鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程及相關(guān)設(shè)備

關(guān)于鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程及相關(guān)設(shè)備2教程大綱鋰離子電池配料鋰離子電池涂布鋰離子電池之流程及設(shè)備第2頁,共30頁，2024年2月25日，星期天3第3頁,共30頁，2024年2月25日，星期天4電池（battery）電池是指通過正負(fù)極之間的電化反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。充電時，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能進(jìn)行儲存。放電時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能釋放，作為電源供用電器。活性物質(zhì)：電池充放電時，能進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)而產(chǎn)生電能和儲存化學(xué)能的電極材料。第4頁,共30頁，2024年2月25日，星期天5什么叫鋰離子電池？

Li-Ionbattery鋰離子電池是指Li+

嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iXCoO2、LiXNiO2

、LiXMnO2

、LiFePO4和三元復(fù)合材料。負(fù)極采用鋰-碳層間化合物L(fēng)iXC6。在充放電過程中，Li+

在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象的稱為“搖椅電池”。充電池時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)。放電時則相反。第5頁,共30頁，2024年2月25日，星期天6圓柱型鋰離子電池的制造工藝流程正極配料來料檢驗(yàn)負(fù)極配料正極涂布負(fù)極涂布正極制片負(fù)極制片隔膜卷繞入殼烘烤短路檢驗(yàn)滾槽注液封口化成密封性檢驗(yàn)分容外包裝出廠出廠檢驗(yàn)濕度控制第6頁,共30頁，2024年2月25日，星期天7鋰離子電池結(jié)構(gòu)正極活性物質(zhì)

導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基體負(fù)極活性物質(zhì)（石墨、MCMB、CMS)

粘合劑、溶劑、基體隔膜電解液外殼五金件（鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片、絕緣膠帶）第7頁,共30頁，2024年2月25日，星期天8圓柱形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖正極極耳負(fù)極極耳密封圈限流開關(guān)隔膜下絕緣墊上絕緣板第8頁,共30頁，2024年2月25日，星期天9鋰離子電池結(jié)構(gòu)——正極正極基體：鋁箔（約0.016mm厚)正極物質(zhì)：LiFePO4+碳黑+PVDF正極集流體：鋁帶（約0.1mm厚）高溫膠帶（約0.05mm厚）電池放電時從外電路獲得電子的電極,此時電極發(fā)生還原反應(yīng)。通常是電位高的電極。鋰離子電池中的鈷酸鋰、錳酸鋰電極等。第9頁,共30頁，2024年2月25日，星期天10鋰離子電池結(jié)構(gòu)——負(fù)極負(fù)極基體：銅箔（約0.010mm厚)負(fù)極物質(zhì)：石墨+CMC+SBR負(fù)極集流體：鎳帶（約0.07mm厚）電池放電時向外電路輸送電子的電極，此時電極發(fā)生氧化反應(yīng)。通常是電位低的電極，鋰離子電池中石墨電極。第10頁,共30頁，2024年2月25日，星期天11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0.020～0.025mm隔膜﹝separationfilm﹞——是放置于兩極之間，作為隔離電極的裝置，藉以避免兩極上的活性物質(zhì)直接接觸而造成電池內(nèi)部的短路。但隔膜仍需能讓帶電離子通過，以形成通路。隔膜要求：①離子透過度大②機(jī)械性強(qiáng)度適當(dāng)③本身為絕緣體④不與電解液及電極發(fā)生反應(yīng)第11頁,共30頁，2024年2月25日，星期天12鋰離子電池生產(chǎn)用的主要設(shè)備1.真空行星攪拌機(jī)用途：將各種電池材料均勻的攪拌成漿狀。第12頁,共30頁，2024年2月25日，星期天132.電極涂布機(jī)：用途:攪拌后的漿料均勻涂膜在金屬箔片上。對漿料的涂布厚度精確到3微米以下。第13頁,共30頁，2024年2月25日，星期天143.輥壓機(jī)：涂布后的極片進(jìn)一步壓實(shí)，提高電池的能量密度。第14頁,共30頁，2024年2月25日，星期天154.極片分切設(shè)備第15頁,共30頁，2024年2月25日，星期天165.全自動超聲焊接導(dǎo)電柄設(shè)備第16頁,共30頁，2024年2月25日，星期天176.卷繞機(jī)：將制造好的極片卷繞成電池第17頁,共30頁，2024年2月25日，星期天18全自動卷繞機(jī)第18頁,共30頁，2024年2月25日，星期天197.手套箱：保證在低濕度環(huán)境下將電解液與卷芯封裝在一起第19頁,共30頁，2024年2月25日，星期天208.注液機(jī)：保證高精度的流水化將電解液真空注入電池包裝材料內(nèi)自動轉(zhuǎn)盤真空注液機(jī)日本方形全自動注液機(jī)第20頁,共30頁，2024年2月25日，星期天21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(qiáng)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(fèi)休法）≤20ppm

游離酸（以HF計）≤50ppm

電導(dǎo)率（25℃）10.4±0.5ms／cm第21頁,共30頁，2024年2月25日，星期天229.焊接設(shè)備激光電池封焊機(jī)微電腦高頻逆變點(diǎn)焊機(jī)超聲波金屬點(diǎn)焊機(jī)第22頁,共30頁，2024年2月25日，星期天2310.滾槽、封裝設(shè)備：第23頁,共30頁，2024年2月25日，星期天2411.化成測試設(shè)備：將做好的電池充電活化，產(chǎn)生電壓，同時測試電池的容量。第24頁,共30頁，2024年2月25日，星期天2512.真空干燥箱：全自動真空烤箱高溫烤箱第25頁,共30頁，2024年2月25日，星期天26鋰離子電池的命名

鋰離子二次電池的命名也分圓柱形和方形、扣式幾種:圓柱形的命名用三個字母和5位數(shù)字來表示，前兩個字母表示鋰離子電池(LI)，后一個字母表示圓柱形(R)，前兩位數(shù)字表示以mm為單位的最大直徑，后三位數(shù)字表示以0.lmm為單位的最大高度，如LIR18500即表示直徑為18mm，高50mm的圓柱形鋰離子電池。?18mm高度50mmLIR18500第26頁,共30頁，2024年2月25日，星期天27方形的命名用三個字母和6位數(shù)字來表示，前兩個字母表示鋰離子電池(LI)，后一個字母表示方形(S)，前兩位數(shù)字表示以mm為單位的最大厚度，中間兩位數(shù)字表示以mm為單位的寬度，后兩位數(shù)字以mm為單位的最大高度，如LIS043048即表示厚度為4mm，寬30mm，高48mm的方形鋰離子電池。LIS043048高度48mm厚度4.0mm寬度30mm第27頁,共30頁，2024年2月