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1、锂电基础知识及各工序管控要点 主要内容 1 电池工作原理与电池四大组成要素 2 18650电池生产流程总概 3 各车间工序制程管控要点 以钴酸锂和石墨为例 正极上发生的反应为 LiCoO2 xe 电子 Li1 xCoO2 xLi 负极上发生的反应为 6C XLi xe 电子 LixC6 x 0 5时 材料的结构为不稳定 会发生晶型瘫塌 拆解时候外部表现为正负极极片粉末化 所以一般充电电压 4 2V 过放 一 锂电池原理 正极材料主要由 正极活性物质 导电剂 粘合剂 PVDF 集流体 铝箔 1 正极活性物质 为电池提高锂源 目前只要有钴酸锂 磷酸铁锂 三元材料 NCA NCM 目前主要正极材料
2、532与811 2 导电剂 提高正极材料的导电性 导电特性 提高正极片的电解液的吸液量 导电材料吸液性 增加反应界面 减少极化 目前只要有导电碳黑 sp 导电石墨 ks 6 碳纳米管 CNT 3 PVDF粘合剂 将钴酸锂 导电剂和铝箔或铝网粘合在一起 易吸水 吸水后分子量下降 粘性 变差 4 NMP 用来溶解 溶胀PVDF 同时用来稀释浆料 油性溶剂 弱极性液体 5 集流体 用来传导电子 由铝箔或铝带制成 6 草酸 中和正极材料 使浆料呈中性或者弱碱性 类似浆料稳定剂 二 正极 中信锰酸锂 DMLM 国联GN5L长远LY 鸿森 HSNCM 532 广钢G50天力TLM翔鹰XY 贝特瑞 N8 C
3、长远N8 L811 三 负极 负极材料主要由 负极活性物质 导电剂 增稠剂 CMC 粘结剂 SBR 集流体 铜箔 1 负极活性物质 层状结构材料 容纳LI 居住的 家 目前主要为 人造石墨 天然石墨 2 导电剂 a 提高负极片的导电性b 提高反应深度及利用率 c 防止枝晶的产生 d 利用导电材料的吸液能力 提高反应界面 减少极化 可根据石墨粒度分布选择加或不加 目前只要有导电碳黑 sp 导电石墨 ks 6 3 增稠剂 防沉淀剂 CMC 提高浆料粘度 浆料稳定性 高分子化合物 易溶于水和极性溶剂 4 水性粘合剂 SBR 将石墨 导电剂 添加剂和铜箔或铜网粘合在一起 小分子线性链状乳液 极易溶于水
4、 和极性溶剂 5 去离子水 或蒸馏水 用来稀释浆料 改变浆料的流动性 6 负极引线 用来传导电子 由铜箔或镍带制成 7 添加剂 降低不可逆反应 提高粘附力 提高浆料黏度 防止浆料沉淀 四 隔膜 隔膜主要由 PP 聚丙烯 PE 聚乙烯 PP PE PP 功能性涂覆层 陶瓷粉AL2O3 1 特性 1 具有电子绝缘性 保证正负极的机械隔离 2 具有一定的孔隙率 保证低的内阻与高的离子电导率 3 具有足够的化学和电化学稳定性 4 具有优良的吸液保液能力 电解液浸润性好 5 具有一定的力学性能 抗穿刺抗拉伸强度 6 热稳定性和自动关断保护能力 7 较好的热收缩性 2 作用 1 给电池提供安全保障 2 给
5、电池实现充放电功能 倍率性能的微孔通道 3 影响 影响电池的安全性 循环寿命 倍率 自放电等性能 结构单层 双层单层 双层三层 材料PP PE PP PE PP 生产方法 干法干法 湿法干法 优点 耐热性好 透过性好机械强度高低温闭孔 130 左右 综合了PP PE 膜优点 机 械强度好 安全性更高 缺点 安全关断温度 闭孔温 度 140 高于PE 耐高温性能不如PP 高温透过性差 应用范围 数码电池 动力电池数码电池数码电池 五 电解液号称电池的 血液 电解液主要由 电解质锂盐 有机溶剂 添加剂 1 成分 电解质锂盐 本身要含有LI 高氯酸锂 LIClO4 六氟磷酸锂 LIFP6 四氟硼酸锂
6、 LIBF4 有机溶剂 用于溶解锂盐 EC 碳酸乙烯脂 DMC 碳酸二乙酯 DEC 碳酸二甲脂 EMC 碳酸甲乙脂 添加剂 针对不同电池性能添加不同添加剂 高压 高倍率 低温 2 要求 1 高的例子导电性1 10 3 2 10 2 S CM 高介电常数 低粘度 2 高的热稳定性和化学性能 不易分解 高沸点 低熔点 3 较宽的电化学窗口 不易电解 4 与其他材料有较好相容性 不发生化学反应 5 安全无毒环保 3 作用 正负极之间起传导离子的作用 18650钢壳电池生产流程图 制片车间 配料 涂布 对辊 整片 车间 分切 点焊 贴胶 组装车间 卷绕 套下垫片 入壳 点底焊 测虚焊 套上垫片 滚槽
7、涂胶 激光焊 烘烤注液 烘烤 测短路 注液 全封 活化 包PET 化成分容 抽真空 振动 老化 OCV1 老化 配组出货 全检 OCV2 包装 出货 配料管控要点 控制点 1 原材料的来料检 如材料型号 低容 高容 批号 重量 密封性 烘烤除水 粘度 配方比例 需烘烤材料等 2 检查计量仪器 设备是否正常 7S 3 加料顺序 搅拌时温度 浆料粘度 细度 调粘量记录等 4 切换型号浆料混料过筛回锅 混料操作指引 5 配料转交结存 涂布单双面对拉数估算 涂布管控要点 涂布 保证电池容量 低容 高容 析锂 循环寿命 电池安全性 颗粒 杂质 粉 尘 内部微短路 电池一致性 使用寿命 控制点 1 当下生
8、产型号 批号 工艺版次 所使用物料 有无异常 2 浆料的确认 浆料型号 批次 浆料粘度 调粘情况 3 箔材批号 规格 长宽厚 面密度 重量 外观 有无碰伤 氧化与打皱 的确认 4 涂布面密度 敷料量 箔材密度 头尾及两边的涂布厚度 涂长 涂宽以及涂布温度 5 干燥度 干浆 湿浆 湿浆重量 100 6 片重量 面密度 敷料量长度 敷料量宽度 箔材密度 箔材长 宽 重量 密度 面积 容量 敷料量 克容量 7 固含量 干浆 箔材 湿浆 箔材 100 对辊管控要点 轧制速度Vcal下 极片通过辊缝时 线载荷 压力 qL FN WC qL为作用在极片上的线压力 FN为作用在极片上的轧制力 Wc为涂层的宽
9、度 压实密度 极片重量 箔材重量 滚压后厚度 箔材厚度 滚压后极片孔隙率 1 压实密度 材料真密度 辊压速度的大小直接决定载荷作用在极片上的保持时间 也会影响极片的反弹 最终影响极片的涂层密度和孔隙率 辊压压力的大小直接作用在材料颗粒上 直接影响材料的结构 太小压不 厚 太大压死 材料粉碎 控制点 1 当下生产型号 批号 工艺版次 对辊厚度 2 对辊参数 异常产品的标识 3 对辊后厚度一致性 脆皮情况 极片外观 压痕 漏箔 4 对辊后生产节拍控制 极片对辊后存留越久 反弹 吸水 脆片问题 分切管控要点 分切管控点 1 当下生产型号 批号 工艺版次 分切极片宽度 2 分切参数 刀具使用情况 极片
10、厚度 3 分切掉粉 波浪片 极片毛刺 车间粉尘7S 4 毛刺标准 对辊厚度 箔材厚度 2 7 隔膜厚度 2 2 3 5 产品区分标识 卷号卷筒 异常产品配对 点焊贴胶管控要点 点焊管控点 1 当下生产型号 批号 工艺版次 使用物料 胶纸规格 极耳规格 2 极耳尺寸 外露尺寸 裸露尺寸 包胶尺寸 错位 3 极耳焊接面积 焊接效果 焊点位置 异常产品配对 卷绕管控要点 卷绕管控点 1 当下生产型号 批号 工艺版次 使用物料 2 卷绕头部 尾部 两侧包覆情况 遵循负极包住正极 隔膜包住负极的原则 3 正常 异常产品配对卷绕 4 设备7S 各个参数 极片长度 张力 测短路 烫孔 夹具 夹变形 测试探头
11、接触情况 5 卷芯外观 尺寸是否符合工艺要求 卷芯松紧度 6 下垫片 钢壳规格 生产型号确认 A B段料区工艺长度 对辊后延展长度 工艺A B尺寸 初步确认极片型号版次 对极片厚度 重量再次检验 小片重量 面密度 敷料量长度 敷料量宽度 箔材密度 箔材长 宽 极耳 胶纸 重量 密度 面积 容量 敷料量 克容量 一体机管控要点 一体机管控点 1 当下生产型号 批号 使用物料 盖 帽 钢壳规格尺寸 铜针打磨情况 卷芯 散孔 2 点底焊 滚槽 激光焊气压 短路测 试仪参数 3 点底焊虚焊 滚槽尺寸 下沿尺寸 上沿尺寸 激光焊虚焊 过焊 4 产品的区分标识 前中段工序门户 后段管控要点 烘烤注液管控点 1 当下生产型号 批号 使用电解液型号 规格 2 电池失重 水分 水的分解电压1 23V 注液量 渗 液情况 3 全封尺寸 电芯清洗 外观 4 产品的区分标识 没包PET难区分 化成分容管控点 1 当下生产型号 批号 活化时间是否达到工艺要求 2 设定工步是否准确 化成分容 重分容 时间X 时率 电池C标 2000 Ic 几C充放补电 倍率 例 MP2000型号电池 现要求0 5C充 1 5C放 要如何设 时间 现要求2小时放完电 如何设电流 限制电流 0 05C 0 02C 行业内标准 此课件下载可自行编辑修改 供参考 感谢您的支持 我们努力做得更好
