锂离子电池软包叠片、卷绕基本工艺流程介绍

1、01/25/2012Li离子电芯核心制造工艺分为：离子电芯核心制造工艺分为： 叠片工艺和卷绕工艺叠片工艺和卷绕工艺两种工艺的主要区别和工艺名称来源两种工艺的主要区别和工艺名称来源 极片装配方式的区别极片装配方式的区别叠片工艺是将正极、负极切成小片与隔离膜叠合成小电芯单体，然后将小电芯单体叠放并联并联起来组成一个大电芯的一种Li离子电芯制造工艺。小电芯单体叠片过程演示负极隔离膜正极叠片过程演示Bi-cellInsert battery cellFormed pocketPacking foilStackingW elding叠片工序流程图（叠片工序流程图（Main process）搅拌（Mixi

2、ng）涂布（Coating）对辊（Pressing）模切（Module Cutting）叠片（Stacking）焊接（ Welding）顶封（ Top Sealing）注液（ Inject）预化（ Formation）抽气封口（ Degassing）测试成型（ Forming）化成（ Aging）Mixing示意图Mixing （搅拌）（搅拌）n工序功能：将正极或者负极粉料以及其他配料混合均匀，并调制成浆工序功能：将正极或者负极粉料以及其他配料混合均匀，并调制成浆。活性物质导电剂粘接剂溶剂搅拌罐浆料控制点:1.Viscosity粘度2.Particle size颗粒度3.Solid conte

3、nt固含量工序控制点：1.搅拌速度2.搅拌温度3.搅拌时间4.搅拌次序Coating （涂布）工序功能工序功能：将浆料将浆料连续连续、均匀地涂覆在传送、均匀地涂覆在传送集流体集流体的表面，烘干，分别的表面，烘干，分别制成正负制成正负极片极片。原理原理：涂辊转动带动浆料，通过调整刮刀间隙来调节浆料转移量，并利用背辊或涂辊的转动将浆料转移到基材上，按工艺要求，控制涂布层的厚度以达到重量要求，同时，通过干燥加热除去平铺于基材上的浆料中的溶剂，使固体物质很好地粘结于基材上。Coating示意图输出控制点:1.涂布尺寸2.涂布重量或密度3.膜片粘接4.外观5.干燥度输入控制点：1. 速度2. 温度3.

4、间隙（刀表）4. 张力Cold Lam （冷压）（冷压）工序功能工序功能：将将Coating后的极片压实，达到合适的密度和厚度后的极片压实，达到合适的密度和厚度原理原理：通过调节压辊的间隙以调节压力，从而调节极片被压实的厚度和密度Stacking（叠片）（叠片）工序功能：工序功能：通过手工或夹具将正极极片、隔离膜、负极极片规则地重叠在一起。叠片过程演示Welding（焊接）（焊接）工序功能：工序功能：将多个Al、Ni 极耳一起焊接成为裸电芯原理原理：超声波焊接利用超声频率（超过 16KH Z）的机械振动能量在静压力的共同作用下，将弹性振动能量转变为工件间的摩擦功、形变能及随后有限的温升，从而达

5、到连接异种金属的目的。切去多余的极耳焊接焊接后的裸电芯Top sealing（顶封）（顶封）工序功能：工序功能：将裸电芯包上包装铝箔，对顶部和侧边进行热封装原理原理：包装铝箔分3层（尼龙层、铝层、PP层），封装时通过加热使PP溶化，同时加压（封头压合）使两层包装铝箔粘合在一起，达到封装的目的Inject（注液）n工序功能：将电解液加入到电芯中，并将电芯完全封住工序功能：将电解液加入到电芯中，并将电芯完全封住n环境要求：环境要求：电芯注液前要进行除水，关注过程要求低湿度原理：原理：水作为电解液中一种痕量组分，对锂离子电池SEI膜的形成和电池性能有非常大的影响，满充状态的负极与锂金属性质相近，可以

6、直接与水发生反应。因此，在锂离子电池的制作过程中必须严格控制环境的湿度和正负极材料、电解液的含水量。 预化n工序功能：工序功能：通过充放电方式充放电方式将其内部正负极物质激活，同时在负极表面形成良好的SEI膜。n原理：原理：锂电芯的化成是电池的初使化,使电芯的活性物质激活，即是一个能量转换的过程。锂电芯的化成是一个非常复杂的过程，同时也是影响电池性能很重要的一道工序，因为在Li+第一次充电时，Li+第一次插入到石墨中，会在电池内发生电化学反应, 在电池首次充电过程中不可避免地要在碳负极与电解液的相界面上、形成覆盖在碳电极表面的钝化薄层，人们称之为固体电解质相界面或称SEI膜(SOLID ELE

7、CTROLYTE INTERFACE）n预化流程：预化流程： 0.02C CC 210min to 3.4V; 0.1C CC 420min to 3.95VForming（成型）工序功能：将电芯外型作最后加工工序功能：将电芯外型作最后加工DegassingBaking切边折边释放化成产生的气体高温老化切去气袋和多余的侧边将侧边折起，完成电芯最终外形化成n工序功能：工序功能：进一步形成稳定SEI，并检测电芯容量老化n工序功能：工序功能：电压挑选卷绕工艺工序流程图卷绕工艺工序流程图（主要工序主要工序）搅拌（Mixing）涂布（Coating）冷压（Cold Lam）裁片分条（ Slitting

8、）焊接（ Welding）卷绕（Winding）顶封（ Top sealing）注液（ Inject）化成（ Formation）成型（ Forming）测试Mixing示意图Mixing （搅拌）与叠片工艺基本相同（搅拌）与叠片工艺基本相同n工序功能：将正极或者负极粉料以及其他配料混合均匀，并调制成浆工序功能：将正极或者负极粉料以及其他配料混合均匀，并调制成浆。活性物质导电剂粘接剂溶剂搅拌罐浆料检测点:1.Viscosity粘度2.Particle size颗粒度3.Solid content固含量Coating （涂布）（涂布）-与叠片原理相同，方法不同工序功能工序功能：将浆料将浆料间歇间

9、歇、均匀地涂覆在传送、均匀地涂覆在传送集流体集流体的表面，的表面，烘干，分别制成正负极的烘干，分别制成正负极的极片卷极片卷。原理原理：涂辊转动带动浆料，通过调整刮刀间隙来调节浆料转移量，并利用背辊或涂辊的转动将浆料转移到基材上，按工艺要求，控制涂布层的厚度以达到重量要求，同时，通过干燥加热除去平铺于基材上的浆料中的溶剂，使固体物质很好地粘结于基材上。Cold Lam （冷压）（冷压）工序功能工序功能：将将Coating后的极片压实，达到合适的密度和厚度后的极片压实，达到合适的密度和厚度原理原理：通过调节压辊的间隙以调节压力，从而调节极片被压实的厚度和密度Cutting（裁片、分条）（裁片、分条

10、）工序功能工序功能：将冷压后的极片卷，先裁成大片，然后分成所需将冷压后的极片卷，先裁成大片，然后分成所需要的小条正负极极片要的小条正负极极片Winding（卷绕）（卷绕）工序功能工序功能：小条正负极极片、隔离膜卷绕组合成裸电芯小条正负极极片、隔离膜卷绕组合成裸电芯Top sealing（顶封）（顶封）-与叠片工艺相同与叠片工艺相同工序功能：工序功能：将裸电芯包上包装铝箔，对顶部和侧边进行热封装原理原理：包装铝箔分3层（尼龙层、铝层、PP层），封装时通过加热使PP溶化，同时加压（封头压合）使两层包装铝箔粘合在一起，达到封装的目的Inject（注液）-与叠片工艺基本相同n工序功能：将电解液加入到电芯中，并将电芯完全封住工序功能：将电解液加入到电芯中，并将电芯完全封住n环境要求：环境要求：电芯注液前要进行除水，关注过程要求低湿度原理：原理：水作为电解液中一种痕量组分，对锂离子电池SEI膜的形成和电池性能有非常大的影响，满充状态的负极与锂金属性质相近，可以直接与水发生反应。因此，在锂离子电池的制作过程中必须严格控制环境的湿度和正负极材料、电解液的含水量。 Formation(预化成）预化成）-与叠片工艺原理相同，流程不同与叠片工艺原理相同，流程不同n工序功能：工序功能：通过充电方式充电方式