鋰電池生產(chǎn)制程基礎(chǔ)課件

鋰離子電池基礎(chǔ)知識(二）時間：2010-9-71Editor:FrankVeken_Baowang教程大綱1、電池分類（10min)2、鋰離子電池之電化學(xué)反應(yīng)機理(20min)3、鋰離子電池之應(yīng)用領(lǐng)域（5min)4、鋰離子電池之結(jié)構(gòu)(20min)5、液態(tài)鋰離子電池之工藝流程(30min)6、液態(tài)鋰離子電池之生產(chǎn)設(shè)備(15min)7、鋰離子電池之性能指標(biāo)(20min)8、鋰離子電池質(zhì)量認證（10min)2Editor:FrankVeken_Baowang1、電池種類劃分一次電池小型二次電池：鎳鎘、鎳氫、鋰離子鉛酸電池動力電池燃料電池太陽能電池-地面光伏發(fā)電其他新型電池資料來源：D:\Veken\培訓(xùn)教程\電池種類.txt3Editor:FrankVeken_Baowang2、鋰離子電池電化學(xué)反應(yīng)機理正極反應(yīng)：LiCoO2====Li1-xCoO2+xLi++xe-

負極反應(yīng)：C+xLi++xe-===CLix

電池總反應(yīng)：LiCoO2+C====Li1-xCoO2+CLix

放電時發(fā)生上述反應(yīng)的逆反應(yīng)。5Editor:FrankVeken_Baowang鋰離子電池特點高能量密度高工作電壓長循環(huán)壽命電化學(xué)特性穩(wěn)定荷電保持能力強無污染無記憶效應(yīng)

6Editor:FrankVeken_Baowang3、應(yīng)用領(lǐng)域Li-ionBattery7Editor:FrankVeken_Baowang方（角）形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖9Editor:FrankVeken_Baowang圓柱形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖密封圈限流開關(guān)隔膜絕緣墊10Editor:FrankVeken_Baowang軟包裝鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖11Editor:FrankVeken_Baowang鋰離子電池結(jié)構(gòu)——負極負極基體：銅箔（約0.015mm厚)負極物質(zhì)：石墨+CMC+SBR負極集流體：鎳帶（約0.07mm厚）13Editor:FrankVeken_Baowang鋰離子電池結(jié)構(gòu)——隔膜材質(zhì)：單層PE（聚乙烯）或者三層復(fù)合PP（聚丙烯）

+PE+PP厚度：單層一般為0.016～0.020mm

三層一般為0.020～0.025mm14Editor:FrankVeken_Baowang鋰離子電池結(jié)構(gòu)——電解液性質(zhì)：

無色透明液體，具有較強吸濕性。應(yīng)用：

主要用于可充電鋰離子電池的電解液，只能在干燥環(huán)境下使用操作（如環(huán)境水分小于20ppm的手套箱內(nèi)）。規(guī)格：

溶劑組成DMC:EMC:EC=1:1:1（重量比）LiPF6濃度1mol/l質(zhì)量指標(biāo)：

密度（25℃）g/cm31.23±0.03水分（卡爾費休法）≤20ppm游離酸（以HF計）≤50ppm電導(dǎo)率（25℃）10.4±0.5ms／cm15Editor:FrankVeken_Baowang配料工藝流程正極干粉處理正極篩漿料正極混干粉正極真空攪拌負極干粉處理負極真空攪拌負極篩粉負極攪拌負極篩漿料正極拉漿負極拉漿正極負極17Editor:FrankVeken_Baowang拉漿工藝流程送帶上漿正、負極漿料正、負極裁片烘烤收帶18Editor:FrankVeken_Baowang裁片工藝流程正極裁大片正極劃線刮粉正極片輥切負極裁大片負極稱重分檔負極劃線刮粉負極片輥切正極稱重分檔負極吸塵正極制片負極制片19Editor:FrankVeken_Baowang卷繞工藝流程卷繞貼底部膠紙壓芯入殼正、負極片配片隔膜隔膜裁剪測短路套絕緣片并固定負、正極極耳點焊離心入殼測短路壓蓋帽激光焊底部超聲焊鋁鎳復(fù)合帶21Editor:FrankVeken_Baowang激光焊工藝流程上夾具稱重分級激光焊接注液全檢內(nèi)阻全檢氣密性22Editor:FrankVeken_Baowang注液工藝流程真空烘烤稱重注液化成貼膠紙?zhí)啄z圈擦洗23Editor:FrankVeken_Baowang檢測包裝工藝流程充電反充電放電客戶裝盒、包裝全檢電壓清洗全檢內(nèi)阻全檢尺寸25Editor:FrankVeken_Baowang6、液態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)所用設(shè)備真空攪拌機拉漿機（涂布機）裁切機輥壓機卷繞機激光焊機真空注液機化成檢測柜26Editor:FrankVeken_Baowang電壓開路電壓電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓。電池的開路電壓等于電池的正極的還原電極電勢與負極電極電勢之差。工作電壓工作電壓指電池接通負載后在放電過程中顯示的電壓，又稱放電電壓。在電池放電初始的工作電壓稱為初始電壓。電池在接通負載后，由于歐姆電阻和極化過電位的存在，電池的工作電壓低于開路電壓。29Editor:FrankVeken_Baowang內(nèi)阻電流通過電池內(nèi)部時受到阻力，使電池的電壓降低，此阻力稱為電池的內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在放電過程中隨時間不斷變化，因為活性物質(zhì)的組成、電解液濃度和溫度都在不斷地改變。電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化與濃差極化。內(nèi)阻的存在，使電池放電時的端電壓低于電池電動勢和開路電壓，充電時端電壓高于電動勢和開路電壓。歐姆電阻遵守歐姆定律；極化電阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系，常隨電流密度的對數(shù)增大而線性增大。30Editor:FrankVeken_Baowang循環(huán)壽命電池在完全充電后完全放電，循環(huán)進行，直到容量衰減為初始容量的75%，此時循環(huán)次數(shù)即為該電池之循環(huán)壽命循環(huán)壽命與電池充放電條件有關(guān)鋰離子電池室溫下1C充放電循環(huán)壽命可達300-500次（行業(yè)標(biāo)準），最高可達800-1000次。31Editor:FrankVeken_Baowang放電平臺鋰離子電池完全充電后，放電至3.6V時的容量記為C1，放電至3.0V時的容量記為C0，C1/C0稱為該電池之放電平臺行業(yè)標(biāo)準1C放電平臺為70%以上，我們現(xiàn)在可以作到83%-85%放電平臺對手機電池使用效果影響最大，關(guān)系到手機通話的聲音清晰度32Editor:FrankVeken_Baowang自放電電池完全充電后，放置一個月。然后用1C放電至3.0V，其容量記為C2；電池初始容量記為C0；1-C2/C0即為該電池之月自放電率行業(yè)標(biāo)準鋰離子電池月自放電率小于12%，我們可以做到6%-8%電池自放電與電池的放置性能有關(guān)，其大小和電池內(nèi)阻結(jié)構(gòu)和材料性能有關(guān)33Editor:FrankVeken_Baowang記憶效應(yīng)記憶效應(yīng)是針對鎳鎘電池而言的，由于傳統(tǒng)工藝中負極為燒結(jié)式，鎘晶粒較粗，如果鎳鎘電池在它們被完全放電之前就重新充電，鎘晶粒容易聚集成塊而使電池放電時形成次級放電平臺。電池會儲存這一放電平臺并在下次循環(huán)中將其作為放電的終點，盡管電池本身的容量可以使電池放電到更低的平臺上。在以后的放電過程中電池將只記得這一低容量。同樣在每一次使用中，任何一次不完全的放電都將加深這一效應(yīng)，使電池的容量變得更低。

要消除這種效應(yīng)，有兩種方法，一是采用小電流深度放電（如用0.1C放至0V）一是采用大電流充放電（如1C）幾次。鎳氫電池和鋰離子電池均無記憶效應(yīng)34Editor:Frank