鋰離子電池的原理、配方和工藝流程、詳細(xì)制造參數(shù)全解

鋰離子電池是一種二次電池（充電電池），它首要依靠Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌來(lái)作業(yè)。跟著動(dòng)力汽車(chē)等下游工業(yè)不斷發(fā)展，鋰離子電池的生產(chǎn)規(guī)模正在不斷擴(kuò)大。

一、作業(yè)原理

1、正極結(jié)構(gòu)

LiCoO2+導(dǎo)電劑+粘合劑(PVDF)+集流體（鋁箔）

2、負(fù)極結(jié)構(gòu)

石墨+導(dǎo)電劑+增稠劑(CMC)+粘結(jié)劑(SBR)+集流體（銅箔）

3、作業(yè)原理

3.1充電進(jìn)程

一個(gè)電源給電池充電，此時(shí)正極上的電子e從經(jīng)過(guò)外部電路跑到負(fù)極上，正鋰離子Li+從正極“跳進(jìn)”電解液里，“爬過(guò)”隔閡上彎曲折曲的小洞，“游水”抵達(dá)負(fù)極，與早就跑過(guò)來(lái)的電子結(jié)合在一起。此時(shí)：

正極上發(fā)作的反響為：

3.2電池放電進(jìn)程

放電有恒流放電和恒阻放電，恒流放電其實(shí)是在外電路加一個(gè)能夠隨電壓改變而改變的可變電阻，恒阻放電的本質(zhì)都是在電池正負(fù)極加一個(gè)電阻讓電子經(jīng)過(guò)。由此可知，只需負(fù)極上的電子不能從負(fù)極跑到正極，電池就不會(huì)放電。電子和Li+都是一起舉動(dòng)的，方向相同但路不同，放電時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)過(guò)電子導(dǎo)體跑到正極，鋰離子Li+從負(fù)極“跳進(jìn)”電解液里，“爬過(guò)”隔閡上彎曲折曲的小洞，“游水”抵達(dá)正極，與早就跑過(guò)來(lái)的電子結(jié)合在一起。

3.3充放電特性

電芯正極選用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2，其間LiCoO2本是一種層結(jié)構(gòu)很安穩(wěn)的晶型，但當(dāng)從LiCoO2拿走x個(gè)Li離子后，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(guò)研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)x>0.5時(shí)，Li1-xCoO2的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為極端不安穩(wěn)，會(huì)發(fā)作晶型癱塌，其外部表現(xiàn)為電芯的壓倒完結(jié)。所以電芯在運(yùn)用進(jìn)程中應(yīng)經(jīng)過(guò)約束充電電壓來(lái)操控Li1-xCoO2中的x值，一般充電電壓不大于4.2V那么x<0.5，這時(shí)Li1-xCoO2的晶型仍是安穩(wěn)的。

負(fù)極C6其本身有自己的特點(diǎn)，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(shí)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，以保證下次充放電Li的正常嵌入，不然電芯的壓倒很短，為了保證有一部分Li留在負(fù)極C6中，一般經(jīng)過(guò)約束放電下限電壓來(lái)完成：安全充電上限電壓≤4.2V，放電下限電壓≥2.5V。

回憶效應(yīng)的原理是結(jié)晶化，在鋰電池中幾乎不會(huì)產(chǎn)生這種反響。但是，鋰離子電池在屢次充放后容量仍然會(huì)下降，其原因是雜亂而多樣的。首要是正負(fù)極資料本身的改變，從分子層面來(lái)看，正負(fù)極上包容鋰離子的空穴結(jié)構(gòu)會(huì)逐步陷落、堵塞；從化學(xué)視點(diǎn)來(lái)看，是正負(fù)極資料活性鈍化，呈現(xiàn)副反響生成安穩(wěn)的其他化合物。物理上還會(huì)呈現(xiàn)正極資料逐步剝落等狀況，總之終究下降了電池中能夠自在在充放電進(jìn)程中移動(dòng)的鋰離子數(shù)目。

過(guò)度充電和過(guò)度放電，將對(duì)鋰離子電池的正負(fù)極造成永久的損壞，從分子層面看，能夠直觀的了解，過(guò)度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過(guò)度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)陷落，過(guò)度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去，而使得其間一些鋰離子再也無(wú)法釋放出來(lái)。

不適合的溫度將引發(fā)鋰離子電池內(nèi)部其他化學(xué)反響生成咱們不期望看到的化合物，所以在不少的鋰離子電池正負(fù)極之間設(shè)有維護(hù)性的溫控隔閡或電解質(zhì)添加劑。在電池升溫到必定的狀況下，復(fù)合膜膜孔閉合或電解質(zhì)變性，電池內(nèi)阻增大直到斷路，電池不再升溫，保證電池充電溫度正常。

二、鋰電池的配方與工藝流程

1.正負(fù)極配方

1.1正極配方：LiCoO2+導(dǎo)電劑+粘合劑+集流體（鋁箔）

LiCoO2(10μm):96.0%

導(dǎo)電劑（CarbonECP）2.0%

粘合劑（PVDF761）2.0%

NMP（添加粘結(jié)性）:固體物質(zhì)的分量比約為810:1496

a)正極粘度操控6000cps（溫度25轉(zhuǎn)子3）；

b)NMP分量須恰當(dāng)調(diào)理，到達(dá)粘度要求為宜；

c)特別留意溫度、濕度對(duì)黏度的影響

正極活性物質(zhì)：

鈷酸鋰：正極活性物質(zhì)，鋰離子源，為電池進(jìn)步鋰源。非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為6-8μm，含水量≤0.2%，一般為堿性，pH值為10-11左右。

錳酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為5-7μm，含水量≤0.2%，一般為弱堿性，pH值為8左右。

導(dǎo)電劑：鏈狀物，含水量<1%，粒徑一般為1-5μm。一般運(yùn)用導(dǎo)電性?xún)?yōu)異的超導(dǎo)碳黑，如科琴炭黑CarbonECP和ECP600JD，其作用：進(jìn)步正極資料的導(dǎo)電性，補(bǔ)償正極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性；進(jìn)步正極片的電解液的吸液量，添加反響界面，削減極化。

PVDF粘合劑：非極性物質(zhì)，鏈狀物，分子量從300,000到3,000,000不等；吸水后分子量下降，粘性變差。用于將鈷酸鋰、導(dǎo)電劑和鋁箔或鋁網(wǎng)粘合在一起。常用的品牌如Kynar761。

NMP：弱極性液體，用來(lái)溶解/溶脹PVDF，一起用來(lái)稀釋漿料。

集流體（正極引線(xiàn)）：由鋁箔或鋁帶制成。

1.2負(fù)極配方：石墨+導(dǎo)電劑+增稠劑（CMC）+粘結(jié)劑（SBR）+集流體（銅箔）

負(fù)極資料（石墨）：94.5%

導(dǎo)電劑（CarbonECP）：1.0%(科琴超導(dǎo)碳黑)

粘結(jié)劑（SBR）：2.25%(SBR=丁苯橡膠膠乳）

增稠劑（CMC）：2.25%(CMC=羧甲基纖維素鈉）

水：固體物質(zhì)的分量比為1600:1417.5

a)負(fù)極黏度操控5000-6000cps（溫度25轉(zhuǎn)子3）

b)水分量需求恰當(dāng)調(diào)理，到達(dá)黏度要求為宜；

c)特別留意溫度濕度對(duì)黏度的影響

2、正負(fù)混料

石墨：負(fù)極活性物質(zhì)，構(gòu)成負(fù)極反響的首要物質(zhì)；首要分為天然石墨和人造石墨兩大類(lèi)。非極性物質(zhì)，易被非極性物質(zhì)污染，易在非極性物質(zhì)中渙散；不易吸水，也不易在水中渙散。被污染的石墨，在水中渙散后，簡(jiǎn)單重新聚會(huì)。一般粒徑D50為20μm左右。顆粒形狀多樣且多不規(guī)則，首要有球形、片狀、纖維狀等。

導(dǎo)電劑：其作用為：

a)進(jìn)步負(fù)極片的導(dǎo)電性，補(bǔ)償負(fù)極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性。

b)進(jìn)步反響深度及利用率。

c)防止枝晶的產(chǎn)生。

d)利用導(dǎo)電資料的吸液才能，進(jìn)步反響界面，削減極化。（可根據(jù)石墨粒度散布挑選加或不加）。

添加劑：下降不可逆反響，進(jìn)步粘附力，進(jìn)步漿料黏度，防止?jié){料沉積。

增稠劑/防沉積劑（CMC）：高分子化合物，易溶于水和極性溶劑。

異丙醇：弱極性物質(zhì)，參加后可減小粘合劑溶液的極性，進(jìn)步石墨和粘合劑溶液的相容性；具有激烈的消泡作用；易催化粘合劑網(wǎng)狀交鏈，進(jìn)步粘結(jié)強(qiáng)度。

乙醇：弱極性物質(zhì)，參加后可減小粘合劑溶液的極性，進(jìn)步石墨和粘合劑溶液的相容性；具有激烈的消泡作用；易催化粘合劑線(xiàn)性交鏈，進(jìn)步粘結(jié)強(qiáng)度（異丙醇和乙醇的作用從本質(zhì)上講是相同的，大批量生產(chǎn)時(shí)可考慮成本因素然后挑選添加哪種）。

水性粘合劑（SBR）：將石墨、導(dǎo)電劑、添加劑和銅箔或銅網(wǎng)粘合在一起。小分子線(xiàn)性鏈狀乳液，極易溶于水和極性溶劑。

去離子水（或蒸餾水）：稀釋劑，酌量添加，改變漿料的活動(dòng)性。

負(fù)極引線(xiàn)：由銅箔或鎳帶制成。

2.1正極混料：

2.1.1質(zhì)料的預(yù)處理

1)鈷酸鋰：脫水。一般用120°C常壓烘烤2小時(shí)左右。

2)導(dǎo)電劑：脫水。一般用200°C常壓烘烤2小時(shí)左右。

3)粘合劑：脫水。一般用120-140°C常壓烘烤2小時(shí)左右，烘烤溫度視分子量的巨細(xì)決定。

4)NMP：脫水。運(yùn)用枯燥分子篩脫水或選用特殊取料設(shè)施，直接運(yùn)用。

2.1.2物料球磨：

1)4小時(shí)完畢，過(guò)篩分離出球磨；

2)將LiCoO2和CarbonECP倒入料桶，一起參加磨球（干料：磨球=1:1），在滾瓶及上進(jìn)行球磨，轉(zhuǎn)速操控在60rmp以上

2.1.3質(zhì)料的摻和：

1)粘合劑的溶解（按標(biāo)準(zhǔn)濃度）及熱處理。

2)鈷酸鋰和導(dǎo)電劑球磨：使粉料開(kāi)始混合，鈷酸鋰和導(dǎo)電劑粘合在一起，進(jìn)步聚會(huì)作用和的導(dǎo)電性。配成漿料后不會(huì)獨(dú)自散布于粘合劑中，球磨時(shí)刻一般為2小時(shí)左右；為防止混入雜質(zhì)，一般運(yùn)用瑪瑙球作為球磨介子。

2.1.4干粉的渙散、浸濕：

原理：固體粉末放置在空氣中，跟著時(shí)刻的推移，將會(huì)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(kāi)端爭(zhēng)奪固體外表；假如固體與氣體吸附力比與液體的吸附力強(qiáng)，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(qiáng)，液體能夠浸濕固體，將氣體擠出。

當(dāng)潮濕角≤90°，固體浸濕。當(dāng)潮濕角>90°，固體不浸濕。

正極資猜中的所有組員都能被粘合劑溶液浸濕，所以正極粉料渙散相對(duì)簡(jiǎn)單。

渙散辦法對(duì)渙散的影響：

1)靜置法（時(shí)刻長(zhǎng)，作用差，但不損傷資料的原有結(jié)構(gòu)）；

2)拌和法：自轉(zhuǎn)或自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)（時(shí)刻短，作用佳，但有或許損傷個(gè)別資料的自身結(jié)構(gòu)）。

拌和槳對(duì)渙散速度的影響：拌和槳大致包括蛇形、蝶形、球形、槳形、齒輪形等。一般蛇形、蝶形、槳型拌和槳用來(lái)對(duì)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，作用佳。

拌和速度對(duì)渙散速度的影響。一般說(shuō)來(lái)拌和速度越高，渙散速度越快，但對(duì)資料自身結(jié)構(gòu)和對(duì)設(shè)備的損傷就越大。

濃度對(duì)渙散速度的影響。一般狀況下漿料濃度越小，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。

濃度對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響。濃度越大，柔制強(qiáng)度越大，粘接強(qiáng)度越大；濃度越低，粘接強(qiáng)度越小。

真空度對(duì)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，下降液體吸附難度；資料在完全失重或重力減小的狀況下渙散均勻的難度將大大下降。

溫度對(duì)渙散速度的影響。適宜的溫度下，漿料活動(dòng)性好、易渙散。太熱漿料簡(jiǎn)單結(jié)皮，太冷漿料的活動(dòng)性將大打折扣。

稀釋?zhuān)簩{料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。

2.1.5操作進(jìn)程

a)將NMP倒入動(dòng)力混合機(jī)（100L）至80°C，稱(chēng)取PVDF參加其間，開(kāi)機(jī)；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(hào)的正極干料平均分四次參加，每次間隔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(dòng)力混合機(jī)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(jìn)行高速拌和，時(shí)刻為480±10分鐘；動(dòng)力混合機(jī)參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為30±2轉(zhuǎn)/分，自轉(zhuǎn)為25±2轉(zhuǎn)/分；

d)真空混合：將動(dòng)力混合機(jī)接上真空，堅(jiān)持真空度為-0.09Mpa，拌和30±2分鐘；動(dòng)力混合機(jī)參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為10±2分鐘，自轉(zhuǎn)為8±2轉(zhuǎn)/分

e)取250-300毫升漿料，運(yùn)用黏度計(jì)丈量黏度；測(cè)驗(yàn)條件：轉(zhuǎn)子號(hào)5，轉(zhuǎn)速12或30rpm，溫度規(guī)模25°C；

f)將正極料從動(dòng)力混合機(jī)中取出進(jìn)行膠體磨、過(guò)篩，一起在不銹鋼盆上貼上標(biāo)識(shí)，與拉漿設(shè)備操作員交代后可流入拉漿作業(yè)工序。

2.1.6留意事項(xiàng)

a)完成，整理機(jī)器設(shè)備及作業(yè)環(huán)境；

b)操作機(jī)器時(shí)，需留意安全，防止砸傷頭部。

2.2負(fù)極混料

2.2.1質(zhì)料的預(yù)處理：

1)石墨：

A、混合，使質(zhì)料均勻化，進(jìn)步一致性。

B、300~400°C常壓烘烤，除掉外表油性物質(zhì)，進(jìn)步與水性粘合劑的相容才能，修圓石墨外表棱角（有些資料為堅(jiān)持外表特性，不允許烘烤，不然效能下降）。

2)水性粘合劑：恰當(dāng)稀釋?zhuān)M(jìn)步渙散才能。

2.2.2摻和、浸濕和渙散：

1)石墨與粘合劑溶液極性不同，不易渙散。

2)可先用醇水溶液將石墨開(kāi)始潮濕，再與粘合劑溶液混合。

3)應(yīng)恰當(dāng)下降拌和濃度，進(jìn)步渙散性。

4)渙散進(jìn)程為削減極性物與非極性物距離，進(jìn)步勢(shì)能或外表能，所認(rèn)為吸熱反響，拌和時(shí)整體溫度有所下降。如條件允許應(yīng)該恰當(dāng)升高拌和溫度，使吸熱變得簡(jiǎn)單，一起進(jìn)步活動(dòng)性，下降渙散難度。

5)拌和進(jìn)程如參加真空脫氣進(jìn)程，排除氣體，促進(jìn)固-液吸附，作用更佳。

6)渙散原理、渙散辦法同正極配猜中的相關(guān)內(nèi)容

2.2.3稀釋?zhuān)?/p>

將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。

2.2.4物料球磨

1)將負(fù)極和KetjenblackECP倒入料桶一起參加球磨（干料：磨球=1:1.2）在滾瓶及上進(jìn)行球磨，轉(zhuǎn)速操控在60rmp以上；

2)4小時(shí)完畢，過(guò)篩分離出球磨；

2.2.5操作進(jìn)程

1)純凈水加熱至至80°C倒入動(dòng)力混合機(jī)（2L）

2)加CMC，拌和60±2分鐘；動(dòng)力混合機(jī)參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為25±2分鐘，自轉(zhuǎn)為15±2轉(zhuǎn)/分；

3)參加SBR和去離子水，拌和60±2分鐘；

動(dòng)力混合機(jī)參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為30±2分鐘，自轉(zhuǎn)為20±2轉(zhuǎn)/分；

4)負(fù)極干料分四次平均次序參加，加料的一起參加純凈水，每次間隔28-32分鐘；動(dòng)力混合機(jī)參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為20±2轉(zhuǎn)/分，自轉(zhuǎn)為15±2轉(zhuǎn)/分；

5)第四次加料30±2分鐘后進(jìn)行高速拌和，時(shí)刻為480±10分鐘；

動(dòng)力混合機(jī)參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為30±2轉(zhuǎn)/分，自轉(zhuǎn)為25±2轉(zhuǎn)/分；

6)真空混合：將動(dòng)力混合機(jī)接上真空，堅(jiān)持真空度為-0.09到0.10Mpa，拌和30±2分鐘；

動(dòng)力混合機(jī)參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為10±2分鐘，自轉(zhuǎn)為8±2轉(zhuǎn)/分

7)取500毫升漿料，運(yùn)用黏度計(jì)丈量黏度；

測(cè)驗(yàn)條件：轉(zhuǎn)子號(hào)5，轉(zhuǎn)速30rpm，溫度規(guī)模25°C；

8)將負(fù)極料從動(dòng)力混合機(jī)中取出進(jìn)行磨料、過(guò)篩，一起在不銹鋼盆上貼上標(biāo)識(shí)，與拉漿設(shè)備操作員交代后可流入拉漿作業(yè)工序。

2.2.6留意事項(xiàng)

1)完成，整理機(jī)器設(shè)備及作業(yè)環(huán)境；

2)操作機(jī)器時(shí)，需留意安全，防止砸傷頭部。

配料留意事項(xiàng)：

ü防止混入其它雜質(zhì)；

ü防止?jié){料飛濺；

ü?jié){料的濃度（固含量）應(yīng)從高往低逐步調(diào)整，避免添加麻煩；

ü在拌和的間歇進(jìn)程中要留意刮邊和刮底，保證渙散均勻；

ü?jié){料不宜長(zhǎng)時(shí)刻放置，避免沉積或均勻性下降；

ü需烘烤的物料必須密封冷卻之后方能夠參加，避免組分資料性質(zhì)改變；

ü拌和時(shí)刻的長(zhǎng)短以設(shè)備功能、資料參加量為主；

ü拌和槳的運(yùn)用以漿料渙散難度進(jìn)行更換，無(wú)法更換的可將轉(zhuǎn)速由慢到快進(jìn)行調(diào)整，避免損傷設(shè)備；

ü出料前對(duì)漿料進(jìn)行過(guò)篩，除掉大顆粒以防涂布時(shí)造成斷帶；

ü對(duì)配料人員要加強(qiáng)訓(xùn)練，保證其把握專(zhuān)業(yè)知識(shí)，避免釀成大禍；

ü配料的要害在于渙散均勻，把握該中心，其它方式可自行調(diào)整。

三、電池制造所需詳細(xì)參數(shù)

1、極片尺度

鋰離子電池的原理動(dòng)態(tài)圖、配方和工藝流程、詳細(xì)制造參數(shù)全解

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

3、正極拉漿后進(jìn)行以下工序：

裁大片裁小片稱(chēng)片（配片）烘烤軋片極耳焊接負(fù)極拉漿后進(jìn)行以下工序：

裁大片裁小片稱(chēng)片（配片）烘烤軋片極耳焊接

7、極耳制造

a)正極：正極極耳在正極片處選用超聲波焊接。鋁條結(jié)尾與極片邊際平齊。

b)負(fù)極：鎳條尺度：0.10×3.0×48mm，鎳條直接用點(diǎn)焊機(jī)點(diǎn)焊，要求點(diǎn)焊點(diǎn)數(shù)為8個(gè)點(diǎn)鎳條右側(cè)與負(fù)極片右側(cè)對(duì)齊，鎳條結(jié)尾與極片邊際平齊。

8、隔閡尺度：0.025×44.0×790±5mm

9、卷針寬度：22.65±0.05mm

10、壓芯：電池卷繞后，先在電芯底部貼上24mm寬的透明膠紙，再用壓平機(jī)冷壓兩次。

11、電芯入殼前要求

膠紙1：10.0×38.0±1.0mm，膠紙?jiān)陔娦緝蛇吷⒉季鶆颍?/p>

膠紙2：10.0×38.0±1.0mm，鎳條在膠紙中心；

膠紙3：24.0×30.0±2.0mm，膠紙?jiān)陔娦緝蛇吷⒉季鶆颍?/p>

鎳條右側(cè)距電芯右側(cè)為7.0±1.0mm。

12、裝殼

裝殼時(shí)使用雙手一起用力，緩緩將電芯裝入電池殼中，禁止劃傷電芯。

13、負(fù)極極耳焊接

負(fù)極鎳條與鋼殼用點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行焊接，要保證焊接強(qiáng)度，禁止虛焊。

14、激光焊接

激光焊接時(shí)應(yīng)仔細(xì)上夾具，電池殼與上蓋合作良好后才能進(jìn)行焊接，留意防止呈現(xiàn)焊偏。

15、電池真空烘烤

(1)真空體系的真空度為-0.095~-0.10MPa；

(2)維護(hù)氣為高純氮?dú)猓瑲怏w壓力＞0.5MPa；

(3)每小時(shí)抽一次真空注一次氮?dú)?/p>

16、注液量：2.9±0.1g

注液房相對(duì)濕度：≤30%，溫度：20±5℃封口膠布：6mm寬紅色膠布，粘膠紙時(shí)留意擦凈注液口處的電解液用2道橡皮筋將棉花固定在注液口處。

17、化成制度

（1）開(kāi)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≥3.90V的電池進(jìn)行封口，電壓<3.90V的電池用60mA恒流至3.90~4.00V后封口，再打鋼珠

c)電池清洗，清洗劑為醋酸+酒精

（2）續(xù)化成制度

按程序進(jìn)行續(xù)化成：

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）

j)恒壓充電（3.80V，20mA，150min）

（3）檢測(cè)分容

按如下層次對(duì)電池進(jìn)行分容：

電池下柜后全檢電壓，電壓＜3.77V的電池選用程序補(bǔ)電：

（1）恒流充電（750mA，3.80V，10min）

（2）休眠（2min）

（3）恒流充電（750mA，3.80V，30min）

（4）恒壓充電（3.80V，20mA，60min）

18、電池復(fù)檢

電池下柜分容后在室溫下放置20天進(jìn)行復(fù)檢，進(jìn)程如下：

a)用整形機(jī)對(duì)電池整形；

b)全檢電池厚度、電壓、內(nèi)阻，分類(lèi)辦法如下：

四、電池制造工藝流程

1、工藝流程：（正、負(fù)極）干混→濕混→滾涂膏體在導(dǎo)電基體上→3步枯燥→卷繞→切邊（切成必定寬度）→輥壓→卷繞（備用）干混選用球磨,磨球是玻璃球或氧化鋯陶瓷球；

濕混選用。行星式拌粉機(jī),其葉片分別裝在2-3個(gè)軸上,混合作用更好。濕混中溶劑數(shù)量要恰當(dāng),構(gòu)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必定的粘度,膏體涂于鋁箔或銅箔的兩面,而涂層的厚度取決于電池的類(lèi)型。

然后再相繼經(jīng)過(guò)3個(gè)加熱區(qū)進(jìn)行枯燥,NMP（或水）從涂層中隨熱空氣或枯燥氮?dú)饣顒?dòng)而蒸發(fā),溶劑能夠收回再利用。輥壓是為了進(jìn)步涂層的密度,并使電極厚度能契合電池安裝的尺度,輥壓階段的壓力要適中,避免卷繞時(shí)粉料散落。

鋰離子電池的原理動(dòng)態(tài)圖、配方和工藝流程、詳細(xì)制造參數(shù)全解

2、電池的拼裝

圓柱電池的安裝工藝流程：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(xiàn)→真空枯燥→注液→組合帽（PTC元件等）焊到正極引極上→封口→X射線(xiàn)查看→編號(hào)→化成→循環(huán)→陳化。

方形電池安裝工藝流程：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→真空枯燥→注液→密封→X射線(xiàn)查看→編號(hào)→化成→循環(huán)→陳化。

安裝工藝闡明：以圓柱形電池為例（方形電池根本進(jìn)程相同）。卷繞芯入筒曾經(jīng),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。

電池隔閡一般選用PE/PP2層或PP/PE/PP3層組成,隔閡都是經(jīng)過(guò)120℃熱處理過(guò)的,以添加其阻撓性和進(jìn)步其安全性。

正極、隔閡、負(fù)極3者疊合后卷繞入筒,由于選用涂膏電極,故必須讓膏體資料與基體結(jié)合得好,以構(gòu)成高密度電極,特別要防止掉粉,避免其穿透隔閡而引起電池內(nèi)部短路。

在卷繞電芯插入鋼筒曾經(jīng),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)一般選用LiPF6和非水有機(jī)溶劑,在真空注液曾經(jīng),電池要真空枯燥24/h,以除掉電池組分中的水分和潮氣,避免LiPF6與水反響構(gòu)成HF而縮短壽數(shù)。

電池密封選用涂密封膠、插入墊圈、卷邊加斷面收縮進(jìn)程,根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掉油污物和濺出的電解液,然后再枯燥。運(yùn)用一種氣味傳感器或“嗅探器”元件查看電池漏液狀況。

整個(gè)電池安裝完成以后,電池要用X射線(xiàn)判定電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否正常,對(duì)于電芯不正、鋼殼裂縫、焊點(diǎn)狀況、有無(wú)短路等進(jìn)行查看,排除有上述缺陷的電池,保證電池質(zhì)量。

最終一道工序是化成,電池第1次充電,陽(yáng)極上構(gòu)成維護(hù)膜,稱(chēng)為固體電解質(zhì)中心相層(SEI),它能防止陽(yáng)極與電解質(zhì)反響,并是電池安全操作、高容量、長(zhǎng)壽數(shù)的要害要素。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。

五、電池的功能

1、電功能：

（1）額外容量：0.5C放電，單體電池放電時(shí)刻不低于2h，電池組放電時(shí)刻不低于1h54min（95%）；

（2）1C放電容量：1C放電，單體電池放電時(shí)刻不低于57min（95%），電池組放電時(shí)刻不低于54min（90%）；

（3）低溫放電容量：-20℃下0.5C放電，單體或電池組放電時(shí)刻均不低于1h12min（60%）；

（4）高溫放電容量：55℃下0.5C放電，單體電池放電時(shí)刻不低于1h54min（95%），電池組放電時(shí)刻不低于1h48min（90%）；

（5）荷電堅(jiān)持及康復(fù)才能：滿(mǎn)電常溫下放置28天，荷電堅(jiān)持放電時(shí)刻不低于1h36min（80%），荷電康復(fù)放電時(shí)刻不低于1h48min（90%）；

（6）儲(chǔ)存功能：進(jìn)行儲(chǔ)存實(shí)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，儲(chǔ)存前充50％～60％的容量，在環(huán)境溫度40℃±5℃，相對(duì)濕度45％～75％的環(huán)境儲(chǔ)存90天。儲(chǔ)存期滿(mǎn)后取出電池組，用0.2C充滿(mǎn)電放置1h后，以0.5C恒流放電至中止電壓,上述實(shí)驗(yàn)可重復(fù)測(cè)驗(yàn)3次，放電時(shí)刻不低于1h12min（60%）；

（7）循環(huán)壽數(shù)：電池或電池組選用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)中止測(cè)驗(yàn)，單體電池循環(huán)壽數(shù)不低于600次，電池組循環(huán)壽數(shù)不低于500次；

（8）高溫放置壽數(shù)：應(yīng)選自生產(chǎn)日期不足三個(gè)月的單體電池的進(jìn)行高溫放置壽數(shù)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行放置前應(yīng)充入50%±5%的容量，然后在環(huán)境溫度為55℃±2℃的條下放置7天。7天后將電池取出，在環(huán)境溫度為20℃±5℃下放置2～5h。先以0.5C將電池放電至中止電壓，0.5h后按0.2C進(jìn)行充電，靜置0.5h后，再以0.5C恒流放電至中止電壓，以此容量作為康復(fù)容量。以上進(jìn)程為1周循環(huán)，直至某周放電時(shí)刻低于72min（60%）,實(shí)驗(yàn)完畢。放置壽數(shù)不低于56天（8周循環(huán)）。

2、安全功能

（1）繼續(xù)充電：將單體電池以0.2ItA恒流充電，當(dāng)單體電池端電壓到達(dá)充電約束電壓時(shí)，改為恒壓充電并堅(jiān)持28d，實(shí)驗(yàn)完畢后，應(yīng)不走漏、不泄氣、不決裂、不起火、不爆破（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，電壓到達(dá)10V后轉(zhuǎn)為恒壓充電，直到電池爆破或起火或充電時(shí)刻為90min或電池外表溫度安穩(wěn)（45min內(nèi)溫差≤2℃）時(shí)中止充電，電池應(yīng)不起火、不爆破（3C10V）；將電池組用穩(wěn)壓源以0.5ItA恒流充電，電壓到達(dá)n×5V（n為串聯(lián)單體電池?cái)?shù)）后轉(zhuǎn)為恒壓充電，直到電池組爆破或起火或充電時(shí)刻為90min或電池組外表溫度安穩(wěn)（45min內(nèi)溫差≤2?C）時(shí)中止充電，電池應(yīng)不起火、不爆破。

（3）強(qiáng)制放電（反向充電）：將單體電池先以0.2ItA恒流放電至中止電壓，然后以1ItA電流對(duì)電池進(jìn)行反向充電，要求充電時(shí)刻不低于90min，電池應(yīng)不起火、不爆破；將電池組其間一只單體電池放電至中止電壓，其他均為充滿(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)中止放電，電池應(yīng)不起火、不爆破。

（4）短路測(cè)驗(yàn)：將單體電池經(jīng)外部短路90min，或電池外表溫度安穩(wěn)（45min內(nèi)溫差≤2℃）時(shí)中止短路，外部線(xiàn)路電阻應(yīng)小于50mΩ，電池應(yīng)不起火、不爆破；將電池組的正負(fù)極用小于電阻0.1Ω的銅導(dǎo)線(xiàn)銜接直至電池組電壓小于0.2V或電池組外表溫度安穩(wěn)（45min內(nèi)溫差≤2℃），電池應(yīng)不起火、不爆破

3、機(jī)械功能

（1）揉捏：將單體電池放置在兩個(gè)揉捏平面中心，逐步添加壓力至13kN，圓柱形電池揉捏方向垂直于圓柱軸的縱軸，方形電池揉捏電池的寬面和窄面。每只電池只能接受一次揉捏。實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)契合4.1.2.1的規(guī)定。在電池組上放一直徑為15cm的鋼棒對(duì)電池組的寬面和窄面揉捏電池組，揉捏至電池組原尺度的85%，堅(jiān)持5min，每個(gè)電池組只接受一次揉捏。

（2）針刺：將單體電池放在一鋼制的夾具中，用φ3mm～φ8mm的鋼釘從垂直于電池極板的方向貫穿（鋼針停留在電池中），繼續(xù)90min，或電池外表溫度安穩(wěn)（45min內(nèi)溫差≤2℃）時(shí)中止實(shí)驗(yàn)。

（3）重物沖擊：將單體電池放置于一鋼性平面上，用直徑15.8mm的鋼棒平放在電池中心，鋼棒的縱軸平行于平面，讓分量9.1kg的重物從610mm高度自在落到電池中心的鋼棒上；單體電池是圓柱形時(shí)，碰擊方向垂直于圓柱面的縱軸；單體電池是方形時(shí)，要碰擊電池的寬面和窄面，每只電池只能接受一次碰擊。

（4）機(jī)械沖擊：將電池或電池組選用剛性固定的辦法（該辦法能支撐電池或電池組的所有固定外表）將電池或電池組固定在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上。在三個(gè)互相垂直的方向上各接受一次等值的沖擊。至少要保證一個(gè)方向與電池或電池組的寬面垂直，每次沖擊按下述辦法進(jìn)行：在最初的3ms內(nèi)，最小平均加速度為735m/s2，峰值加速度應(yīng)該在1225m/s2和1715m/s2之間。

（5）振蕩：將電池或電池組直接安裝或經(jīng)過(guò)夾具安裝在振蕩臺(tái)面上進(jìn)行振蕩實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)條件為頻率10Hz～55Hz，加速度29.4m/s2，XYZ每個(gè)方向掃頻循環(huán)次數(shù)為10次，掃頻速率為1oct/min。

（6）自在下跌：將單體電池或電池組由高度（最低點(diǎn)高度）為600mm的位置自在下跌到水泥地面上的20mm厚的硬木板上，從XYZ三個(gè)方向各一次。自在下跌完畢后。

4、環(huán)境適應(yīng)性

（1）高溫烘烤：將單體電池放入高溫防爆箱中，以（5±2?C）/min升溫速率升溫至130℃，在該溫度下保溫10min。

（2）高溫儲(chǔ)存：將單體電池或電池組放置在75±2?C的烘箱中放置48h，電池應(yīng)，應(yīng)不走漏、不泄氣、不決裂、不起火、不爆破。