鋰離子電池軟包疊片、卷繞基本工藝流程介紹

1、01/25/2012Li離子電芯核心制造工藝分為：離子電芯核心制造工藝分為： 疊片工藝和卷繞工藝疊片工藝和卷繞工藝兩種工藝的主要區(qū)別和工藝名稱來(lái)源兩種工藝的主要區(qū)別和工藝名稱來(lái)源 極片裝配方式的區(qū)別極片裝配方式的區(qū)別疊片工藝是將正極、負(fù)極切成小片與隔離膜疊合成小電芯單體，然后將小電芯單體疊放并聯(lián)并聯(lián)起來(lái)組成一個(gè)大電芯的一種Li離子電芯制造工藝。小電芯單體疊片過(guò)程演示負(fù)極隔離膜正極疊片過(guò)程演示Bi-cellInsert battery cellFormed pocketPacking foilStackingW elding疊片工序流程圖（疊片工序流程圖（Main process）攪拌（Mixi

2、ng）涂布（Coating）對(duì)輥（Pressing）模切（Module Cutting）疊片（Stacking）焊接（ Welding）頂封（ Top Sealing）注液（ Inject）預(yù)化（ Formation）抽氣封口（ Degassing）測(cè)試成型（ Forming）化成（ Aging）Mixing示意圖Mixing （攪拌）（攪拌）n工序功能：將正極或者負(fù)極粉料以及其他配料混合均勻，并調(diào)制成漿工序功能：將正極或者負(fù)極粉料以及其他配料混合均勻，并調(diào)制成漿。活性物質(zhì)導(dǎo)電劑粘接劑溶劑攪拌罐漿料控制點(diǎn):1.Viscosity粘度2.Particle size顆粒度3.Solid conte

3、nt固含量工序控制點(diǎn)：1.攪拌速度2.攪拌溫度3.攪拌時(shí)間4.攪拌次序Coating （涂布）工序功能工序功能：將漿料將漿料連續(xù)連續(xù)、均勻地涂覆在傳送、均勻地涂覆在傳送集流體集流體的表面，烘干，分別的表面，烘干，分別制成正負(fù)制成正負(fù)極片極片。原理原理：涂輥轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)漿料，通過(guò)調(diào)整刮刀間隙來(lái)調(diào)節(jié)漿料轉(zhuǎn)移量，并利用背輥或涂輥的轉(zhuǎn)動(dòng)將漿料轉(zhuǎn)移到基材上，按工藝要求，控制涂布層的厚度以達(dá)到重量要求，同時(shí)，通過(guò)干燥加熱除去平鋪于基材上的漿料中的溶劑，使固體物質(zhì)很好地粘結(jié)于基材上。Coating示意圖輸出控制點(diǎn):1.涂布尺寸2.涂布重量或密度3.膜片粘接4.外觀5.干燥度輸入控制點(diǎn)：1. 速度2. 溫度3.

4、間隙（刀表）4. 張力Cold Lam （冷壓）（冷壓）工序功能工序功能：將將Coating后的極片壓實(shí)，達(dá)到合適的密度和厚度后的極片壓實(shí)，達(dá)到合適的密度和厚度原理原理：通過(guò)調(diào)節(jié)壓輥的間隙以調(diào)節(jié)壓力，從而調(diào)節(jié)極片被壓實(shí)的厚度和密度Stacking（疊片）（疊片）工序功能：工序功能：通過(guò)手工或夾具將正極極片、隔離膜、負(fù)極極片規(guī)則地重疊在一起。疊片過(guò)程演示W(wǎng)elding（焊接）（焊接）工序功能：工序功能：將多個(gè)Al、Ni 極耳一起焊接成為裸電芯原理原理：超聲波焊接利用超聲頻率（超過(guò) 16KH Z）的機(jī)械振動(dòng)能量在靜壓力的共同作用下，將彈性振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぜg的摩擦功、形變能及隨后有限的溫升，從而達(dá)

5、到連接異種金屬的目的。切去多余的極耳焊接焊接后的裸電芯Top sealing（頂封）（頂封）工序功能：工序功能：將裸電芯包上包裝鋁箔，對(duì)頂部和側(cè)邊進(jìn)行熱封裝原理原理：包裝鋁箔分3層（尼龍層、鋁層、PP層），封裝時(shí)通過(guò)加熱使PP溶化，同時(shí)加壓（封頭壓合）使兩層包裝鋁箔粘合在一起，達(dá)到封裝的目的Inject（注液）n工序功能：將電解液加入到電芯中，并將電芯完全封住工序功能：將電解液加入到電芯中，并將電芯完全封住n環(huán)境要求：環(huán)境要求：電芯注液前要進(jìn)行除水，關(guān)注過(guò)程要求低濕度原理：原理：水作為電解液中一種痕量組分，對(duì)鋰離子電池SEI膜的形成和電池性能有非常大的影響，滿充狀態(tài)的負(fù)極與鋰金屬性質(zhì)相近，可以

6、直接與水發(fā)生反應(yīng)。因此，在鋰離子電池的制作過(guò)程中必須嚴(yán)格控制環(huán)境的濕度和正負(fù)極材料、電解液的含水量。 預(yù)化n工序功能：工序功能：通過(guò)充放電方式充放電方式將其內(nèi)部正負(fù)極物質(zhì)激活，同時(shí)在負(fù)極表面形成良好的SEI膜。n原理：原理：鋰電芯的化成是電池的初使化,使電芯的活性物質(zhì)激活，即是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程。鋰電芯的化成是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，同時(shí)也是影響電池性能很重要的一道工序，因?yàn)樵贚i+第一次充電時(shí)，Li+第一次插入到石墨中，會(huì)在電池內(nèi)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng), 在電池首次充電過(guò)程中不可避免地要在碳負(fù)極與電解液的相界面上、形成覆蓋在碳電極表面的鈍化薄層，人們稱之為固體電解質(zhì)相界面或稱SEI膜(SOLID ELE

7、CTROLYTE INTERFACE）n預(yù)化流程：預(yù)化流程： 0.02C CC 210min to 3.4V; 0.1C CC 420min to 3.95VForming（成型）工序功能：將電芯外型作最后加工工序功能：將電芯外型作最后加工DegassingBaking切邊折邊釋放化成產(chǎn)生的氣體高溫老化切去氣袋和多余的側(cè)邊將側(cè)邊折起，完成電芯最終外形化成n工序功能：工序功能：進(jìn)一步形成穩(wěn)定SEI，并檢測(cè)電芯容量老化n工序功能：工序功能：電壓挑選卷繞工藝工序流程圖卷繞工藝工序流程圖（主要工序主要工序）攪拌（Mixing）涂布（Coating）冷壓（Cold Lam）裁片分條（ Slitting

8、）焊接（ Welding）卷繞（Winding）頂封（ Top sealing）注液（ Inject）化成（ Formation）成型（ Forming）測(cè)試Mixing示意圖Mixing （攪拌）與疊片工藝基本相同（攪拌）與疊片工藝基本相同n工序功能：將正極或者負(fù)極粉料以及其他配料混合均勻，并調(diào)制成漿工序功能：將正極或者負(fù)極粉料以及其他配料混合均勻，并調(diào)制成漿。活性物質(zhì)導(dǎo)電劑粘接劑溶劑攪拌罐漿料檢測(cè)點(diǎn):1.Viscosity粘度2.Particle size顆粒度3.Solid content固含量Coating （涂布）（涂布）-與疊片原理相同，方法不同工序功能工序功能：將漿料將漿料間歇間

9、歇、均勻地涂覆在傳送、均勻地涂覆在傳送集流體集流體的表面，的表面，烘干，分別制成正負(fù)極的烘干，分別制成正負(fù)極的極片卷極片卷。原理原理：涂輥轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)漿料，通過(guò)調(diào)整刮刀間隙來(lái)調(diào)節(jié)漿料轉(zhuǎn)移量，并利用背輥或涂輥的轉(zhuǎn)動(dòng)將漿料轉(zhuǎn)移到基材上，按工藝要求，控制涂布層的厚度以達(dá)到重量要求，同時(shí)，通過(guò)干燥加熱除去平鋪于基材上的漿料中的溶劑，使固體物質(zhì)很好地粘結(jié)于基材上。Cold Lam （冷壓）（冷壓）工序功能工序功能：將將Coating后的極片壓實(shí)，達(dá)到合適的密度和厚度后的極片壓實(shí)，達(dá)到合適的密度和厚度原理原理：通過(guò)調(diào)節(jié)壓輥的間隙以調(diào)節(jié)壓力，從而調(diào)節(jié)極片被壓實(shí)的厚度和密度Cutting（裁片、分條）（裁片、分條

10、）工序功能工序功能：將冷壓后的極片卷，先裁成大片，然后分成所需將冷壓后的極片卷，先裁成大片，然后分成所需要的小條正負(fù)極極片要的小條正負(fù)極極片Winding（卷繞）（卷繞）工序功能工序功能：小條正負(fù)極極片、隔離膜卷繞組合成裸電芯小條正負(fù)極極片、隔離膜卷繞組合成裸電芯Top sealing（頂封）（頂封）-與疊片工藝相同與疊片工藝相同工序功能：工序功能：將裸電芯包上包裝鋁箔，對(duì)頂部和側(cè)邊進(jìn)行熱封裝原理原理：包裝鋁箔分3層（尼龍層、鋁層、PP層），封裝時(shí)通過(guò)加熱使PP溶化，同時(shí)加壓（封頭壓合）使兩層包裝鋁箔粘合在一起，達(dá)到封裝的目的Inject（注液）-與疊片工藝基本相同n工序功能：將電解液加入到電芯中，并將電芯完全封住工序功能：將電解液加入到電芯中，并將電芯完全封住n環(huán)境要求：環(huán)境要求：電芯注液前要進(jìn)行除水，關(guān)注過(guò)程要求低濕度原理：原理：水作為電解液中一種痕量組分，對(duì)鋰離子電池SEI膜的形成和電池性能有非常大的影響，滿充狀態(tài)的負(fù)極與鋰金屬性質(zhì)相近，可以直接與水發(fā)生反應(yīng)。因此，在鋰離子電池的制作過(guò)程中必須嚴(yán)格控制環(huán)境的濕度和正負(fù)極材料、電解液的含水量。 Formation(預(yù)化成）預(yù)化成）-與疊片工藝原理相同，流程不同與疊片工藝原理相同，流程不同n工序功能：工序功能：通過(guò)充電方式充電方式