鋰離子電池的工藝流程介紹
來源：寶鄂實業(yè)
2019-11-26 07:21
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一、正極混料
l 質(zhì)料的摻和：
?。?） 粘合劑的溶解（按規(guī)范濃度）及熱處理。
?。?） 鈷酸鋰和導(dǎo)電劑球磨：使粉料初步混合，鈷酸鋰和導(dǎo)電劑粘合在一起，前進集會效果和的導(dǎo)電性。配成漿料后不會單獨分布于粘合劑中，球磨時刻一般為2小時左右；為防止混入雜質(zhì)，一般運用瑪瑙球作為球磨介子。
l 干粉的松散、浸濕：
（1） 原理：固體粉末放置在空氣中，隨著時刻的推移，將會吸附部分空氣在固體的外表上，液體粘合劑參加后，液體與氣體開端爭奪固體外表；假如固體與氣體吸附力比與液體的吸附力強，液體不能浸濕固體；假如固體與液體吸附力比與氣體的吸附力強，液體能夠浸濕固體，將氣體擠出。
當(dāng)濕潤角≤90度，固體浸濕。
當(dāng)濕潤角＞90度，固體不浸濕。
正極材猜中的所有組員都能被粘合劑溶液浸濕，所以正極粉料松散相對簡單。
?。?） 松散方法對松散的影響：
A、 靜置法（時刻長，效果差，但不損害資料的原有結(jié)構(gòu)）；
B、 拌和法；自轉(zhuǎn)或自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)（時刻短，效果佳，但有或許損害個別
資料的本身結(jié)構(gòu)）。
1、拌和槳對渙散速度的影響。拌和槳大致包含蛇形、蝶形、球形、槳形、齒輪形等。一般蛇形、蝶形、槳型拌和槳用來對付渙散難度大的資料或配料的初始階段；球形、齒輪形用于渙散難度較低的狀況，效果佳。
2、拌和速度對渙散速度的影響。一般說來拌和速度越高，渙散速度越快，但對資料本身結(jié)構(gòu)和對設(shè)備的損害就越大。
3、濃度對渙散速度的影響。通常情況下漿料濃度越小，渙散速度越快，但太稀將導(dǎo)致資料的糟蹋和漿料沉積的加重。
4、濃度對粘結(jié)強度的影響。濃度越大，柔制強度越大，粘接強度
越大；濃度越低，粘接強度越小。
5、真空度對渙散速度的影響。高真空度有利于資料縫隙和外表的氣體排出，降低液體吸附難度；資料在完全失重或重力減小的情況下渙散均勻的難度將大大降低。
6、溫度對渙散速度的影響。適合的溫度下，漿料流動性好、易渙散。太熱漿料簡單結(jié)皮，太冷漿料的流動性將大打折扣。
l 稀釋。將漿料調(diào)整為適宜的濃度，便于涂布。
1.1質(zhì)料的預(yù)處理
（1） 鈷酸鋰：脫水。一般用120 oC常壓烘烤2小時左右。
?。?） 導(dǎo)電劑：脫水。一般用200 oC常壓烘烤2小時左右。
（3） 粘合劑：脫水。一般用120-140 oC常壓烘烤2小時左右，烘烤溫度視分子量的巨細(xì)決定。
（4） NMP：脫水。使用干燥分子篩脫水或選用特殊取料設(shè)施，直接使用。2.1.2物料球磨
a）將LiCoO2 Super-P倒入料桶，一起參加磨球（干料：磨球=1:1），在滾瓶及上進行球磨，轉(zhuǎn)速控制在60rmp以上；
b）4小時完畢，過篩別離出球磨；
1.3操作進程
a） 將NMP倒入動力混合機（100L）至80℃，稱取PVDF參加其間，開機；
參數(shù)設(shè)置：轉(zhuǎn)速25±2轉(zhuǎn)/分，拌和115-125分鐘；
b） 接通冷卻體系，將已經(jīng)磨號的正極干料均勻分四次參加，每次距離28-32分鐘，第三次加料視資料需求添加NMP，第四次加料后參加NMP；
動力混合機參數(shù)設(shè)置：轉(zhuǎn)速為20±2轉(zhuǎn)/分
c） 第四次加料30±2分鐘后進行高速拌和，時刻為480±10分鐘；
動力混合機參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為30±2轉(zhuǎn)/分，自轉(zhuǎn)為25±2轉(zhuǎn)/分；
a） 真空混合：將動力混合機接上真空，堅持真空度為-0.09Mpa，拌和30±2分鐘；
動力混合機參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為10±2分鐘，自轉(zhuǎn)為8±2轉(zhuǎn)/分
b） 取250-300毫升漿料，使用黏度計丈量黏度；
測試條件：轉(zhuǎn)子號5，轉(zhuǎn)速12或30rpm，溫度規(guī)模25℃；
c） 將正極料從動力混合機中取出進行膠體磨、過篩，一起在不銹鋼盆上貼上標(biāo)識，與拉漿設(shè)備操作員交代后可流入拉漿作業(yè)工序。
1.4注意事項
a） 完結(jié)，整理機器設(shè)備及工作環(huán)境；
b） 操作機器時，需注意安全，防止砸傷頭部。
2負(fù)極混料
2.1質(zhì)料的預(yù)處理：
（1） 石墨：A、混合，使質(zhì)料均勻化，進步一致性。B、300~400℃常壓烘烤，除掉外表油性物質(zhì)，進步與水性粘合劑的相容才干，修圓石墨外表棱角（有些資料為堅持外表特性，不答應(yīng)烘烤，不然效能降低）。
?。?） 水性粘合劑：恰當(dāng)稀釋，進步渙散才干。
★ 摻和、浸濕和渙散：
?。?） 石墨與粘合劑溶液極性不同，不易渙散。
?。?） 可先用醇水溶液將石墨初步潮濕，再與粘合劑溶液混合。
?。?） 應(yīng)恰當(dāng)降低拌和濃度，進步渙散性。
（4） 渙散進程為削減極性物與非極性物距離，進步勢能或外表能，所認(rèn)為吸熱反應(yīng)，拌和時總體溫度有所下降。如條件答應(yīng)應(yīng)該恰當(dāng)升高拌和溫度，使吸熱變得簡單，一起進步流動性，降低渙散難度。
?。?） 拌和進程如參加真空脫氣進程，排除氣體，促進固-液吸附，效果更佳。
?。?） 渙散原理、渙散方法同正極配料中的相關(guān)內(nèi)容
★ 稀釋：將漿料調(diào)整為適宜的濃度，便于涂布。
2.2物料球磨
a）將負(fù)極和Super-P倒入料桶一起參加球磨（干料：磨球=1:1.2）在滾瓶及上進行球磨，轉(zhuǎn)速控制在60rmp以上；
b）4小時完畢，過篩別離出球磨；
2.3操作進程
a） 純凈水加熱至至80℃倒入動力混合機（2L）
b）加CMC，拌和60±2分鐘；
動力混合機參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為25±2分鐘，自轉(zhuǎn)為15±2轉(zhuǎn)/分；
c） 參加SBR和去離子水，拌和60±2分鐘；
動力混合機參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為30±2分鐘，自轉(zhuǎn)為20±2轉(zhuǎn)/分；
d） 負(fù)極干料分四次均勻順序參加，加料的一起參加純凈水，每次距離28-32分鐘；
動力混合機參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為20±2轉(zhuǎn)/分，自轉(zhuǎn)為15±2轉(zhuǎn)/分；
e） 第四次加料30±2分鐘后進行高速拌和，時刻為480±10分鐘；
動力混合機參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為30±2轉(zhuǎn)/分，自轉(zhuǎn)為25±2轉(zhuǎn)/分；
f） 真空混合：將動力混合機接上真空，堅持真空度為-0.09到0.10Mpa，拌和30±2分鐘；
動力混合機參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為10±2分鐘，自轉(zhuǎn)為8±2轉(zhuǎn)/分
g） 取500毫升漿料，使用黏度計丈量黏度；
測試條件：轉(zhuǎn)子號5，轉(zhuǎn)速30rpm，溫度規(guī)模25℃；
h） 將負(fù)極料從動力混合機中取出進行磨料、過篩，一起在不銹鋼盆上貼上標(biāo)識，與拉漿設(shè)備操作員交代后可流入拉漿作業(yè)工序。
2.4注意事項
a） 完結(jié)，整理機器設(shè)備及工作環(huán)境；
b） 操作機器時，需注意安全，防止砸傷頭部。
配料注意事項：
1、 防止混入其它雜質(zhì)；
2、 防止?jié){料飛濺；
3、 漿料的濃度（固含量）應(yīng)從高往低逐步調(diào)整，防止增加費事；
4、 在拌和的間歇進程中要注意刮邊和刮底，確保渙散均勻；
5、 漿料不宜長時刻擱置，防止沉積或均勻性降低；
6、 需烘烤的物料必須密封冷卻之后方能夠參加，防止組分資料性質(zhì)改變；
7、 拌和時刻的長短以設(shè)備性能、資料參加量為主；拌和槳的使用以漿料渙散難度進行替換，無法替換的可將轉(zhuǎn)速由慢到快進行調(diào)整，防止損害設(shè)備；
8、 出料前對漿料進行過篩，除掉大顆粒以防涂布時造成斷帶；
9、 對配料人員要加強訓(xùn)練，確保其掌握專業(yè)知識，防止釀成大禍；
10、 配料的關(guān)鍵在于渙散均勻，掌握該中心，其它方式可自行調(diào)整。
3.電池的制造
3.1 極片尺度
3.2 拉漿工藝
a） 集流體尺度
正極（鋁箔），間歇涂布
負(fù)極（銅箔），間歇涂布
b） 拉漿分量要求
電極 第一面雙面 分量（g） 面密度（mg/cm2） 分量（g） 面密度（mg/cm2）
…
3.3 裁片
a） 正極拉漿后進行以下工序：
裁大片 裁小片 稱片（配片） 烘烤 軋片 極耳焊接
b） 負(fù)極拉漿后進行以下工序：
裁大片 裁小片 稱片（配片） 烘烤 軋片 極耳焊接
3.4軋片要求
電極
壓片后厚度（mm）
壓片后長度（mm）
正極
0.125-0.145
362-365
負(fù)極
0.125-0.145
400-403
3.5配片方案
序號
正極分量（克）
負(fù)極分量（克）
補白
1
5.49-6.01
2.83-2.86
正極能夠和重1-2個檔次的負(fù)極進行配片
2
6.02-6.09
2.87-2.90
3
6.10-6.17
2.91-2.94
4
6.18-6.25
2.95-2.98
5
6.26-6.33
2.99-3.01
6
6.34-6.41
3.02-3.05
3.6極片烘烤
電極
溫度
時刻（小時）
真空度
正極
120±5
6-10
≦-0.09Mpa
負(fù)極
110±5
6-10
≦-0.09Mpa
補白：真空體系的真空度為-0.095-0.10Mpa
保護氣為高純氮氣，氣體氣壓大于0.5Mpa
3.7極耳制造
正極極耳 上蓋組合 超聲波焊接
鋁條邊際與極片邊際平齊
負(fù)極 鎳條直接用點焊機點焊，要求點焊數(shù)為8個點
鎳條右側(cè)與負(fù)極片右側(cè)對齊，鎳條末端與極片邊際平齊
3.8隔閡尺度
3.9卷針寬度
3.10壓芯
電池卷繞后，先在電芯底部貼上24mm的通明膠帶，再用壓平機冷壓2次；
3.11電芯入殼前要求
膠紙 鎳條。。。。
3.12裝殼
3.13負(fù)極極耳焊接
負(fù)極鎳條與鋼殼用點焊機焊接，要確保焊接強度，禁止虛焊
3.14激光焊接
細(xì)心上號夾具，電池殼與上蓋配合杰出后才干進行焊接，注意防止呈現(xiàn)焊偏
3.15電池真空烘烤
溫度
時刻
真空度
80±5℃
16-22小時
≦-0.05Mpa
補白：
a） 真空體系的真空度為-0.095~0.10Mpa
b） 保護氣為高純氮氣，氣體氣壓大于0.5Mpa
c） 每小時抽一次真空注一次氮氣；
3.16 注液量：2.9±0.1g
注液房相對濕度：小于30%
溫度：20±5℃
封口膠布：寬赤色膠布。粘膠布時注意擦凈注液口的電解液
用2道橡皮筋將棉花固定在注液口處
3.17 化成準(zhǔn)則
3.17.1開口化成工藝
a）恒流充電：40mA*4h 80mA*6h
電壓約束：4.00V
b）全檢電壓，電壓大于3.90V的電池進行封口，電壓小于3.90V的電池接著用60mA恒流至3.90-4.00后封口，再打鋼珠；
c） 電池清洗，清洗劑為醋酸+酒精
3.17.2續(xù)化成準(zhǔn)則
a） 恒流充電（400mA，4.20V，10min）
b） 休眠（2min）
c） 恒流充電（400mA，4.20V，100min）
d） 恒壓充電（4.20V，20mA，150min）
e） 休眠（30min）
f） 恒流放電（750mA，2.75V，80min）
g） 休眠（30min）
h） 恒流充電（750mA，3.80V，90min）
i） 恒壓充電（3.80V，20mA，150min）
當(dāng)從LiCoO2拿走XLi后，其結(jié)構(gòu)或許發(fā)作改變，但是否發(fā)作改變?nèi)Q于X的巨細(xì)。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)X》0.5時Li1-XCoO2的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為極端不安穩(wěn)，會發(fā)作晶型癱塌，其外部表現(xiàn)為電芯的壓倒完結(jié)。所以電芯在使用進程中應(yīng)經(jīng)過約束充電電壓來控制Li1-XCoO2中的X值，一般充電電壓不大于4.2V那么X小于0.5 ，這時Li1-XCoO2的晶型仍是安穩(wěn)的。負(fù)極C6其本身有自己的特色，當(dāng)?shù)谝淮位珊螅龢OLiCoO2中的Li被充到負(fù)極C6中，當(dāng)放電時Li回到正極LiCoO2中，但化成之后必須有一部分Li留在負(fù)極C6中，心以確保下次充放電Li的正常嵌入，不然電芯的壓倒很短，為了確保有一部分Li留在負(fù)極C6中，一般經(jīng)過約束放電下限電壓來完成：安全充電上限電壓≤4 .2V，放電下限電壓≥2.5V。
