锂离子电池概述

1、锂离子电池锂离子电池概述概述内容内容 1 锂离子电池简史、性能优势、应用方向及产业状况 2 锂离子电池工作原理 3 锂离子电池关键材料 4 关键材料的制备方法及注意问题 5 电池的制作、包装（pack）与储存 6 动力锂离子电池技术发展与应用现状锂离子电池简史锂离子电池简史20世纪70年代 锂一次电池，包括锂二氧化锰电池，锂亚硫酰氯电等。其特点是能量密度高，但只能使用一次。 20世纪70年代 锂金属二次电池，以TiS2等作为正极，锂金属或锂合金为负极。由于安全及循环性能达不到要求，未能实现商品化。 20世纪90年代初 液态锂例子电池，正极采用锂过渡金属氧化LiCoO2、LiNiO2及LiMn2

2、O4等，负极采用石墨等碳材料或其他嵌锂化合物。电解液采用锂盐液态非水电解液。既有良好的循环性能，安全性也比较高。 1999 聚合物锂离子电池，正负极材料与液态锂离子电池所用材料同，只是采用凝胶状或全固态电解液，用铝塑薄膜替代金属外壳，安全性比液态锂离子电池高。性能优势性能优势工作电压 电池平均放电电压3.6-3.7V，相当于3个镍氢或镍镉电池串联，可以减少电池使用量。能量密度 体积比能量和质量比能量都很高，是镍氢及镍镉电池的两倍以上。体积小，重量轻，用于便携式电子产品有不可替代的优势。循环寿命 正常使用条件下，500次循环后电池放电容量不低于初始容量的80%应用方向应用方向 笔记本电脑、手机、

3、数码相机、媒体播放器、PDA、MP3 电动车、电动工具、备用电源以及在航空航天、军事、医学等方面的应用 产业状况产业状况 锂离子电池生产厂家主要集中在日本、韩国和中国，欧美厂家生产规模不大。 日本：Sanyo、Sony、Matsrshita、Hitachi Maxell、NEC等，Toshiba已于2004年退出 韩国：Samsung SDI、LG、SKC等 中国：力神、比亚迪、邦凯、比克、光宇、ATL、TCL等 欧美：加拿大Moli锂离子电池工作原理锂离子电池工作原理以LiCoO2 为正极、石墨为负极说明锂离子电池工作原理负极正极 锂离子的运动锂离子的运动 充电充电：正极正极负极负极放电放电

4、：负极负极正极正极锂离子移动锂离子移动锂离子电池工作原理锂离子电池工作原理目前锂离子电池的负极一般采用石墨或其他碳材料，正极为氧化钴锂等过渡金属氧化物。石墨和氧化钴锂都具有层状结构，在特定电压下锂离子能够嵌入或脱出这种层状结构，而材料结构不会发生不可逆变化。充电时，正极中的锂原子电离成锂离子和电子。锂离子在外加电场作用下，在电解液中由正极迁移到负极，还原成锂原子，插入到负极石墨的层状结构中。放电时，锂原子在负极表面电离离子和电子，分别通过电解液和负载流向正极，在正极重新复合成锂原子然后插入到正极的氧化钴锂的层状结构中。 需要考虑的基本问题：正极板必须要被负极板包住在内锂离子从正极向负极移动往负

5、极板中移动 （安全）往没有负极板的地方移动,锂离子会析出（不安全）锂离子电池关键材料锂离子电池关键材料 锂离子电池关键材料：正极材料、负极材料及电解质锂离子电池关键材料：正极材料、负极材料及电解质作为锂离子电池关键材料的热力学、动力学、晶体化作为锂离子电池关键材料的热力学、动力学、晶体化学以及微学以及微-/纳结构之间的关系需科学地予以研究。纳结构之间的关系需科学地予以研究。主要关注于主要关注于: (1) 材料热力学与动力学；材料热力学与动力学；(2) 混杂平衡与反应；混杂平衡与反应；(3) 活性材料的创新合成活性材料的创新合成/制备方法及其电化学研究制备方法及其电化学研究 29.89%21.0

6、7%14.56%7.28%7.66%19.54%国内外研究情况：锂离子电池相关材料类型及其所占比例锂离子电池关键材料锂离子电池关键材料锂离子电池关键材料：锂离子电池关键材料：正极材料正极材料 锂嵌入到正极材料或从正级材料中脱嵌，伴随着晶锂嵌入到正极材料或从正级材料中脱嵌，伴随着晶相变化。因此，锂离子电池的电极膜都要求很薄，相变化。因此，锂离子电池的电极膜都要求很薄，一般为几十微米的数量级。正极材料的嵌锂化合物一般为几十微米的数量级。正极材料的嵌锂化合物是锂离子电池中锂离子的临时储存容器。为了获得是锂离子电池中锂离子的临时储存容器。为了获得较高的单体电池电压，倾向于选择高电势的嵌锂化较高的单体电

7、池电压，倾向于选择高电势的嵌锂化合物。锂离子电池正极材料应满足：合物。锂离子电池正极材料应满足： 1）在所要求的充放电电位范围内，具有与电解质溶液的电化）在所要求的充放电电位范围内，具有与电解质溶液的电化学相容性；学相容性； 2）温和的电极过程动力学；）温和的电极过程动力学； 3）高度可逆性；）高度可逆性； 4）全锂化状态下在空气中的稳定性。）全锂化状态下在空气中的稳定性。锂离子电池关键材料：锂离子电池关键材料：正极材料正极材料 目前国内外关注的正极材料主要有： 橄榄石结构：LFP、 LMP 聚阴离子型：Li2MSiO4 层状结构：LNMC、LCO 、LiMn2O3-LMO2 尖晶石结构：LM

8、O、LNMO 橄榄石结构：LMP: LiMnPO4层状结构：N=Ni、M=Mn、C=Co尖晶石结构：M=Mn、N=Ni正极材料：制备方法介绍正极材料：制备方法介绍 1. 固相法：固相法：一般选用碳酸锂等锂盐和钴化合物或镍化合物研磨混合后，进行烧结反应。此方法优点是工艺流程简单，原料易得，属于锂离子电池发展初期被广泛研究开发生产的方法，国外技术较成熟；缺点是所制得正极材料电容量有限，原料混合均匀性差，制备材料的性能稳定性不好，批次与批次之间质量一致性差。 2.络合物法：络合物法：用有机络合物先制备含锂离子和钴或钒离子的络合物前驱体，再烧结制备。该方法的优点是分子规模混合，材料均匀性和性能稳定性好

9、，正极材料电容量比固相法高，国外已试验用作锂离子电池的工业化方法，技术并未成熟，国内目前还鲜有报道。 3.溶胶凝胶法：溶胶凝胶法：利用上世纪70年代发展起来的制备超微粒子的方法，制备正极材料，该方法具备了络合物法的优点，而且制备出的电极材料电容量有较大的提高，属于正在国内外迅速发展的一种方法。缺点是成本较高，技术还属于开发阶段。 正极材料：制备方法介绍正极材料：制备方法介绍 4. 共沉淀法：共沉淀法：一般用于制备多元的层状结构正极材料。选择合适的沉淀剂（NaOH或者Na2CO3）获得多元前驱体沉淀，过滤洗涤干燥后与锂盐烧结，获得相应的正极材料。目前该方法被广泛的应用在工业上。共沉淀过程中，温度

10、，溶液浓度，酸度，搅拌速度和最终的烧结温度是控制最终产物的形貌和粒度分布的关键，这也带来过程控制的困难。 5.离子交换法：离子交换法：Armstrong等用离子交换法制备的LiMnO2，获得了可逆放电容量达270mAh/g高值，此方法成为研究的新热点，它具有所制电极性能稳定，电容量高的特点。但过程涉及溶液重结晶蒸发等费能费时步骤，距离实用化还有相当距离。 热点：正极材料-制备方法 如何看待如何看待LiFePO4材料？材料？ SONY研究该材料体系10余年了！现在圆柱形电动工具电池大量生产，提供使用！ 日本GS-Yuasa刚研制出一个新电池： 11Ah用于PHEV，127Wh/kg；2130W/

11、kg（50%SOC）； 正极材料：LiFePO4+ LiMnNiCoO2； LiFePO4合成新方法？合成新方法？1：连续水热合成法：连续水热合成法：LG化学提出这种“低成本、易控制”技术材料性能：材料性能：161mAh/g（4.2V-3.0V）；8m2/g；无三价铁杂质存在；纳米碳：-5nm 2wt%/LFP结合均匀，牢固；LiFePO4LiFePO4合成新方法？合成新方法？ 2： 法国法国Tarascon教授发表了新的合成方法与新正极材料：教授发表了新的合成方法与新正极材料：合成方法：采用离子液体作介质，实施低温合成磷酸铁锂等一系列类似材料。原理：选择的碳氮基离子液体具有300以上的热稳定

12、性，因此在200-250 是稳定的；它既可以作为溶剂，又作为结构介质，使反应在低温下顺利进行，且可以控制颗粒尺寸。3：法国法国Tarascon教授发表了新的正极材料：教授发表了新的正极材料：LiFeSO4F材料系材料系列：列：合成方法：也采用离子液体作介质，实施低温合成；FeSO4 + LiF LiFeSO4FLiFeSO4F材料热稳定性可一直到350；比容量160mAh/g；电池电压区间2.0-4.2V；发现者强调它是比LiFePO4资源更丰富的材料。240-280 在LiFePO4基础上如何继续向前走？ 掺杂改性：LiFeCoPO4 合成新橄榄石结构材料：LiMnPO4 掺杂与包覆改性：L

13、iMnPO4 合成新体系：LiMSiO4体系 在镍基材料基础上如何向前走？在镍基材料基础上如何向前走？ 美国阿贡实验室提出浓度梯度分布核壳结构材料美国阿贡实验室提出浓度梯度分布核壳结构材料利用共沉淀法合成球形颗粒利用共沉淀法合成球形颗粒锂离子电池关键材料：锂离子电池关键材料：负极极材料负极极材料 负极材料的电导率一般都较高，则选择电位尽可能接近锂电负极材料的电导率一般都较高，则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂的化合物，如各种碳材料和金属氧化物。可逆位的可嵌入锂的化合物，如各种碳材料和金属氧化物。可逆地嵌入脱嵌锂离子。锂离子电池负极材料应满足地嵌入脱嵌锂离子。锂离子电池负极材料应满足： 1）在

14、锂离子的嵌入反应中自由能变化小；）在锂离子的嵌入反应中自由能变化小； 2）锂离子在负极的固态结构中有高的扩散率；）锂离子在负极的固态结构中有高的扩散率； 3）高度可逆的嵌入反应；）高度可逆的嵌入反应； 4）有良好的电导率；）有良好的电导率； 5）热力学上稳定，同时与电解质不发生反应。）热力学上稳定，同时与电解质不发生反应。锂离子电池关键材料：锂离子电池关键材料：负极材料负极材料 目前国内外关注的负极材料主要有：碳材料和具碳材料和具有特殊结构的金属氧化物有特殊结构的金属氧化物 碳材料：碳材料：石墨、软碳、中相碳微球已在国内有开发和研究，硬碳、碳纳米石墨、软碳、中相碳微球已在国内有开发和研究，硬碳

15、、碳纳米管、巴基球管、巴基球C60等多种碳材料正在被研究中；等多种碳材料正在被研究中； 锂离子电池中所用碳材料尚存在两方面的问题：锂离子电池中所用碳材料尚存在两方面的问题：1）电压滞后，即锂的嵌入反应在0025V之间进行（相对于LiLi）而脱嵌反应则在1V左右发生；2）循环容量逐渐下降，一般经过1220次循环后，容量降至400500mAh/g。 金属氧化物：金属氧化物：SnO2，WO2，MoO2，VO2，TiO2，LixFe2O3，Li4Ti5O12，Li4Mn5O12等 负极材料：制备方法介绍负极材料：制备方法介绍1.在一定高温下加热软碳得到高度石墨化的碳；嵌锂石墨离子型化合物分子在一定高温

16、下加热软碳得到高度石墨化的碳；嵌锂石墨离子型化合物分子式为式为LiC6，其中的锂离子在石墨中嵌入和脱嵌过程动态变化，石墨结构与电，其中的锂离子在石墨中嵌入和脱嵌过程动态变化，石墨结构与电化学性能的关系，不可逆电容量损失原因和提高方法等问题，都得到众多研化学性能的关系，不可逆电容量损失原因和提高方法等问题，都得到众多研究者的探讨。究者的探讨。2.将具有特殊结构的交联树脂在高温下分解得到的硬碳将具有特殊结构的交联树脂在高温下分解得到的硬碳,可逆电容量比石墨可逆电容量比石墨碳高，其结构受原料影响较大，但一般文献认为这些碳结构中的纳米微孔对碳高，其结构受原料影响较大，但一般文献认为这些碳结构中的纳米微

17、孔对其嵌锂容量有较大影响，对其研究主要集中于利用特殊分子结构的高聚物来其嵌锂容量有较大影响，对其研究主要集中于利用特殊分子结构的高聚物来制备含更多纳米级微孔的硬碳。制备含更多纳米级微孔的硬碳。3.高温热分解有机物和高聚物制备的含氢碳。这类材料具有高温热分解有机物和高聚物制备的含氢碳。这类材料具有600900mAh/g的可逆电容量，因而受到关注，但其电压滞后和循环容量下降的可逆电容量，因而受到关注，但其电压滞后和循环容量下降的问题是其最大应用障碍。对其制备方法的改进和理论机理解释将是研究的的问题是其最大应用障碍。对其制备方法的改进和理论机理解释将是研究的重点。重点。 负极材料：制备方法介绍负极材

18、料：制备方法介绍4）作为一种嵌锂材料，碳纳米管、巴基球）作为一种嵌锂材料，碳纳米管、巴基球C60等也是当前研究的一个新热等也是当前研究的一个新热点，成为纳米材料研究的一个分支。碳纳米管、巴基球点，成为纳米材料研究的一个分支。碳纳米管、巴基球C60的特殊结构使其的特殊结构使其成为高电容量嵌锂材料的最佳选择。从理论上说，纳米结构可提供的嵌锂容成为高电容量嵌锂材料的最佳选择。从理论上说，纳米结构可提供的嵌锂容量会比目前已有的各种材料要高，其微观结构已被广泛研究并取得了很大进量会比目前已有的各种材料要高，其微观结构已被广泛研究并取得了很大进展，但如何制备适当堆积方式以获得优异性能的电极材料，这应是研究

19、的一展，但如何制备适当堆积方式以获得优异性能的电极材料，这应是研究的一个重要方向。个重要方向。 国内外研究情况国内外研究情况16.07%锂离子电池负极材料研究范围与比例锂离子电池负极材料研究范围与比例锂离子电池关键材料：锂离子电池关键材料：电解质电解质 电解质向何处走电解质向何处走?（1）电解质盐）电解质盐 Z=N， C-RF在在4.6V（相对锂电极电位）不腐蚀（相对锂电极电位）不腐蚀Al集流体；集流体；（2）离子液体：无蒸汽压，阻燃！离子液体：无蒸汽压，阻燃！（3）聚合物电解质）聚合物电解质锂离子电池制作锂离子电池制作动力锂离子电池生产工艺主要由下面几个部分：动力锂离子电池生产工艺主要由下面

20、几个部分：正负极配方正负极混料电池的制作包装（pack）与储存为更好的说明锂离子电池的生产工艺，我们以为更好的说明锂离子电池的生产工艺，我们以LiCoO2 为正极活性物质为例为正极活性物质为例在下面的讨论中，技术参数的选定只是为更好说明电池的生产工艺；工在下面的讨论中，技术参数的选定只是为更好说明电池的生产工艺；工业上具体的技术参数需要按具体要求，进行选定业上具体的技术参数需要按具体要求，进行选定锂离子电池制作所需设备：锂离子电池制作所需设备：搅拌机、涂布机、辊压机、分条机、断片搅拌机、涂布机、辊压机、分条机、断片机、冲压机、烘箱、超声波电焊机、热封机、注液机、化成设备、真空抽机、冲压机、烘箱

21、、超声波电焊机、热封机、注液机、化成设备、真空抽气封口机气封口机1. 正负极配方1.1 正极配方正极配方正极主要包括：正极主要包括：LiCoO2(钴酸锂钴酸锂)+导电剂导电剂(乙炔黑乙炔黑)+粘合剂粘合剂(PVDF)+集流集流体（铝箔）体（铝箔） 正极引线正极引线LiCoO2(10m):93.5%其它：6.5% 如Super-P:4.0% PVDF761:2.5%NMP（增加粘结性）:固体物质的重量比约为810:1496a) 正极黏度控制6000cps(温度25转子3)；b) NMP重量须适当调节，达到黏度要求为宜；c) 特别注意温度湿度对黏度的影响钴酸锂：正极活性物质，锂离子源，为电池提高锂

22、源。导电剂：提高正极片的导电性，补偿正极活性物质的电子导电性。 PVDF粘合剂：将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。NMP：弱极性液体，用来溶解/溶胀PVDF，同时用来稀释浆料。正极引线：由铝箔或铝带制成。1. 正负极配方1.2 负极配方负极配方负极主要包括：负极主要包括：石墨石墨+导电剂导电剂(乙炔黑乙炔黑)+增稠剂增稠剂(CMC)+粘结剂粘结剂(SBR)+ 集流体集流体（铜箔）（铜箔） 负极引线负极引线负极材料：94.5%Super-P:1.0%SBR:2.25%CMC:2.25%水：固体物质的重量比为1600:1417.5 (a) 负极黏度控制5000-6000cps(温度25度，转

23、子3) (b) 水重量需要适当调节，达到黏度要求为宜； (c) 特别注意温度湿度对黏度的影响石墨：负极活性物质，构成负极反应的主要物质；主要分为天然石墨和人造 石墨两大类。导电剂：提高负极片的导电性，补偿负极活性物质的电子导电性。添加剂：降低不可逆反应，提高粘附力，提高浆料黏度，防止浆料沉淀。水性粘合剂（SBR）：将石墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。 负极引线：由铜箔或镍带制成。 2. 正负极混料2.1 正极混料正极混料 原料的掺和：原料的掺和：（1） 粘合剂的溶解（按标准浓度）及热处理。（2） 钴酸锂和导电剂球磨：使粉料初步混合，钴酸锂和导电剂粘合在一起，提高团聚作用和的导电性。配

24、成浆料后不会单独分布于粘合剂中，球磨时间一般为2小时左右；为避免混入杂质，通常使用玛瑙球作为球磨介子玛瑙球作为球磨介子。干粉的分散、浸湿：干粉的分散、浸湿：（1） 原理：固体粉末放置在空气中，随着时间的推移，将会吸附部分空气在固体的表面上，液体粘合剂加入后，液体与气体开始争夺固体表面；如果固体与气体吸附力比与液体的吸附力强，液体不能浸湿固体；如果固体与液体吸附力比与气体的吸附力强，液体可以浸湿固体，将气体挤出。当润湿角90度，固体浸湿。当润湿角90度，固体不浸湿。正极材料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿，所以正极粉料分散相对容易。2. 正负极混料2.1 正极混料正极混料（2） 分散方法对分散的

25、影响分散方法对分散的影响：A、 静置法（时间长，效果差，但不损伤材料的原有结构）；B、 搅拌法；自转或自转加公转（时间短，效果佳，但有可能损伤个别 材料的自身结构）。1、搅拌桨对分散速度的影响。搅拌桨大致包括蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。一般蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对付分散难度大的材料或配料的初始阶段；球形、齿轮形用于分散难度较低的状态，效果佳。2、搅拌速度对分散速度的影响。一般说来搅拌速度越高，分散速度越快，但对材料自身结构和对设备的损伤就越大。3、浓度对分散速度的影响。通常情况下浆料浓度越小，分散速度越快，但太稀将导致材料的浪费和浆料沉淀的加重。4、浓度对粘结强度的影响。浓度越大，柔

26、制强度越大，粘接强度越大；浓度越低，粘接强度越小。5、真空度对分散速度的影响。高真空度有利于材料缝隙和表面的气体排出，降低液体吸附难度；材料在完全失重或重力减小的情况下分散均匀的难度将大大降低。6、温度对分散速度的影响。适宜的温度下，浆料流动性好、易分散。太热浆料容易结皮，太冷浆料的流动性将大打折扣。稀释。将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。2. 正负极混料2.1 正极混料正极混料 原料的预处理（除水）：原料的预处理（除水）：（1） 钴酸锂：脱水。一般用120常压烘烤2小时左右。（2） 导电剂：脱水。一般用200 常压烘烤2小时左右。（3） 粘合剂：脱水。一般用120-140 常压烘烤2小时左右

27、，烘烤温度视分子量的大小决定。（4） NMP：脱水。使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施，直接使用。 物料球磨物料球磨a）将LiCoO2、 Super-P倒入料桶，同时加入磨球（干料：磨球（干料：磨球=1:1），），在滚瓶及上进行球磨，转速控制在60rmp以上；b）4小时结束，过筛分离出球磨；2. 正负极混料2.2 负极混料负极混料 原料的预处理：原料的预处理：（1） 石墨：A、混合，使原料均匀化，提高一致性。B、300400常压烘烤，除去表面油性物质，提高与水性粘合剂的相容能力，修圆石墨表面棱角（有些材料为保持表面特性，不允许烘烤，否则效能降低）。（2） 水性粘合剂：适当稀释，提高分散能力。

28、 掺和、浸湿和分散：掺和、浸湿和分散：（1） 石墨与粘合剂溶液极性不同，不易分散。（2） 可先用醇水溶液将石墨初步润湿，再与粘合剂溶液混合。（3） 应适当降低搅拌浓度，提高分散性。（4） 分散过程为减少极性物与非极性物距离，提高势能或表面能，所以为吸热反应，搅拌时总体温度有所下降。如条件允许应该适当升高搅拌温度，使吸热变得容易，同时提高流动性，降低分散难度。（5） 搅拌过程如加入真空脱气过程，排除气体，促进固-液吸附，效果更佳。（6） 分散原理、分散方法同正极配料中的相关内容 稀释稀释：将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。2. 正负极配方2.2 负极混料负极混料 物料球磨物料球磨a）将负极和Su

29、per-P倒入料桶同时加入球磨（干料：磨球=1:1.2）在滚瓶及上进行球磨，转速控制在60rmp以上；b）4小时结束，过筛分离出球磨；配料注意事项：配料注意事项：1、 防止混入其它杂质；2、 防止浆料飞溅；3、 浆料的浓度（固含量）应从高往低逐渐调整，以免增加麻烦；4、 在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底，确保分散均匀；5、 浆料不宜长时间搁置，以免沉淀或均匀性降低；6、 需烘烤的物料必须密封冷却之后方可以加入，以免组分材料性质变化；7、 搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主；搅拌桨的使用以浆料分散难度进行更换，无法更换的可将转速由慢到快进行调整，以免损伤设备；8、 出料前对浆料进行过筛，

30、除去大颗粒以防涂布时造成断带；9、 对配料人员要加强培训，确保其掌握专业知识，以免酿成大祸；10、 配料的关键在于分散均匀，掌握该中心，其它方式可自行调整。3. 电极片的制作 3.1 极片尺寸：极片尺寸：根据不同的要求，设计极片尺寸根据不同的要求，设计极片尺寸3.2 拉浆工艺拉浆工艺 （a）集流体尺寸）集流体尺寸 正极（铝箔），间歇涂布正极（铝箔），间歇涂布 负极（铜箔），间歇涂布负极（铜箔），间歇涂布 （b）拉浆重量要求）拉浆重量要求 电极电极 第一面双面第一面双面 重量（重量（g） 面密度（面密度（mg/cm2） 重量（重量（g） 面密度面密度 （mg/cm2）-3.3 裁片裁片 （a）正

31、极拉浆后进行以下工序：）正极拉浆后进行以下工序： 裁大片裁大片 裁小片裁小片 称片（配片）称片（配片） 烘烤烘烤 轧片轧片 极耳焊接极耳焊接 （b）负极拉浆后进行以下工序：）负极拉浆后进行以下工序： 裁大片裁大片 裁小片裁小片 称片（配片）称片（配片） 烘烤烘烤 轧片轧片 极耳焊接极耳焊接3. 电极片的制作 3.4 轧片要求轧片要求3.5 配片方案配片方案3. 电极片的制作 3.6 3.6 极片烘烤极片烘烤备注：真空系统的真空度为-0.095-0.10Mpa 保护气为高纯氮气，气体气压大于0.5Mpa4.1 极耳制作极耳制作正极极耳 上盖组合 超声波焊接铝条边缘与极片边缘平齐负极 镍条直接用点

32、焊机点焊，要求点焊数为8个点镍条右侧与负极片右侧对齐，镍条末端与极片边缘平齐4.2 隔膜尺寸隔膜尺寸4.3 卷针宽度卷针宽度 4. 电芯的制作 4.4 压芯压芯 电池卷绕后，先在电芯底部贴上24mm的通明胶带，再用压平机冷压2次； 4.5 电芯入壳前要求电芯入壳前要求胶纸胶纸 镍条。镍条。4.6 装壳装壳4.7 负极极耳焊接负极极耳焊接 负极镍条与钢壳用点焊机焊接，要保证焊接强度，禁止虚焊负极镍条与钢壳用点焊机焊接，要保证焊接强度，禁止虚焊4.8 激光焊接激光焊接仔细上号夹具，电池壳与上盖配合良好后才能进行焊接，注意避免出现焊偏仔细上号夹具，电池壳与上盖配合良好后才能进行焊接，注意避免出现焊偏

33、4.9 电池真空烘烤电池真空烘烤备注：备注：（1）真空系统的真空度为-0.0950.10Mpa（2）保护气为高纯氮气，气体气压大于0.5Mpa（3）每小时抽一次真空注一次氮气； 4.10 注液量：注液量：注液房相对湿度：小于30% 温度：205 封口胶布：宽红色胶布。粘胶布时注意擦净注液口的电解液 用2道橡皮筋将棉花固定在注液口处 4.11 化成制度化成制度 4.11.1 开口化成工艺开口化成工艺 a)恒流充电：40mA*4h 80mA*6h 电压限制：4.00V b)全检电压，电压大于3.90V的电池进行封口，电压小于3.90V的电池接着用 60mA恒流至3.90-4.00后封口，再打钢珠；

34、电池清洗，清洗剂为醋酸+酒精 4.11.2 续化成制度续化成制度（a）恒流充电（400mA，4.20V，10min）（b）休眠（2min） （c）恒流充电（400mA，4.20V，100min）（d）恒压充电（4.20V，20mA，150min）（e）休眠（30min）（f）恒流放电（750mA，2.75V，80min）（g）休眠（30min）（h）恒流充电（750mA，3.80V，90min）（i）恒压充电（3.80V，20mA，150min）极片制作很重要极片制作很重要 锂离子电池制片过程掉粉的分析与讨论锂离子电池制片过程掉粉的分析与讨论 掉粉的可能性在生产过程中影响的因素有：掉粉的可能性

35、在生产过程中影响的因素有： 1、配方比例不当，如粘接剂太少，容剂少致使搅拌不均匀。2、粘接剂烘烤温度过高，使粘接剂结构受到破坏，。3、浆料搅拌时间不够，没有完全搅拌开，4、涂布时温度太低，极片未烘干。5、涂布量不均匀，厚度差异太大。6、极片在辊压前未烘烤，在空气中大量吸收水份。7、辊压时压力过大，使极粉与集流体剥离。8、辊压时极片的放送方式不对，造成极片受力不均。4. 包装（pack）与储存Pack在这里是指包装，封装，装配的意思。1.工序流程介绍：工序流程介绍： 电池PACK工序分为前加工、组装、包装三大部分前加工：前加工：镍带点焊镍带点焊 是镍带片和电芯电芯的正极耳，放在夹具上用金属超声波

36、点焊机，通过超声波将其焊接；或者，镍带片和电芯的负极耳，放在夹具上用点焊机熔焊，将其焊接起来的工序。注意焊接时必须使用夹具。操作要求：操作要求：焊接牢靠、不焊歪斜、长度和深度达到标准。互检：互检：上工序镍带切割后不得有卷口和毛刺，以免折叠后刺破电芯。不良品退回上工序。贴绝缘纸贴绝缘纸 是将绝缘纸（如成型美纹胶、电工胶、青稞胶纸等）贴于电芯上工艺规定的位置。操作要求：操作要求：按工艺图纸位置、不得歪斜，不得贴有异物。互检：互检：检查电芯是否漏液及有异味。不良品退回领料员。4. 包装（pack）与储存正负极加锡正负极加锡 是用电烙铁在电芯极片加上规定量的焊锡。注意加焊方向，烙铁的温度范围：3601

37、0，操作时小心用烙铁头焊接，避免造成电芯正负极短接。电烙铁不用或使用完时，要及时断开电源，用完后烙铁头必须镀一层锡，以防止烙铁头氧化。操作要求：操作要求：锡点光滑、牢固、均匀、无漏焊。锡量适宜。互检互检：检查点焊镍带是否牢固。不良品退回上工序。导线焊接导线焊接 是将导线用电烙铁和焊锡丝与电芯极耳焊接在一起。注意导线焊法，通常有交叉焊接、平行焊接。正极使用红导线，负极使用黑导线。烙铁的温度范围：36010，操作时小心用烙铁头焊接，避免造成电芯正负极短接。电烙铁不用或使用完时，要及时断开电源，用完后烙铁头必须镀一层锡，以防止烙铁头氧化。操作要求：操作要求：焊接牢固、均匀、无虚焊、漏焊。锡量适宜。互

38、检：互检：发现点焊不牢及漏挂锡的不良品退回上工序。4. 包装（pack）与储存 组装部分：组装部分：PCB板加锡板加锡 是用电烙铁在PCB板上面加上一定量的焊锡。注意烙铁的温度范围：36010，操作时，小心用烙铁头焊接，避免造成电芯正负极短接。为了防止静电环对PCB板元件的损坏，要求工位上都垫有防静电胶垫，带紧静电手腕带，保持作业时无松动，如带有鳄鱼夹则需牢固夹在拉线下的地线上，定期检测静电环是否达到标准；电烙铁不用或使用完时，要及时断开电源，用完后烙铁头必须镀一层锡，以防止烙铁头氧化。操作要求：操作要求：锡点光滑、牢固、均匀、无漏焊。锡量适宜。互检：互检：发现与样本不符的PCB板退回领料员。

39、扣扣PCB板板 是将PCB板扣合或放置于电芯上所指定的位置。为了防止静电环对PCB板元件的损坏，要求工位上都垫有防静电胶垫，带紧静电手腕带，保持作业时无松动，如带有鳄鱼夹则需牢固夹在拉线下的地线上，定期检测静电环是否达到标准。操作要求：操作要求：扣盒时检查露出端子无歪斜、不得露绿油，无异常凸起。互检：互检：漏焊、锡点不牢固的不良品退回上工序。4. 包装（pack）与储存压焊压焊 是通过热熔的方法将壳上的定位柱烫压下去，冷却后PCB板得到固定。注意压焊头与压焊底模的距离为3.50.5cm；压焊温度值范围：180320；压焊时间值范围：0.6S1.0S，具体视温度的高低而设定；操作要求：操作要求：

40、压焊后PCB板无偏移、PCB板无松动、胶粒不得温度过高后脱落。互检：互检：底壳表面无污点，卡扣无损伤，PCB板端子不生锈，不良品退回上工序。 底壳贴胶底壳贴胶 是在底壳的指定位置贴上规定大小的双面胶纸，使得电芯在电池外壳内获得固定。操作要求：操作要求：按图纸位置、不得歪斜，不得贴有异物。互检：互检：PCB板无偏移、PCB板无松动、胶粒无脱落，不良品退回上工序。4. 包装（pack）与储存端子焊接端子焊接 是将底壳上电池的端子与电芯上的PCB板用烙铁和焊锡丝焊接起来的过程。注意烙铁的温度范围：36010，操作时，小心用烙铁头焊接，避免造成电芯正负极短接。为了防止静电环对PCB板元件的损坏，要求工

41、位上都垫有防静电胶垫，带紧静电手腕带，保持作业时无松动，如带有鳄鱼夹则需牢固夹在拉线下的地线上，定期检测静电环是否达到标准；电烙铁不用或使用完时，要及时断开电源，用完后烙铁头必须镀一层锡，以防止烙铁头氧化。操作要求操作要求：焊点光滑，大小一致，无锡渣连锡，防止端子间短路；保护电芯，防止电芯被烫伤发生漏液。互检：互检：端子偏移、生锈，外壳异色、划伤的不良品退回上工序。焊接焊接B+B- 是将电芯的正极和负极与PCB板的正极和负极分别焊接起来的过程。注意烙铁的温度范围：36010，操作时，小心用烙铁头焊接，避免造成电芯正负极短接。为了防止静电环对PCB板元件的损坏，要求工位上都垫有防静电胶垫，带紧静

42、电手腕带，保持作业时无松动，如带有鳄鱼夹则需牢固夹在拉线下的地线上，定期检测静电环是否达到标准；电烙铁不用或使用完时，要及时断开电源，用完后烙铁头必须镀一层锡，以防止烙铁头氧化。操作要求：操作要求：通常先焊正极、再焊负极，焊接时不得短路；互检：互检：检查电芯是否漏液及有异味，不良品退回领料员。 4. 包装（pack）与储存半成品检测半成品检测 是在生产线上对已组装在一起的电池半成品进行短路性能测试。为了防止静电环对PCB板元件的损坏，要求工位上都垫有防静电胶垫，带紧静电手腕带，保持作业时无松动，如带有鳄鱼夹则需牢固夹在拉线下的地线上，定期检测静电环是否达到标准；操作要求：操作要求：检查在线品电

43、芯、焊接点，结构与样本一致，发现不同于样板，及时报告QC线长。检查在线品底壳，无划伤、色点、机械损伤及烫伤；检查在线品外露端子，无断裂、移位、生锈、变形、松动；用短路表对在线品进行短路保护测试，指针向右摆动迅速回复到“0”位。互检：互检：对检测发现的不良品用红色箭头纸标识，放入红色周转盒；同种现象不良率超过1%，及时报告QC线长。扣盒扣盒 是将半成品电池扣上面壳的工序。注意不同底壳、面壳模号分开下线，并加以区别。操作要求：操作要求：避免扣盒时压到电芯。互检互检：混模号的面、底壳，退回上工序。4. 包装（pack）与储存超焊超焊 是在塑料超声波焊接机上将已扣盒的电池进行外壳超声波焊接的工序；这是

44、一道特殊工序，必须是经过培训并有经验的操作工才能对设备进行操作。操作前首先根据超声设备作业指导书、超声设备控制表把超声机调整为正常工作状态；再试模把塑料外壳放入模具中，试超焊后检查是否超伤、超高、熔胶，撬开空壳检查焊线融接效果及电芯是否受压。批量生产时，检查开头60个电池必须超焊紧密，不得有超伤、超高、熔胶现象。发现不良品及时调模。操作要求：操作要求：超焊紧密为1m高距离分别从六个面跌落一次无松开现象；电池配机缝隙小于0.2mm，不同底壳、面壳模号下机时，需调整模具，并加以区别；及时更换上下保护膜，以免膜破裂致使壳变脏；操作时严禁单键操作或多人操作；互检：互检：扣盒不良退回上工序。 外观检测外

45、观检测 是在生产线上对超焊后的电池进行的外观质量检测。检查在线品的塑胶壳表面，要求无划伤、缩水、混色点、超松、超伤、超高、无机械损伤及烫伤、模号一致；检查在产品外露端子，要求无移位、下陷、划伤、生锈、异色、变形；检查在产品配手机缝隙及锁扣，要求原装0.2mm，礼包0.3mm；锁扣上下自如。4. 包装（pack）与储存操作要求：操作要求：操作时必须戴手套或指套，检测时预防误检、漏检及注意面壳模号、面漆的一致性；对检测发现的不良品用红色箭头纸标识，放入红色周转盒，发现不同于样板或同种现象不良率超过1%，及时报告QC线长。互检：互检：模具不稳定时全试手机，稳定时每60只电池试机一个；严格区分原/礼包

46、电池不良品退回上工序。成品性能检测成品性能检测 是对在超声波焊接后的电池进行的电性能检测。将在线产品放进测试夹具内，测试针与端子孔正确对位，进行短路保护测试，指针向右摆动并迅速回复到“0”位；阻值测试（ID端、NT端），与PCB板检测作业指导书标准相同；开路电压，开路电压3.75V；负载电流测试，负载电流0.8A。操作要求：操作要求：定时对检测设备进行校正，发现故障及磨损电池端子时通知相关人员维护；操作时必须戴手套或指套，检测时预防误检、漏检；不良品用红色箭头纸标识，由QC线长及主管复核，打上姓名及头个字母，隔离下线，分开下机。发现同种不良品不良率超过1%时，及时报告QC线长。互检：互检：模号

47、、面漆、原/礼包的区分，末区分的不良品退回上工序。 4. 包装（pack）与储存包装部分：包装部分： 喷码喷码 编码标准编码标准 是在电池规定的位置使用喷码机喷上规定的码（字符组合）。注意电池模号、面漆、原/礼包的区分；对每一批电池喷码前，应检查、核对，使码与物料要求符合。操作要求：操作要求：喷码清楚,无墨斑、无漏喷码。互检：互检：不良品退回领料员。 抹机抹机 是对电池进行的出厂前最后一次外观清洁，使用的抹机工具主要是软布、抹机水等。操作要求：操作要求：抹机水的使用应该以少量为宜，尽量少使用抹机水；只是对挑出的污脏电池进行抹机。互检：互检：不良品退回上工序。4. 包装（pack）与储存包装入箱包装入箱 是对电池进行包装（如套胶纸袋）以后再装入包装箱的过程。把上工序流入已喷码的电池装进塑料袋，折叠塑料袋的多余部分，把折叠好的电池放入卡通箱小方格内，卡通箱内装满电池后，在箱外贴一张箱唛，贴在侧面。注意操作时原装必须戴手套或指套；如果是礼包电池，需在封口的中间贴一条透明胶（30mm*12mm*0.1mm），贴胶纸匀称；箱唛注明物料编码、供料名称、物料名称、规格/颜色、数量、订单号、出厂日期及备注。操作要求：操作要求：喷码入袋方向一致，折叠方向一致平整，电池壳模号一致，同箱只允许装同类型（面漆、模号、原/礼包）电池，不可混装或漏装