鋰離子電池的生產(chǎn)制造，是由一個(gè)個(gè)工藝步驟嚴(yán)密聯(lián)絡(luò)起來的過程。整體來說，鋰電池的生產(chǎn)包括極片制造工藝、電池組裝工藝以及最后的注液、預(yù)充、化成、老化工藝。在這三個(gè)階段的工藝中，每道工序又可分為數(shù)道關(guān)鍵工藝，每一步都會(huì)對(duì)電池最后的性能形成很大的影響。

在極片制造工藝階段，可細(xì)分為漿料制備、漿料涂覆、極片輥壓、極片分切、極片干燥五道工藝。在電池組裝工藝，又根據(jù)電池規(guī)格型號(hào)的不同，大致分為卷繞、入殼、焊接等工藝。在最后的注液階段又包括注液、排氣、封口、預(yù)充、化成、老化等各個(gè)工藝。電池制造過程中每道工序都會(huì)造成一定的浪費(fèi)，浪費(fèi)的原因有員工失誤、設(shè)備失誤、環(huán)境原因等等，為了保證產(chǎn)品的成本率足夠好，就盡量保證每一步產(chǎn)品都是合格的。

電極漿料的制備是整個(gè)工序中最關(guān)鍵的一環(huán)，電極漿料質(zhì)量好壞直接影響著能否進(jìn)行下一步。漿料制備是將活物質(zhì)、粘接劑、溶劑、增稠劑等粉液混合均勻后形成的非牛頓高粘度流體，該流體需要具有一定的粘度、好的流動(dòng)性以及足夠小的顆粒粒徑。工廠作業(yè)與實(shí)驗(yàn)室電池試做有一點(diǎn)區(qū)別，需要具有工藝簡單、操作簡便、省時(shí)省力、機(jī)械化程度足夠高等特點(diǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，鋰電池漿料制備系統(tǒng)主要由物料輸送、漿料制備、漿料輸送等過程組成。

一、物料輸送過程

物料輸送過程是指將正負(fù)極攪拌所用的原材料、溶劑、粘接劑等物質(zhì)穩(wěn)定地傳送到攪拌容器中，是漿料制備的準(zhǔn)備工作。正負(fù)極漿料物料輸送大同小異，區(qū)別是需要考慮原材料的特性，圖1是正極物料輸送過程示意圖。

鋰離子電池全自動(dòng)配料系統(tǒng)是專為漿料原料進(jìn)行全自動(dòng)配料、投料設(shè)計(jì)的智能化生產(chǎn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由計(jì)量系統(tǒng)、粉體投料及輸送系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)中控系統(tǒng)、儲(chǔ)料及中轉(zhuǎn)緩沖罐系統(tǒng)組成。整套系統(tǒng)實(shí)行全自動(dòng)輸送和計(jì)量，要求具有高精度稱重模塊及儀表，以保證配料效率和精度，同時(shí)能夠更有效地隔絕空氣，防止物料變質(zhì)，改善了生產(chǎn)車間環(huán)境。首先是活物質(zhì)的準(zhǔn)備，由噸袋投料站進(jìn)行，之后可以通過真空上料或負(fù)重上料、稱量系統(tǒng)按要求比例進(jìn)行投料。初步粉料投料完成后，干粉在預(yù)混罐中進(jìn)行預(yù)混。鋰電池正負(fù)極活物質(zhì)與導(dǎo)電劑、粘接劑等粉末顆粒粒徑、堆積密度、孔隙率等各不相同，干粉預(yù)混的目的就是將各組分進(jìn)行充分混合。在此過程中，主要以中低速攪拌，隨著攪拌的進(jìn)行，顆粒之間較為均勻地碰撞在一起，同時(shí)粉體整體堆積密度逐漸增大且最終趨于一致。

二、漿料攪拌系統(tǒng)

在干粉預(yù)混完成之后，先前由單獨(dú)制膠系統(tǒng)完成的粘接劑膠體將被自動(dòng)投入攪拌機(jī)中進(jìn)行下一步的捏合階段。粘接劑和溶劑的量需要根據(jù)攪拌工藝確定，要保證物料足夠的捏合程度。物料的捏合是漿料攪拌的重要階段，此階段主要是依靠攪拌機(jī)的強(qiáng)力攪拌，物料受到機(jī)械力的剪切和摩擦，同時(shí)顆粒之間也會(huì)有內(nèi)摩擦，在各個(gè)作用力下，原料顆粒之間趨于高度分散。此階段對(duì)于成品漿料的粒度和粘度有至關(guān)重要的影響。捏合完成之后，緩慢加入溶劑調(diào)節(jié)漿料粘度和固含量。此階段分散與團(tuán)聚共存，并最后達(dá)到穩(wěn)定。在這個(gè)階段物料的分散主要受機(jī)械力、粉液間摩擦阻力、高速分散剪切力、漿料與容器壁撞擊相互作用力的影響。

三、漿料輸送過程

       漿料輸送過程設(shè)計(jì)的設(shè)備及裝置有輸送泵、過濾裝置、分散裝置、儲(chǔ)料罐等。輸送泵有螺桿泵、齒輪泵、隔膜泵等多種類型，但是考慮到漿料輸出的穩(wěn)定性會(huì)對(duì)集流體涂布有重要的影響，所以選擇輸送泵時(shí)要選擇動(dòng)力穩(wěn)定的輸送設(shè)備。由于攪拌完成之后可能會(huì)有少量的大顆粒存在，為了防止大顆粒對(duì)涂布頭、涂布效果造成負(fù)面影響，需要對(duì)漿料進(jìn)行大顆粒的過濾。過濾濾網(wǎng)的大小選擇需要根據(jù)涂布設(shè)備及漿料性質(zhì)進(jìn)行，過小的篩網(wǎng)影響工作效率，過大的篩網(wǎng)又不能起到有效的過濾作用。

鋰電池極片厚度一般為40-200μm左右，其中極片厚度根據(jù)電池種類（高能量、高功率等）的不同而變化。如果想要鋰電池具有好的電化學(xué)性能，極片必須要前中后厚度一致，且表面平滑，沒有缺陷。在排除涂布工藝的條件下，漿料制備是決定其質(zhì)量好壞的關(guān)鍵程序。好的鋰電池漿料粘度穩(wěn)定不易發(fā)生變化，顆粒粒徑小，涂布干燥后無明顯顆粒感，無氣泡等異物。那么，漿料制備過程中，需要注意的主要有兩方面：一方面是將最初的物料分散均勻；另一方面是阻止原材料之間相互作用而引起的二次團(tuán)聚。所以，攪拌過程的目的就是要把原始狀態(tài)的物料分散、混合均勻，同時(shí)也要防止顆粒間再次團(tuán)聚。

鋰電池極片分為正極極片、負(fù)極極片，兩種極片所用活物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、溶劑等隨電池體系不同而不同。將這樣一個(gè)復(fù)雜的多相體系混合成均一性良好的懸浮漿料需要較多的實(shí)操經(jīng)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。物料的粒徑越小，形狀越怪就越難以分散，特別是導(dǎo)電劑炭黑，經(jīng)常在攪拌過程中二次團(tuán)聚成大塊，不僅沒有起到良好的導(dǎo)電作用，還會(huì)影響電池的比能量。炭黑不僅可以用于鋰電池還可用于塑料、高分子等行業(yè)，所以關(guān)于炭黑的分散研究很多。
 

漿料經(jīng)過過濾后進(jìn)入漿料儲(chǔ)存罐，需要經(jīng)過一道均質(zhì)工序。由于漿料攪拌完成之后，經(jīng)過管道輸送可能會(huì)有一定的顆粒團(tuán)聚、漿料不穩(wěn)定的情況，不利于漿料的涂布。均質(zhì)機(jī)主要由高壓均質(zhì)腔和增壓機(jī)構(gòu)成。高壓均質(zhì)腔的內(nèi)部具有特別設(shè)計(jì)的幾何形狀，正極漿料超細(xì)均質(zhì)機(jī)，在增壓機(jī)構(gòu)的作用下，均質(zhì)機(jī)，高壓溶液快速的通過均質(zhì)腔，物料會(huì)同時(shí)受到高速剪切、高頻震蕩、空穴現(xiàn)象和對(duì)流撞擊等機(jī)械力作用和相應(yīng)的熱效應(yīng)，由此引發(fā)的機(jī)械力及化學(xué)效應(yīng)可誘導(dǎo)物料大分子的物理、化學(xué)及結(jié)構(gòu)性質(zhì)發(fā)生變化，終達(dá)到均質(zhì)的效果。經(jīng)過均質(zhì)機(jī)分散的工序后漿料進(jìn)行中轉(zhuǎn)罐中，就可以進(jìn)行電極涂布了。