣體,造成內(nèi)部壓力過大,當電芯的外殼無法承受這個壓力時,電芯就會爆炸。
11、外部短路。外部短路可能由于操作不當,或誤使用所造成,由于外部短路,電池放電電流很大,會使電芯的發(fā)熱,高溫會使電芯內(nèi)部的隔膜收縮或完全壞壞,造成內(nèi)部短路,因而爆炸。
以上這些都是會造成鋰電池包自燃的原因,當然影響鋰電池出現(xiàn)安全問題的因素眾多,比如使用劣質(zhì)電芯,pack工藝不規(guī)范,用戶使用不當?shù)榷紩斐梢欢ò踩珕栴},但是我們也要清醒認識到,鋰電池自燃畢竟只是極小概率事件,我們不能一棒子打死一群人,還是要從多方面考慮,盡量減少造成鋰電問題的外部因素,希望有關從業(yè)者提高技術(shù)和檢測能力。用戶在使用過程中也要有所注意。
















