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    鋰電池關鍵生產工藝是哪些?

    來源:www.124i.cn 發布時間:2019年04月23日

    鋰電池的生產工藝有哪些?云南鋰電池帶你詳解。

    云南鋰電池

    1、攪拌

    也可以稱為混料、勻漿、制漿、配料等等。通過一定的加料順序、攪拌工藝、真空控制、溫度控制等條件,將正負極活物質、導電劑、粘結劑、溶劑等關鍵組分制備成具有一定粘度要求、粒徑要求的非牛頓流體(non-Newtonian liquids)的過程。需要控制的漿料性質是具有好的流動性,粘度、粒度符合涂布要求。

    2.涂布(Coating)

    有的公司稱為涂覆。涂布是將攪拌完成的漿料均勻涂覆在集流體上,經過烘干制成極片的過程。涂布的方式有連續涂布、間歇涂布。鋰離子電池漿料涂布的方式主要有刮刀直涂、刮刀輥涂、條縫式擠壓涂,涂布產品的控制參數是面密度、粘結性、含水率等。

    3.輥壓(Pressing)

    輥壓是指將涂布完成的產品經過一定間隙下、一定壓力下的兩個鋼輥,將極片壓實到指定厚度的過程。輥壓的影響因素有進料角度、間隙值、壓力值、輥壓速度、收放卷張力、極片溫度等。輥壓的目的是將疏松多孔的電極進一步壓實,減少物質間接觸電阻,提高一定電池體積內的電池容量,同時不能過壓以保證電解液對極片的浸潤效果。

    4、分切(Slitting)

    分切也叫分條,涂布完成的極片幅寬大,要將極片分切成多條。分切產品主要受切刀質量、切刀角度以及張力的影響。

    5.極耳成型(Tab Forming)

    通過控制設備的上、下刀模之間的嚙合對極片進行剪切,使極片按照設計尺寸要求形成極耳的過程。

    6.電極缺陷(Electrode Defects)

    電極缺陷產生于極片生產中各階段,涂布中易產生頭厚、尾薄、厚邊、露箔、面密度不穩、橫縱條紋、干料、針眼縮孔、白斑、麻點、異物等,具體原因具體分析。輥壓極片缺陷主要有收卷不齊、皺邊、厚度反彈、掉料粘輥、顆粒、厚度不穩等。極片分切的缺陷有波浪邊、毛刺、卷邊、掉料等等。

    7.卷繞(Winding)

    卷繞是電芯的一種組成方式,適用于圓柱電池、方形電池以及軟包電池。通過控制設備的速度、張力、尺寸、偏差等因素,將分條后尺寸相匹配的負極極片、正極極片及隔膜卷成裸電芯的過程。卷繞的要點是隔膜包正負極,同時負極極片要包裹正極極片。這就要求負極極片不能露箔,露箔后會造成極片局部析鋰刺穿隔膜,引起短路。

    8.疊片(Lamination)

    疊片式電芯的另外一種組成方式,適用于方形及軟包鋰離子電池。通過控制設備將沖片后的負極極片、正極極片及隔膜堆疊成裸電芯的過程。同樣還是要求隔膜包正負極,負極極片要包裹正極極片。

    9.熱壓(Hot Pressing)

    熱壓也叫整形,卷繞后的電芯處于鼓起狀態,不利于入殼和電解液的浸潤,需要將其熱壓以促進極片、隔膜間的接觸,同時減小體積、防止正負極極片的錯位。熱壓的影響因素有壓力、溫度、時間等,一般選擇60~80℃熱壓。

    10.真空烘烤(Vacuum Baking)

    真空烘烤分為極片烘烤和電芯烘烤,都是為了控制電芯的水分。水分對于鋰電池來說可以是致命的,水分與電解液接觸后,形成的氫氟酸對電池有巨大的損壞,生成的氣體也會造成電池鼓包等。烘烤效率受真空度、烘干溫度、時間影響,通過調整烘烤工藝盡量在低能耗的情況下高效烘干。

    11.極耳焊接(Tab Welding)

    無論是卷繞還是疊片方式,都需要進行極耳與集流體的焊接。將正負極極耳焊接在集流體位置處,要保證焊接的強度,防止極耳脫落。極耳焊接方式一般選用超聲焊接方式,其原理是在輔助加壓的情況下,通過焊頭、焊座將高頻振動波傳遞到兩個待焊接的物體,兩個待焊接接觸面相互摩擦,分子相互擴散而形成分子熔合焊接到一起。超聲焊接強度受焊接壓力、振幅、頻率、時間、焊機穩定性、焊頭質量、工裝、材料硬度等影響。

    12.封裝(Packaging)

    封裝形式主要有金屬殼封裝和鋁塑膜封裝兩種,金屬殼包括鋼殼、鋁殼,適用于圓柱電池和方形電池,鋁塑膜封裝適用于軟包電池。對于18650圓柱電池來說,封裝步驟是將卷繞完后卷芯放入鋼殼再進行點底焊、滾槽、注液后,再進行激光焊蓋帽最后機械封口。對于方形電池來說,封裝步驟是入殼后進行激光焊接封口,再注液孔注液完成后,完成最終的密封。

    軟包電池封裝的不同之處在于采用鋁塑膜封裝,鋁塑膜由三層物質組成,PP層、鋁層以及尼龍層。封裝的關鍵是將PP層融化后相互粘結到一起,熱封主要受到溫度、熱封時間、熱封壓力的影響,要保證無熱封不良、不過封等。對于有極耳處的頂封要特別注意,既要保證鋁塑膜PP層與極耳外表面的PP層粘結、密封良好,又要保證非極耳區鋁塑膜PP層面對面的粘結、密封良好。此外,與金屬外殼電池相比,鋁塑膜軟包電池在熱封之后需要包覆一層保護膜,防止外界物質對鋁塑膜的劃傷。

    13.氣密性檢測(Leakage Test)

    通過負壓檢測方法或氦氣檢測方法,檢測電池是否存在泄漏的過程。氣密性檢測是非常有必要的,密封不良的電池將會引入水分、雜質等造成電池中與電解液的副反應,引起電池報廢。

    14.注液(Electrolyte Injection)

    電解液是鋰離子在電池內部移動的通道,主要由溶質和溶劑組成。溶質是六氟磷酸鋰,溶劑一般選用三種或多種溶劑配合使用,如EC/DMC/DEC等。注液過程就是將電解液注入電芯內部,控制的參數主要有電解液量、注入壓力、時間等。

    15.化成(Formation)

    化成就是對注液封口后的電池進行第一次充放電?;傻哪康闹饕袃蓚€:一電池制作完成后,電極材料并不是處在最佳適用狀態,或者物理性質不合適(例如顆粒太大,接觸不緊密等),或者物相本身不對(例如一些合金機理的金屬氧化物負極),需要進行首次充放電對其激活。二是鋰電池首次充放電,電子通過外部路徑到達石墨負極表面,與電解液溶劑、鋰離子發生反應形成固態電解質膜(SEI),SEI對于鋰電池的性能有重要的影響?;晒に噷﹄姵匦阅苡绊憳O大,因為充放電流大小、時間等因素對于電池中高質量的SEI形成、產氣量大小、電阻大小等關鍵參數有很大影響。

    16.老化(Aging)

    老化一般就是指電池裝配注液完成后第一次充電化成后的放置,可以有常溫老化也可有高溫老化,兩者作用都是使初次充電化成后形成的SEI膜性質和組成更加穩定,保證電池電化學性能的穩定性。

    老化完成之后,對電池進行最后分容,經過電阻、壓降等檢測合格后可以出廠。

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