圓柱電芯18650制造過程及流程培訓課件

1、品質部品質部 日期：日期：2014.9.15 鋰電池鋰電池的的正極材料是氧化鋰鈷，負極材料是碳材。電池通過正極正極材料是氧化鋰鈷，負極材料是碳材。電池通過正極產(chǎn)生的鋰離子在負極碳材中的嵌入與遷出來實現(xiàn)電池的充放電過程，產(chǎn)生的鋰離子在負極碳材中的嵌入與遷出來實現(xiàn)電池的充放電過程，所以人們稱之為所以人們稱之為Li-ionLi-ion。 什么是鋰離子電池？什么是鋰離子電池？ 鋰鋰 工作原理即充放電原理。工作原理即充放電原理。Li-ionLi-ion（鋰電池）（鋰電池）的正極材料是的正極材料是氧化鈷鋰，負極是碳。當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰氧化鈷鋰，負極是碳。當對電池進行充電時，電池的正極上有

2、鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層碳呈層狀結構，它有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當對電池的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回正極?；卣龢O的鋰離子越多，放電容量越高。子脫出，又運動回正極?；卣龢O的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量

3、。在我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。在Li-ionLi-ion的充放電的充放電過程中，鋰離子處于從正極過程中，鋰離子處于從正極負極負極正極的運動狀態(tài)。正極的運動狀態(tài)。Li-ionLi-ion就就象一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象運動員一象一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象運動員一樣在搖椅兩端來回奔跑。所以，樣在搖椅兩端來回奔跑。所以，Li-ionLi-ion（鋰電池）（鋰電池）又叫搖椅式電又叫搖椅式電池。池。什么是鋰離子電池？什么是鋰離子電池？ 充電充電正極反應：正極反應：LiCoO2 = Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- 負極反應：負極反應：C

4、+ xLi+ + xe- = CLix 電池總反應：電池總反應：LiCoO2 + C = Li1-xCoO2 + CLix -放電放電正電極LiCoO2負電極CLi+Li+Li+Li+Li+Li+充電放電氧鈷鋰離子炭e-e-e-e-e-e-e-正極勻漿正極涂布正極碾壓正極分切卷繞入殼滾槽注液激光焊封口預充OCV0第一次高溫存儲OCV1第三次常溫存儲OCV2第四次常溫存儲OCV3分容OCV4分級包裝正極片烘烤極組烘烤熱縮噴碼制片車間制片車間裝配車間裝配車間化成車間化成車間包裝車間包裝車間負極勻漿負極涂布負極碾壓負極分切負極片烘烤正極制膠負極制膠干燥存儲二次清洗X-ray檢測一次清洗涂防銹油殼體噴

5、碼第二次常溫存儲數(shù)據(jù)裝載托盤注銷外觀全檢噴等級碼入庫外觀全檢外觀全檢等級掃描檢查正正 極極 勻勻 槳槳攪拌機漿料小車鈷酸鋰導電劑膠液溶劑粘結劑制膠罐正極制膠勻槳工序關鍵要點：正極來料的確認：1、標識：清晰、明確，與BOM、發(fā)料單、工藝標準相一致。 2、外觀：包裝完整，符合制程檢驗標準。 3、保質：在有效期范圍內。加料比：嚴格按電池工藝標準執(zhí)行 鈷酸鋰:導電劑:粘結劑:制膠溶劑=100:0.77:1.35:34攪拌速度、時間：嚴格按電池工藝標準執(zhí)行膠液的粘度、固含量、外觀：1、膠液的粘度、固含量按工藝標準進行檢驗和控制 2、膠液的外觀要求：無色透明粘稠狀、均勻、無白點、 無沉淀、無雜質等。粉體過

6、篩：1、篩網(wǎng)目數(shù)，粉體150目、super-p 100目 2、篩網(wǎng)外觀：篩網(wǎng)無破損，網(wǎng)目無干料及雜質堵塞等現(xiàn)象。 3、真空輸送管無堵塞、通氣不順，罐體清潔無污物、雜質。除鐵比率：來料和除鐵后鐵，銅，鎳均要小于100PPM； 除鐵比率=除鐵前鐵含量（PPM）-出鐵后鐵含量（PPM）電子秤的穩(wěn)定性：用20Kg砝碼每天校準一次。攪拌機的循環(huán)水溫度、攪拌速度、攪拌時間、加料的順序：嚴格按工藝標準去設置和控制漿料的粘度、固含量、外觀：1、漿料的粘度、固含量按工藝標準進行檢驗和控制 2、膠液的外觀要求：黑色均勻粘稠狀膠體、無氣泡、雜質、大顆粒、 絮狀凝膠、油污、沉淀等現(xiàn)象。抽真空要求：真空度為-（0.08

7、5-0.1）MPa干混罐殘留物的清除： 罐內清潔、無污物、雜質。負負 極極 勻勻 槳槳攪拌機漿料小車石墨導電劑膠液粘結劑 SBR 溶劑CMC制膠罐負極制膠勻槳工序關鍵要點：負極來料的確認：1、標識：清晰、明確，與BOM、發(fā)料單、工藝標準相一致。 2、外觀：包裝完整，符合制程檢驗標準。 3、保質：在有效期范圍內。加料比：嚴格按電池工藝標準執(zhí)行 石墨粉:導電劑:SBR:CMC:制膠溶劑=100:2.1:4.2:1.7:92攪拌速度、時間：嚴格按電池工藝標準執(zhí)行膠液的粘度、固含量、外觀：1、膠液的粘度、固含量按工藝標準進行檢驗和控制 2.開蓋檢查，每次取膠液上層和下層，無色透明粘稠狀、均勻、 無白點

8、、無沉淀、無雜質等。 粉體過篩：1、篩網(wǎng)目數(shù)，粉體150目、導電劑 50目 2、篩網(wǎng)外觀：篩網(wǎng)無破損，網(wǎng)目無干料及雜質堵塞等現(xiàn)象。 3、真空輸送管無堵塞、通氣不順，罐體清潔無污物、雜質。除鐵比率：來料和除鐵后鐵，銅，鎳均要小于100PPM；除鐵比率=除鐵前鐵含量（PPM）-出鐵后鐵含量（PPM） 電子秤的穩(wěn)定性：用20Kg砝碼每天校準一次。攪拌機的循環(huán)水溫度、攪拌速度、攪拌時間、加料的順序：嚴格按工藝標準去設置和控制漿料的粘度、固含量、外觀：1、漿料的粘度、固含量按工藝標準進行檢驗和控制 2、膠液的外觀要求：黑色均勻粘稠狀膠體、無氣泡、雜質、大顆粒、 絮狀凝膠、油污、沉淀等現(xiàn)象。抽真空要求：真

9、空度為-（0.085-0.1）MPa干混罐殘留物的清除： 罐內清潔、無污物、雜質。 涂涂 布布涂布好的極片準備好的漿料涂布機烘區(qū)涂布機排廢氣管涂布工序關鍵要點：箔材外觀：表面、切面平整，色澤均一，無明顯亮線、明顯凹凸點、暗痕條紋等，邊緣 無明顯翹邊和褶皺，無掉粉，管芯無生銹。標識、外保護： 有保護膜及完整的合格標識卡箔材厚度： 銅箔 102um 鋁箔 162um箔材面密度：銅箔 8.750.4mg/c 鋁箔 4.320.4mg/c 箔材寬度：銅箔 6102mm 鋁箔 6002mm漿料來料檢：隨工單填寫內容完整、字跡清楚，固含量及粘度符合勻漿工藝標準。運漿小車的清潔效果：運漿小車內、外表面潔凈無

10、異物，除鐵器表面鐵粉清潔干凈。料槽中的漿料的外觀：無氣泡、硬塊、水珠，色澤均一極片粘附力：符合正、負極片粘附力測試作業(yè)指導書料槽漿料的高度：料槽的2/3高度漿料涂布前放置時間： 正、負極： 小于等于8小時涂布時的走速： 10米/分鐘涂布A、B面的烘區(qū)溫度：嚴格按涂布機頭作業(yè)指導書控制A面敷料量： 正極： 25.160.5mg/c 負極： 10.940.18mg/c B面敷料量： 正極： 21.160.48mg/c 負極： 11.040.18mg/cA、B面各段長按工藝標準執(zhí)行A、B面涂敷對齊度：正極： 首齊（ 1.0mm) 負極：首齊（ 1.0mm) 極片壓邊寬：正極：51mm 負極： 51m

11、m失重比：正、負極： 0.2%環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準碾碾 壓壓碾壓機碾壓工序關鍵要點：輥輪走速 ：正極： 30m /min 負極一次碾壓： 30m /min 負極二次碾壓： 20m /min 壓力 ： 正極： 130-170t 負極： 100t 張力 ： 正極： 放卷張力初值設定為5.01N 收卷張力初值設定為 7.52N 負極： 放卷張力初值設定為5.52N 收卷張力初值設定為7.52N厚度： 正極： 135-140um 負極： 一次碾壓1803um 二次碾壓1583um極片外觀：收卷整齊,極片無結疤、斷片、折皺、掉料不良.環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準分分 切切

12、分切機分切刀 分分 切切 直直 觀觀 圖圖分切工序關鍵要點：小片寬度：正極：560.1mm 負極： 580.1mm毛刺： 12um極片弧形度：負極：679mm長（一片）弧高0.68mm 正極：660mm長（一片）弧高0.66mm掉料露箔：依制程檢驗標準 刀具走長更換周期:依西村分切刀管理規(guī)定速度張力:依正、負極分切作業(yè)指導書 環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準極片烘烤極片烘烤烘烤工序關鍵要點：烘烤溫度和時間：正極：主加熱設定溫度：752 輔加熱設定溫度：452 烘烤時間為：8小時 壓力：加熱啟動壓力100Pa，真空泵運作壓力300Pa N2氣保護降溫，主加熱溫度降低到50 以下時取出 負

13、極：主加熱設定溫度：652 輔加熱設定溫度：402 烘烤時間為：10小時 壓力：加熱啟動壓力100Pa，真空泵運作壓力300Pa N2氣保護降溫，主加熱溫度降低到50 以下時取出 極片外觀：無掉料、烤黃，無烘烤不干烘室清潔： 潔凈、無塵探針：貼牢在極片涂層上、無損壞、露頭10mm環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準卷卷 繞繞 正極耳焊接臺負極耳焊接臺正極片卷負極片卷隔膜2卷隔膜1卷終止膠帶卷卷芯運輸帶卷卷 繞繞 單單 個電芯個電芯電芯卷繞前正面圖電芯卷繞前正面圖電芯卷繞前截面圖電芯卷繞前截面圖卷繞出的電芯卷繞出的電芯卷繞工序關鍵要點：卷針外觀：表面無損傷及毛刺等不良卷繞張力：正極緩沖輪張力

14、，負極緩沖輪張力，隔膜紙張力依工藝標準設定對齊度：從卷芯邊緣方向，負極完全包住正極，尺寸要求：10.7mm；寬度方向隔膜完全包住負極，尺寸要求： 10.5mm極片裁切毛刺： 正、負極片裁切后進行毛刺檢測，毛刺12um極耳焊接拉力：正、負極耳焊接拉力均15N。極耳外露尺寸：工藝標準燙孔外觀：燙孔無變形，隔膜平整、無褶皺破損、依附芯孔壁、無反彈堵孔阻抗：檢測電壓：500V，內阻20M 為短路負極插入量：見工藝標準正極膠帶貼料長度：見工藝標準卷芯外觀：卷繞整齊，依制程檢驗標準檢驗環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準入入 殼殼 入殼工序關鍵要點：電芯/極組外觀： 無損傷、電芯殼體無劃痕、變形、下絕

15、緣片無變形、無缺少， 正、負極耳無歪斜、褶皺設備穩(wěn)定性： 不能漏下墊片、墊片異位。環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準滾滾 槽槽 滾槽工序關鍵要點：點焊拉力：大于等于8N阻抗：檢測電壓：500V，內阻20M，判定為短路點焊外觀：底部焊斑正常，無凹凸點、凹凸面，無焊焦、無鍍層脫落滾槽外觀：槽口光滑無滾裂、無波浪邊，無變形，鋼殼內外壁無鍍層受損、裂紋、劃痕尺寸：槽口內徑、槽路寬度、肩高、總高入鋼芯后電芯外觀：入鋼芯到位，鋼芯上端平齊于上墊片平面，無隔膜堵孔環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準注液前極組烘烤注液前極組烘烤真空管真空管氮氣管氮氣管注液前極組烘烤工序關鍵要點：烘烤溫度和真空度：溫

16、度為85，真空度為 -（0.085-0.1）MPa烘烤時間：4小時干燥劑的確認：每次放入量為120g， 當干燥劑已經(jīng)有2/3有白色粉末變成褐色液體時需要更換。注注 液液 海霸泵高壓氮氣高真空電解液氮廢氣注液工序關鍵要點：電解液的含水量：含水量 20 ppm 電子稱準確度：計量器具點檢表要求標碼：50g/100g 注液量：5.30.2g 外觀：無端口變形、破損、無高溫膠紙脫落、無極耳斷裂 環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準激光焊接激光焊接 壓帽蓋壓帽蓋 激光焊工序關鍵要點：焊接拉力：6N焊接外觀：無虛焊、焊焦、焊穿、焊渣，無極耳彎褶、斷裂 環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準封口封口

17、封口前封口前一封后一封后二封后二封后三封后三封后封口工序關鍵要點：封口尺寸，二封端高封口壓力： 6MPa封口外觀：端口平整，無裂紋、飛邊、殼身和底部無破損、劃痕 環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準一次清洗一次清洗清洗液純凈水熱風待清洗電池放入?yún)^(qū)清洗后電池取出區(qū)關鍵要點：緩蝕劑的配比，熱風溫度100-110 ；防銹溫度30-45；走帶速度2.5-3.0m/min 電池外觀 ：清洗前電芯外觀符合來料等級，清洗后電芯表面無水珠，無電芯表面發(fā)黃，清洗過程無卡料；電芯在轉化成后須在10分鐘內清洗完畢。 殼體噴碼殼體噴碼4VM9A01 ABA 4VM9A01 ABA關鍵要點：殼體噴碼與標識卡上信息吻

18、合 干燥存儲關鍵要點：1、RH15%， 2、T30 3、貯存時間H=40h48h 4、標識卡與電芯噴碼相符外觀全檢關鍵要點：挑出所有外觀不良品 二次清洗二次清洗清洗液純凈水熱風待清洗電池放入?yún)^(qū)清洗后電池取出區(qū)關鍵要點：緩蝕劑的配比（NaNO2），噴淋槽漂洗槽換水，過濾棉芯堵塞后須及時更換，水溫、烘區(qū)溫度、走帶速度測測X-ray測測X-ray關鍵要點：對齊度 0.2mmT11.55mm（頂部） 0.9mmT12.2mm（底部） 0.3mmT41.7mm（頂部、底部）涂防銹油涂防銹油毛刷防銹油防銹油熱縮熱縮熱熱風風 4VM9A01 ABA關鍵要點：外觀：1.熱縮外觀不良的返修率不高于0.5% 2.

19、設備無卡料，稼動率不低于90%預充預充預充工序關鍵要點：1.0.2C恒流恒壓充電420分鐘；2.充電初始1小時內通道亮紅燈的電池需復核，確認是否為零電壓電芯；3.充電后，每3小時巡檢電芯表面溫度，以確認是否有過熱電芯（電芯表面溫度環(huán)境溫度+5視為過熱電芯）；上下柜時不得劃傷鋼殼、熱縮膜； 經(jīng)過預充后的電池開始有電了，之前工序上的電池是不帶電的. 組裝后的電池，被給予一定的電流，使得電池正負極活性物質被激發(fā)，最后使電池具有放電能力的電化學過程稱為化成； 電池只有經(jīng)過化成后才能夠用來作為電源使用。 是指電池在工作時，電流流過電池內部所受到的阻力。電池內阻值大，會導致電池放電工作電壓降低，放電時間縮

20、短。內阻大小主要受電池的材料、制造工藝、電池結構等因素的影響。是衡量電池性能的一個重要參數(shù)。注：測量電池的內阻需用專用內阻儀測量，才能確保所得到的值的精確度。 電壓是指電池正負極之間的電勢差。一般情況下，Li-ion電池充滿電后開路電壓為4.14.2V左右，放電后開路電壓為3.0V左右。通過對電池的開路電壓的檢測，可以判斷電池的荷電狀態(tài)。OCV0關鍵要點：1、測量電池的電壓2、良品電壓范圍4150mV4200mV. 3、 電壓檢測前須將漏液電池先挑出 第一次高溫存儲關鍵要點：老化時間:3天，溫度:42T48，電芯預充下柜到入高溫老化房的時間不超過36h 第二次常溫存儲關鍵要點：10T30， 1

21、天 外觀全檢關鍵要點：挑出外觀不良品 噴碼噴碼18650C4 4VM9A01 00000118650C4 4VM9A01 000001關鍵要點：噴碼內容正確、清晰，讀碼正確、無重碼、無跳碼 數(shù)據(jù)裝載關鍵要點：電芯的信息通過編碼查詢是正確和唯一的,需單獨裝載的批次與正常批分開,子批次信息與隨工單相符合. OCV1關鍵要點：測試電壓/內阻 1、每個電池電壓和內阻均須準確檢測,檢測的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)庫. 2、異常通道需復核,電壓精度0.2mV、內阻精度0.5m第三次常溫度存儲關鍵要點：10T30，7天 OCV2關鍵要點：測試電壓 1、每個電壓均須準確檢測,每個托盤的數(shù)據(jù)須上傳到數(shù)據(jù)庫; 2、異常通道需

22、復核第四次常溫度存儲關鍵要點：10T30，7天 OCV3關鍵要點： 1、測試電壓 2、每個電壓均須準確檢測,每個托盤的數(shù)據(jù)須上傳到數(shù)據(jù)庫; 3、異常通道需復核 4、每批OCV3檢測完畢,須做自放電結算分容關鍵要點：1、所有良品電池均須分出其容量，分容后的數(shù)據(jù)準確上傳到數(shù)據(jù)庫2、分容過程的電流電壓正常3、分容前電池已測完OCV3，且該批電芯已做完自放電結算。4、環(huán)境溫度不能超出30流程發(fā)送后前30分鐘全檢流程進行狀況，并做好首檢記錄電池在制造過程中，因工藝原因使得電池的實際容量不可能完全一致，通過一定的充放電制度檢測，并將電池按容量分類的過程稱為分容。電池放電容量均是指在一定倍率的恒流下放電至3.00V時所持續(xù)的時間。電池在不同溫度下的放電容量均可根據(jù)該電池的放電時間(T)和放電電流(I)來計算的公式位： C(mAh)=I(mA)*T(h)。以公司的產(chǎn)品為例如，一只BAK18650C4額定容量為2200mAh的電池在常溫下用恒流0.5C(1100mA)放電，由4.2V放電至3.00V時所持續(xù)的時間為123min，利用以上的公式計算它的放電容量(