锂电池正极材料生产工艺流程

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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划锂电池正极材料生产工艺流程锂离子电池工艺流程正极混料?原料的掺和:粘合剂的溶解及热处理。钴酸锂和导电剂球磨:使粉料初步混合,钴酸锂和导电剂粘合在一起,提高团聚作用和的导电性。配成浆料后不会单独分布于粘合剂中,球磨时间一般为2小时左右;为避免混入杂质,通常使用玛瑙球作为球磨介子。?干粉的分散、浸湿:原理:固体粉末放置在空气中,随着时间的推移,将会吸附部分空气在固体的表面上,液体粘合剂加入后,液体与气体开始争夺固体表面;如果固体与气体吸附力比与液体的吸附力强,液体不能浸湿固体;如果固体与

2、液体吸附力比与气体的吸附力强,液体可以浸湿固体,将气体挤出。当润湿角90度,固体浸湿。当润湿角90度,固体不浸湿。正极材料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿,所以正极粉料分散相对容易。分散方法对分散的影响:A、静置法;B、搅拌法;自转或自转加公转。1、搅拌桨对分散速度的影响。搅拌桨大致包括蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。一般蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对付分散难度大的材料或配料的初始阶段;球形、齿轮形用于分散难度较低的状态,效果佳。2、搅拌速度对分散速度的影响。一般说来搅拌速度越高,分散速度越快,但对材料自身结构和对设备的损伤就越大。3、浓度对分散速度的影响。通常情况下浆料浓度越小,分散速度越快

3、,但太稀将导致材料的浪费和浆料沉淀的加重。4、浓度对粘结强度的影响。浓度越大,柔制强度越大,粘接强度越大;浓度越低,粘接强度越小。5、真空度对分散速度的影响。高真空度有利于材料缝隙和表面的气体排出,降低液体吸附难度;材料在完全失重或重力减小的情况下分散均匀的难度将大大降低。6、温度对分散速度的影响。适宜的温度下,浆料流动性好、易分散。太热浆料容易结皮,太冷浆料的流动性将大打折扣。?稀释。将浆料调整为合适的浓度,便于涂布。原料的预处理钴酸锂:脱水。一般用120oC常压烘烤2小时左右。导电剂:脱水。一般用200oC常压烘烤2小时左右。粘合剂:脱水。一般用120-140oC常压烘烤2小时左右,烘烤温

4、度视分子量的大小决定。NMP:脱水。使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施,直接使用。物料球磨a)将LiCoO2Super-P倒入料桶,同时加入磨球,在滚瓶及b)4小时结束,过筛分离出球磨;操作步骤a)将NMP倒入动力混合机至80,称取PVDF加入其中,开机;参数设置:转速252转/分,搅拌115-125分钟;b)接通冷却系统,将已经磨号的正极干料平均分四次加入,每次间隔28-32分钟,第三次加料视材料需要添加NMP,第四次加料后加入NMP;动力混合机参数设置:转速为202转/分c)第四次加料302分钟后进行高速搅拌,时间为48010分钟;动力混合机参数设置:公转为302转/分,自转为252转/

5、分;a)真空混合:将动力混合机接上真空,保持真空度为-,搅拌302分钟;动力混合机参数设置:公转为102分钟,自转为82转/分b)取250-300毫升浆料,使用黏度计测量黏度;测试条件:转子号5,转速12或30rpm,温度范围25;c)将正极料从动力混合机中取出进行胶体磨、过筛,同时在不锈钢盆上贴上标识,与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。注意事项a)完成,清理机器设备及工作环境;b)操作机器时,需注意安全,避免砸伤头部。2负极混料原料的预处理:石墨:A、混合,使原料均匀化,提高一致性。B、300400常压烘烤,除去表面油性物质,提高与水性粘合剂的相容能力,修圆石墨表面棱角。水性粘合剂:

6、适当稀释,提高分散能力。掺和、浸湿和分散:石墨与粘合剂溶液极性不同,不易分散。可先用醇水溶液将石墨初步润湿,再与粘合剂溶液混合。应适当降低搅拌浓度,提高分散性。分散过程为减少极性物与非极性物距离,提高势能或表面能,所以为吸热反应,搅拌时总体温度有所下降。如条件允许应该适当升高搅拌温度,使吸热变得容易,同时提高流动性,降低分散难度。搅拌过程如加入真空脱气过程,排除气体,促进固-液吸附,效果更佳。分散原理、分散方法同正极配料中的相关内容稀释:将浆料调整为合适的浓度,便于涂布。物料球磨a)将负极和Super-P倒入料桶同时加入球磨在滚瓶及上b)4小时结束,过筛分离出球磨;操作步骤a)纯净水加热至至8

7、0倒入动力混合机b)加CMC,搅拌602分钟;动力混合机参数设置:公转为252分钟,自转为152转/分;c)加入SBR和去离子水,搅拌602分钟;动力混合机参数设置:公转为302分钟,自转为202转/分;d)负极干料分四次平均顺序加入,加料的同时加入纯净水,每次间隔28-32分钟;动力混合机参数设置:公转为202转/分,自转为152转/分;e)第四次加料302分钟后进行高速搅拌,时间为48010分钟;动力混合机参数设置:公转为302转/分,自转为252转/分;f)真空混合:将动力混合机接上真空,保持真空度为-到,搅拌302分钟;动力混合机参数设置:公转为102分钟,自转为82转/分g)取500

8、毫升浆料,使用黏度计测量黏度;测试条件:转子号5,转速30rpm,温度范围25;h)将负极料从动力混合机中取出进行磨料、过筛,同时在不锈钢盆上贴上标识,与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。注意事项a)完成,清理机器设备及工作环境;b)操作机器时,需注意安全,避免砸伤头部。配料注意事项:1、防止混入其它杂质;2、防止浆料飞溅;3、浆料的浓度应从高往低逐渐调整,以免增加麻烦;4、在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底,确保分散均匀;5、浆料不宜长时间搁置,以免沉淀或均匀性降低;6、需烘烤的物料必须密封冷却之后方可以加入,以免组分材料性质变化;7、搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主;搅拌桨的

9、使用以浆料分散难度进行更换,无法更换的可将转速由慢到快进行调整,以免损伤设备;8、出料前对浆料进行过筛,除去大颗粒以防涂布时造成断带;9、对配料人员要加强培训,确保其掌握专业知识,以免酿成大祸;10、配料的关键在于分散均匀,掌握该中心,其它方式可自行调整。3.电池的制作极片尺寸拉浆工艺a)集流体尺寸正极,间歇涂布负极,间歇涂布b)拉浆重量要求电极第一面双面重量面密度重量面密度裁片a)正极拉浆后进行以下工序:裁大片裁小片称片烘烤轧片极耳焊接b)负极拉浆后进行以下工序:裁大片裁小片称片烘烤轧片极耳焊接保护气为高纯氮气,气体气压大于极耳制作正极极耳上盖组合超声波焊接铝条边缘与极片边缘平齐负极镍条直接

10、用点焊机点焊,要求点焊数为8个点镍条右侧与负极片右侧对齐,镍条末端与极片边缘平齐隔膜尺寸卷针宽度压芯电池卷绕后,先在电芯底部贴上24mm的通明胶带,再用压平机冷压2次;电芯入壳前要求胶纸镍条。装壳负极极耳焊接负极镍条与钢壳用点焊机焊接,要保证焊接强度,禁止虚焊激光焊接仔细上号夹具,电池壳与上盖配合良好后才能进行焊接,注意避免出现焊偏a)真空系统的真空度为-b)保护气为高纯氮气,气体气压大于c)每小时抽一次真空注一次氮气;注液量:注液房相对湿度:小于30%温度:205封口胶布:宽红色胶布。粘胶布时注意擦净注液口的电解液用2道橡皮筋将棉花固定在注液口处化成制度开口化成工艺a)恒流充电:40mA*4

11、h80mA*6h电压限制:b)全检电压,电压大于的电池进行封口,电压小于的电池接着用60mA恒流至后封口,再打钢珠;c)电池清洗,清洗剂为醋酸+酒精续化成制度a)恒流充电b)休眠c)恒流充电d)恒压充电e)休眠f)恒流放电g)休眠h)恒流充电i)恒压充电当从LiCoO2拿走XLi后,其结构可能发生变化,但是否发生变化取决于X的大小。通过研究发现当X时Li1-XCoO2的结构表现为极其不稳定,会发生晶型瘫塌,其外部表现为电芯的压倒终结。所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制Li1-XCoO2中的X值,一般充电电压不大于那么X小于,这时Li1-XCoO2的晶型仍是稳定的。负极C6其本身有自己

12、的特点,当第一次化成后,正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中,当放电时Li回到正极LiCoO2中,但化成之后必须有一部分Li留在负极C6中,心以保证下次充放电Li的正常嵌入,否则电芯的压倒很短,为了保证有一部分Li留在负极C6中,一般通过限制放电下限电压来实现:安全充电上限电压4.2V,放电下限电压。4包装与储存锂离子电池简介及其工业生产1、锂离子电池的简介及其发展历史背景锂离子电池是20世纪90年代初才出现的绿色高能可充电池,正是由于它具有电压高、比能量大、充放寿命长、放电性能稳定、比较安全、无污染等特点,深受社会和用户的欢迎。目前最大的用途是在手机和笔记本电脑,它充分体现了高比能电池的

13、优越性,已成为目前生产的这2类用电器具的主要电源。也正是手机、电脑等便携式用电器具创造了锂离子电池发展的机遇。1970年代埃克森的采用硫化钛作为正极材料,金属锂作为负极材料,制成首个锂电池。1982年伊利诺伊理工大学(theIllinoisInstituteofTechnology)的和发现锂离子具有嵌入石墨的特性,此过程是快速的,并且可逆。与此同时,采用金属锂制成的锂电池,其安全隐患备受关注,因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池。首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功。1983年、等人发现尖晶石是优良的正极材料,具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能。其分解温度高,且氧化性远

14、低于钴酸锂,即使出现短路、过充电,也能够避免了燃烧、爆炸的危险。1989年,和发现采用聚合阴离子的正极将产生更高的电压。1991年索尼公司发布首个商用锂离子电池。随后,锂离子电池革新了消费电子产品的面貌。此类以钴酸锂作为正极材料的电池,至今仍是便携电子器件的主要电源。1996年Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐,如磷酸铁锂(LiFePO4),比传统的正极材料更具安全性,尤其耐高温,耐过充电性能远超过传统锂离子电池材料。因此已成为当前主流的大电流放电的动力锂电池的正极材料。1999年实现商业化的聚合物锂离子电池是新一代的锂离子电池,尽管价格昂贵,毕竟是才进入市场,产量小、成本高,但其发展前途是乐观的。因为当前世界电池工业的发展有以下3个显著特点:一是绿色环保电池的迅猛发展,包括锂离子电池、氢镍电池、无汞碱锰电池等,这是人类社会发展的需求;二是一次电池向二次电池转化,在一次锂电池的基础上研究、开发了可充锂离子电池,在碱性锌锰电池的基础上研究、开发了可充碱锰电池,扣式

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