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文档简介
1、1,培训教程,锂离子电池生产流程,微宏动力系统,2,教程大纲,锂离子电池配料 锂离子电池 涂布 锂离子电池之流程及设备,3,电池(battery),电池是指通过正负极之间的电化反应将化学能转化为电能的装置。 充电时,将电能转化为化学能进行储存。 放电时,将化学能转化为电能释放,作为电源供用电器。 活性物质:电池充放电时,能进行氧化或还原反应而产生电能和储存化学能的电极材料。,4,什么叫锂离子电池?Li-Ion battery,锂离子电池是指Li+ 嵌入化合物为正、负极的二次电池。 正极采用锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 、LiFePO4和三元复合材料。 负极采用锂-碳
2、层间化合物LiXC6。 在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌,被形象的称为“摇椅电池”。 充电池时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态。 放电时则相反。,5,圆柱型锂离子电池的制造工艺流程,正极配料,来料检验,负极配料,正极涂布,负极涂布,正极制片,负极制片,隔 膜,卷 绕,入 壳,烘 烤,短路检验,滚 槽,注 液,封 口,化 成,密封性检验,分 容,外包装,出 厂,出厂检验,湿度控制,6,锂离子电池结构,正极 活性物质 导电剂、溶剂、粘合剂、基体 负极 活性物质(石墨、MCMB、CMS) 粘合剂、溶剂、基体 隔膜 电解液 外壳五金件(钢壳、铝壳、盖板、极耳
3、、绝缘片、绝缘胶带),7,圆柱形锂离子电池结构图,正极极耳,负极极耳,8,锂离子电池结构正极,正极基体:铝箔(约0.016mm厚),正极物质:LiFePO4+碳黑+PVDF,正极集流体:铝带(约0.1mm厚),高温胶带(约0.05mm厚),电池放电时从外电路获得电子的电极,此时电极发生还原反应。通常是电位高的电极。锂离子电池中的钴酸锂、锰酸锂电极等。,9,锂离子电池结构负极,负极基体:铜箔(约0.010mm厚),负极物质:石墨+CMC+SBR,负极集流体:镍带(约0.07mm厚),电池放电时向外电路输送电子的电极,此时电极发生氧化反应。通常是电位低的电极,锂离子电池中石墨电极。,10,锂离子电
4、池结构隔膜,材质:单层PE(聚乙烯)或者 三层复合PP(聚丙烯) +PE+PP 厚度:单层一般为0.0160.020mm 三层一般为0.0200.025mm,隔膜separation film是放置于两极之间,作为隔离电极的装置,藉以避免两极上的活性物质直接接触而造成电池内部的短路。但隔膜仍需能让带电离子通过,以形成通路。 隔膜要求: 离子透过度大 机械性强度适当 本身为绝缘体 不与电解液及电极发生反应,11,锂离子电池生产用的主要设备,1. 真空行星搅拌机 用途:将各种电池材 料均匀的搅拌成浆状。,12,2. 电极涂布机: 用途:搅拌后的浆料均匀涂膜在金属箔片 上。对浆料的涂布厚度精确到3微
5、米以下。,13,3. 辊压机:涂布后的极片进一步压实,提高电池的能量密度。,14,4. 极片分切设备,15,5. 全自动超声焊接导电柄设备,16,6. 卷绕机:将制造好的极片卷绕成电池,17,全自动卷绕机,18,7. 手套箱:保证在低湿度环境下将电解液与卷芯封装在一起,19,8. 注液机:保证高精度的流水化将电解液真空注入电池包装材料内,自动转盘真空注液机,日本方形全自动注液机,20,锂离子电池结构电解液,性质: 无色透明液体,具有较强吸湿性。 应用: 主要用于可充电锂离子电池的电解液,只能 在干燥环境下使用操作(如环境水分小于20ppm的手套箱内)。 规格: 溶剂组成 DMC:EMC:EC
6、=1:1:1 (重量比) LiPF6浓度 1mol/l 质量指标: 密度(25)g/cm3 1.230.03 水分(卡尔费休法) 20ppm 游离酸(以HF计) 50ppm 电导率(25) 10.40.5 mscm,21,9. 焊接设备,激光电池封焊机,微电脑高频逆变点焊机,超声波金属点焊机,22,10. 滚槽、封装设备:,23,11. 化成测试设备:将做好的电池充电活化,产生电压,同时测试电池的容量。,24,12. 真空干燥箱:,全自动真空烤箱,高温烤箱,25,锂离子电池的命名,锂离子二次电池的命名也分圆柱形和方形、扣式几种:,圆柱形的命名用三个字母和5位数字来表示,前两个字母表示锂离子电池(LI),后一个字母表示圆柱形(R),前两位数字表示以mm为单位的最大直径,后三位数字表示以0.lmm为单位的最大高度,如LIR18500即表示直径为18mm,高50mm的圆柱形锂离子电池。, 18mm,高度 50mm,LIR18500,26,方形的命名,用三个字母和6位数字来表示,前两个字母表示锂离子电池(LI),后一个字母表示方形(S),前两位数字表示以mm为单位的最大厚度,中间两位数字表示以mm为单
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