锂离子电池工艺流程

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1、锂离子电池工艺流程正极混料原料的掺和：（1）粘合剂的溶解（按标准浓度）及热处理。（2）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：（1）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。

2、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。（2）分散方法对分散的影响：A、 静置法（时间长，效果差，但不损伤材料的原有结构）；B、 搅拌法；自转或自转加公转（时间短，效果佳， 但有可能损伤个别材料的自身结构）。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

3、情况下浆料浓度 越小，分散速度越快，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。1.1 原料的预处理(1) 钻酸锂：脱水。一般用120 oC常压烘烤2小时 左右。(2) 导电剂：脱水。一般用 200oC 常压烘

4、烤 2 小时左右。(3) 粘合剂：脱水。一般用120-140 oC常压烘烤2 小时左右，烘烤温度视分子量的大小决定。(4) 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。 2.1.2物料球磨a) 将LiCoOqSuper-P倒入料桶，同时加入磨球(干料:磨球=1:1 )，在滚瓶及上进行球磨，转速控制在 60rmp以上；b) 4 小时结束，过筛分离出球磨；1.3 操作步骤a) 将NMP倒入动力混合机(100L)至80C,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

5、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 25 2 转 / 分；a) 真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为 -009Mpa，搅拌30 土 2分钟；动力混合机参数设置：公转为 102 分钟，自转为8土 2 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 25C；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

6、浆设备操作员交 接后可流入拉浆作业工序。1 . 4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2.1 原料的预处理：(1)石墨：A、混合，使原料均匀化，提高一致性。 B、300400C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(有些 材料为保持表面特性，不允许烘烤，否则效能降低)。( 2) 水性粘合剂：适当稀释，提高分散能力。 掺和、浸湿和分散：(1) 石墨与粘合剂溶液极性不同，不易分散。( 2) 可先用醇水溶液将石墨初步润湿，再与粘合剂 溶液混合。(3) 应适当降低搅拌浓度，提高分散性。( 4) 分散过程

7、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。( 5) 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。(6) 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。2.2 物料球磨a）将负极和Super-P倒入料桶同时加入球磨（干料: 磨球=1:1.2）在滚瓶及上进行球磨，转速控制在 60rmp 以上；b）4 小时结束，过筛分离出球磨；2.3 操作步骤a）纯净水加热至至80C倒入动力混合机（2L）b）加CMC,搅拌602分钟

8、；动力混合机参数设置：公转为 252 分钟，自转为15 2 转/分；c）加入SBR和去离子水，搅拌60土2分钟； 动力混合机参数设置：公转为 30 2 分钟,自转为20 2 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 20 2 转/分,自转 为 15 2 转/分；e）第四次加料 302 分钟后进行高速搅拌,时间为 480 10 分钟；动力混合机参数设置：公转为 30 2 转/分,自转 为 25 2 转/分；f）真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09 到 0. lOMpa,搅拌 30土2 分钟； 动力混合机参

9、数设置：公转为102分钟，自转为8土 2 转/分g）取500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25C；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。2.4 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（固含量）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

10、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3.1极片尺寸3.2拉浆工艺a）集流体尺寸正极（铝箔），间歇涂布负极（铜箔），间歇涂布b）拉浆重量要求电极 第一面双面重量（g）面密度（mg/cm2）重量（ g） 面密度（ mg/cm2）3.3裁片a）正极拉浆后进行以下工序：裁大片

11、 裁小片 称片（配片） 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（配片） 烘烤 轧片 极耳焊接3.4 轧片要求电极压片后厚度（mm）压片后长度（mm）正极0.1250.145362365负极0.1250.1454004033.5 配片方案序 号正极重量（克）负极重量（克）备注15.496.012.832.86正极可以和重1-2个档 次的负极进行配片26.026.092.872.9036.106.172.912.9446.186.252.952.9856.266.332.993.0166.346.413.023.053.6 极片烘烤电极温度时间（小时）真空度正极120

12、土56-10W-0. 09Mpa负极110 土56-10W-0. 09Mpa备注：真空系统的真空度为-0095-0.1 OMpa保护气为高纯氮气，气体气压大于 0.5Mpa3.7 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3.8 隔膜尺寸3.9 卷针宽度3.10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；3.11 电芯入壳前要求 胶纸 镍条。3.12 装壳3.13 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3.

13、14 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3.15 电池真空烘烤温度时间真空度805C16-22小时W0. 05Mpa备注：a) 真空系统的真空度为-0095010Mpab) 保护气为高纯氮气，气体气压大于 0.5Mpac) 每小时抽一次真空注一次氮气；3.16注液量：2.9土O.lg注液房相对湿度：小于 30%温度：205C 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3.17化成制度3. 17. 1开口化成工艺a) 恒流充电： 40mA*4h80mA*6h电压限制： 4.00Vb) 全检电压，电压大于3. 9

14、0V的电池进行封口，电压小于3.90V的电池接着用60mA恒流至3. 90-4.00后封 口，再打钢珠；c）电池清洗，清洗剂为醋酸+酒精3.17.2 续化成制度a）恒流充电（400mA,b）休眠（2min）c）恒流充电（400mA,d）恒压充电（4. 20V,e）休眠（ 30min）f）恒流放电（750mA,g）休眠（30min）h）恒流充电（750mA,i）恒压充电（ 3.80V4.20V，10min)4.20V，100min)20mA，150min)2.75V，80min)3.80V，90min)20mA，150min)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X0.5 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Lil-XCo02中的 X值，一般充电电压不大于4.2V那么X小于0.5，这 时Li1-XCoO2的晶型仍是稳定的。负极C6其本身有自 己的特点，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