锂离子电池工艺配料

2222锂离子电工艺配料配料过程实际上是将浆料中的各种组成按标准比例混合在一起，调制成浆料，以利于平均涂布，保证极片的一致性。配料大致包括五个过程，即：原料的预处理、掺和、浸湿、分散和絮凝。1.1正极配（)(LiCoO(10μm):93.5%；它：6.5%Super-P:4.0%；PVDF761:2.5；NMP（增加粘结性）固物质的量比约为810:1496a)正黏度操纵6000cps(温25转子3)b)NMP重须适当调剂，达到黏度要求为宜；c)专注意温度湿度对黏度的阻碍钴酸锂：正极活性物质，锂离子源，为池提高锂源。钴酸锂非极性物质不规则形径一样含水量通为碱性，值左。锰酸锂：非极性物质，不规则形状，粒一样，水量，常为弱碱性，值左右。

导剂提高正极片的导电性，补偿正极活性物质的电子导电性。提高正极片的电解液的吸液量，增加反应界面，减少极化。非极性物质，葡萄链状物，含水量，油，径一样为2-5；紧有一般碳黑、超导碳黑、石墨乳等，在大批量应用时一样选择超导碳黑和石墨乳复配；通常为中性PVDF粘合剂将钴酸锂、导电剂和箔或铝网粘合在一起。非极性物质，链状物，分子量到不吸后分子量下降粘变差。：极性液体，用来溶/溶胀PVDF，时用来稀释浆料。正极引：铝箔或铝带制成。1.2负极配（()(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1600:1417.5a)负极黏度操纵温25转子3)b)水重量需要适当调剂，达到黏度要求为宜；c)专门注意温度湿度对黏度的阻碍2.正极料★石:极活性物质，构成负极反应的要紧物质；要紧分为天然石墨和人造石墨。非极性物质，易被非极性物质污染，易在非极性物质中分散；不易吸水，也不易在水中分散。被污染的石墨，在水中分散后，容易重新团圆。一样粒径为左。颗粒形状多样且多不规则，要紧有球形、片状、纤维状等。★导剂提高负极片的导电性，补偿负极活性物质的电子导电性。提高反应深度及利用率。防止枝晶的产生。利用导电材料的吸液能力，提高反应界面，减少极化。（可依照石墨粒度分布选择加或不加★添剂降低不可逆反应，提高粘附力，提高浆料黏度，防止浆料沉淀。增稠剂防淀剂（分化合物，易溶于水和极性溶剂。异丙醇：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的兼容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂网状交链，提高粘结强度。乙醇：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的兼容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂线性交链，提高粘结强度

22（异丙醇和乙醇的作用从本质上讲是一样的，大量生产时可考虑成本因素然后选择添加哪种★水粘剂SBR将墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。小分子线性链状乳液，极易溶于水和极性溶剂。增稠剂防淀剂（分化合物，易溶于水和极性溶剂。★负极引：铜箔或镍带制成。去离子水（或蒸馏水释剂酌量添加，改变浆料的流淌性。2.1正极混原料的和（）粘合剂的溶解（按标准浓度）及热处理。（）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起，提高团圆作用和的导电性。配成浆料后可不能单独分布于粘合剂中，球磨时刻一样为小时左右；为幸免混入杂质，通常使用玛瑙球作为球磨介子。干粉的散浸：（）原理：固体粉末放置在空气中，随着时刻的推移，将会吸附部分气在固体的表面上，液体粘合剂加入后，液体与气体开始争夺固体表面；假如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；假如固体与液体吸附力比与气体的吸附力强，液体能够浸湿固体，将气体挤出。当润湿角≤度固体浸湿。当润湿角＞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，因此正极粉料分散相对容易。（）分散方法对分散的阻碍：、静法（时刻长，成效差，但不损害材料的原有结构、搅法；自转或自转加公转（时刻短，成效佳，但有可能损害个别材料的自身结构搅桨对分散速度的阻碍搅桨大致包括蛇形蝶球桨齿形等一样蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来应付分散难度大的材料或配料的初始时期；球形、齿轮形用于分散难度较低的状态，成效佳。、搅拌速度对分散速度的阻碍。一样说来搅拌速度越高，分散速度越，但对材料自身结构和对设备的损害就越大。、浓度对分散速度的阻碍。通常情形下浆料浓度越小，分散速度越快但太稀将导致材料的白费和浆料沉淀的加重。、浓度对粘结强度的阻碍。浓度越大，柔制强度越大，粘接强度越大；浓度越低，粘接强度越小。空对分散速度的阻碍真空度有利于材料缝隙和表面的气体排出液体吸附难度；材料在完全失重或重力减小的情形下分散平均的难度将大大降低。、温度对分散速度的阻碍。适宜的温度下，浆料流淌性好、易分散。热浆料容易结皮，太冷浆料的流淌性将大打折扣。稀释。浆料调整为合适的浓度，便于涂布。2.1.1原的预处理（1）钴酸：脱水。一样用120常压烘烤时左右。（2）导电：脱水。一样用200常压烘烤时左右。（3）粘合剂：脱水。一样用120-140常压烘烤2时左右，烘烤温度视分子量的大小决定。（4）NMP：脱水。使用干燥分筛脱水或采纳专门取料设施，直截了当使用。2.1.2物球磨a）将LiCoOSuper-P倒料桶，同时加入磨球（干料：磨=1:1），在滚瓶及上进行球磨，转

速操纵在60rmp以；b）4小终止，过筛分离出球磨；2.1.3操步骤a)将NMP倒动力混合机100L至80℃,取加入其中，开机；参数设置：转速25±2转分搅拌115-125分；b)接冷却系统，将差不多磨号的正极干料平均分四次加入，每次间28-32分钟第三次加料视材料需要添加NMP，四次加料后加入NMP；动力混合机参数设置：转速为分c)第次加料30±2分后进行高速搅拌，时刻为480±10钟；动力混合机参数设置：公转为分，自转为25±2转分d)真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度-0.09Mpa，拌30±2分；动力混合机参数设置：公转为钟，自转为转分e)取250-300毫浆料，使用度计测量黏度；测试条件：转子号5，转速1230rpm，温度范畴25℃；f)将正极料从动力混合机中取出进行胶体磨、过筛，同时在不锈钢盆上贴上标识，与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。2.1.4注事项a)完，清理机器设备及工作环境；b)操机器时，需注意安全，幸免砸伤头部。2.2负极混原料的预处理：（）石墨：、合，使原料平均化，提高致性。℃压烤除去表面油性物质提高与水性粘合剂的相容能力，修圆墨表面棱角（有些材料为保持表面特性，不承诺烘烤，否则效能降低（）水性粘合剂：适当稀释，提高分散能力。★

掺和、浸湿和分散：（）石墨与粘合剂溶液极性不同，不易分散。（）可先用醇水溶液将石墨初步润湿，再与粘合剂溶液混合。（）应适当降低搅拌浓度，提高分散性。（）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，因为吸热反应，搅拌时总体温度有所下降。如条件承诺应该适当升高搅拌温度，使吸热变得容易，同时提高流淌性，降低分散难度。（）搅拌过程如加入真空脱气过程，排除气体，促进-液附，成效更佳。（）分散原理、分散方法同正极配料中的相关内容★

稀释：将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。2.2.2物球磨将负极和Super-P倒料桶同时加入球磨（干料：磨）滚瓶及上进行球磨，转速操纵在60rmp以上；小终止，过筛分离出球磨；2.2.3操步骤a)纯水加热至至80℃倒入力混合机2Lb)加，拌60±2分；动力混合机参数设置：公转为25±2分，自转为15±2转分c)加SBR和去离子水，搅拌60±2分；动力混合机参数设置：公转为0±2分钟，自转为20±2转分

d)负干料分四次平均顺序加入加料的同时加入纯洁水次间隔28-32分；动力混合机参数设置：公转为20±2转分自转为转分；e)第次加料30±2分后进行高速搅拌刻为480±10分钟动混合机参数设置：公转为30±2转分自转为25±2转/；f)真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度-0.09到0.10Mpa，搅拌30±2分；动力混合机参数设置：公转为10±2分钟，自转为8±2转分g)取500毫浆料，使用黏度测量黏度；测试条件：转子号5，转速30rpm，温度范畴25；h)将负极料从动力混合机中取出进行磨料、过筛，同时在不锈钢盆上贴上标识，与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。2.2.4注事项a)完，清理机器设备及工作环境；b)操机器时，需注意安全，幸免砸伤头部。★、、、、、、、

配料注意事项：防止混入其它杂质；防止浆料飞溅；浆料的浓度（固含量）应从高往低逐步调整，以免增加苦恼；在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底，确保分散平均；浆料不宜长时刻搁置，以免沉淀或平均性降低；需烘烤的物料必须密封冷却之后方能够加入，以免组分材料性质变化；搅拌时刻的长短以设备性能、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，以免损害设备；、出料前对浆料进行过筛，除去大颗粒以防涂布时造成断带；、对配料人员要加强培训，确保其把握专业知识，以免酿成大祸；、配料关键在于分散平均，把握该中心，其它方式可自行调整。3.电的制作3.1极尺寸3.2拉工艺a)集流体尺寸正极（铝箔歇涂布负（箔歇涂布b)拉浆重量要求3.3裁（正负极拉浆后进行下工序裁大片裁小片称（配片）烘烤轧片极耳焊接3.4轧片要求电

压后度mm）

压后度mm）正极0.125-0.145362-365负极0.125-0.145400-4033.5配片方案序正极量克负极量克15.49-6.012.83-2.8626.02-6.092.87-2.9036.10-6.172.91-2.9446.18-6.252.95-2.9856.26-6.332.99-3.01

备正极能够和重1-2个档次的负极行配片

66.34-6.413.02-3.053.6极片烘烤电温度时刻小）真空正极120±56-10≦-0.09Mpa负极110±56-10≦-0.09Mpa备注：真空系统的真空度-爱护气为高纯氮气，气体气压大于0.5Mpa3.7极耳制作正极极耳上盖组合超波焊接条边缘与极片边缘平齐负极镍直截了当用点焊机点焊，要求点焊数为点镍条右侧与负极片右侧对齐，镍条末端与极片边缘平齐3.8隔膜尺寸3.9卷针宽度3.10压电池卷绕后，先在电芯底部贴上24mm的明胶带，再用压平机冷压2次；3.11电入壳前要求胶纸镍条。3.12装3.13负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3.14激焊接认真上号夹具，电池壳与上盖配合良好后才能进行焊接，注意幸免显现焊偏3.15电真空烘烤温度

时刻

真空度80±5℃16-22时≦-0.05Mpa备注：a)真空系统的真空度为0.095~0.10Mpab)爱护气为高纯氮气，气体压大于0.5Mpac)每小时抽一次真空注一次气；3.16注量：2.9±0.1g注液房相对湿度：小于30%温度：℃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道皮筋将棉花固定在注液口处3.17化制度3.17.1开化成工艺a)恒充电：40mA*4h80mA*6h电压限制：4.00Vb)全电压，电压大于3.90V的池进行封口，电压小于3.90V的池接着用60mA恒至3.90-4.00后口，再打钢珠；a)电池清洗，清洗剂为醋酸+酒3.17.2续成制度a)恒流充电（400mA，10min）b)休眠（2min）

222222262626c)d)e)f)g)h)i)

恒流充电（400mA，100min恒压充电（4.20V，20mA）休眠（30min）恒流放电（750mA，80min）休眠（30min）恒流充电（750mA，90min）恒压充电（3.80V，20mA）当从拿后，其结构可能发生变化，然而否发生变化取决的小。通研究发觉当时的结构表现为极其不稳固发生晶型瘫塌外表现为电芯的压倒终结因电芯在使用过程应通过限制充电电压来操纵中的X值一充电电压不大于那小0.5这的型仍是稳固的负极其本身有自己的特点，当第一次化成后，正极中被到负极中，当放电时回正极中，但化成之后必须有一部分Li在负极中心保证下次充放电Li的常嵌入，否则电芯的压倒专门短，为了保证有一部分Li留负极中一样通过限制放电下限电压来实现安全充上电≤.2V放下电压2.5V。4．包装储存经历效应的原理是结晶化，在锂电池中几乎可不能产生这种反应。然而，锂离子电池在多次充放后容量仍旧会下降，其缘故是复杂而多样的。要紧是正负极材料本身的变化，从分子层面来看，正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐步塌陷、堵塞；从化学角度来看，是正负极材料活性钝化，显现副反应生成稳固的其它化合物。物理上还会显现正极材料逐步剥落等情形，总之最终降低了电池中能够自由在充放电过程中移动的锂离子数目。过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏，从分子层面看，能够直观的明白得，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构显现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法开释出来。不适合的温度，将引发锂离子电池内部其它化学反应生成我们不期望看到的化合物，因此在许多的锂离子电池正负极之间设有爱护性的温控隔膜或电解质添加剂。在电池升温到一定的情形下，复合膜膜孔闭合或电解质变性，电池内阻增大直到断路，电池不再升温，确保电池充电温度正常。技术参数工作电压（）

镍镉电池镍电池锂离子电池重量比能量体积比能量充放电寿命次自放电率（月有无经历效应有无污染（注：充电速率均为）

有有无有无无★

锂离子电池安全特性是如何实现的？为了确保锂离子电池安全可靠的使用，专家们进行了专门严格、周密的电池安全设计，以达到电池安全考核指标。（）膜℃自动关断爱护采纳国际先进的三层复合膜。在池升温达到℃情形下，复合膜两侧的膜闭合，电池内阻增大，电池内部升温减缓，电池升温达到℃膜孔闭合，电池内部断路，电池不再升温，确保电池安全可靠。

22（）电液中加入添加剂在电池过充，电池电压高于的件下，电液添加剂与液中其它物质聚合，电池内阻大副增加，电池内部形成大面积断路，电池不再升温。（）池盖复合结构电池盖采纳刻痕防爆结构，电池升温时，电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀，电池内压加大，压力达到一定程度刻痕破裂、放气。（）种环境滥用试验进行各项滥用试验，如外部短路、过充、针刺、平板冲击、焚烧等，考察电池的安全性能。同时对电池进行温度冲击试验和振动、跌落、冲击等力学性能试验，考察电池在实际使用环境下的性能情形。目前市场上的18650锂电良莠不齐，从市场价格7-8元30多元等就可见一斑。导致充电电压不尽相同（有的18650电池发觉实际充电电压达到4.4V了）的缘故有：1.材不同（常见的正极材料有LiCoO和酸铁锂等，所能容纳锂离子嵌入的能力大小的负极材料，因此标称电压会显现3.6V、3.7V如是同种材质的不管电池尺寸形状如何改变，开路电压是一样的）2.内爱护板设计不同（如比较的就有电过功与P-之间加上充电器池充电池压充到过充检测电4.3±0.04V时，爱护电路动作，切断充电通路，实现过充爱护电过爱功P+P-间接上负载让电池放电池压下降到过放电）时，爱护电路动作，关断放电通路，实现过放爱护短爱功当与P-路时护电路会在5-50uS内速动作断通路实现短路爱护。过爱功：V-电压达0.15±0.02V时，爱护电路会在5-26ms内速动作，切断通路，实现过流爱护）3.材以及电池的制作工艺，治等的因素。一样来讲18650锂电池的一些数：1800-2500mAh（0.5CA放）标称电:有3.6V/3.7V电内阻≤70mΩ(带PTC)放电终止电压:3.0V充电上限电压:4.20±0.02V标准充电电流:0.5CA快充电电:1CA标准放电电流:0.5CA快放电电:1CA最直径（18.3单位(mm)最大高度（）65.0最放电电流:A电池重:45±6g在化成时，用稍高电压（锂离子电池最高能够4再高有可能爆壳，漏液使解液比较好的浸润电极，使锂离子激活更完全一些，激活时刻也会相应缩短节约这一步骤的时刻，而反应热在不损害电池本身的情形下又能够给电池内部的反应提供一个能比较快速反应的环境（温度高反应速度加快锂池一标如:电能：容量放电池放电时刻不低于组放电时刻不低于（、放电容量放，单体电池放电时刻不低于（），电池组放电时刻不低于（）、低温放电容量℃电，单体或电池组放电时刻均不低于（）、高温放电容量℃下放，单体电池放电时刻不低于（），电池组放电时刻不低于（）荷保持及复原能力满电常温下搁置天荷保放电时刻不低于（，荷电复原放电时刻不低于）性能贮存试验的单体电池或电池组应选自生产日期不足个的前％％的容量，在环境温度℃℃相对湿度％～％环境贮存天贮期满后取

出电池组用充电搁置后以恒放电至终止电上试验可重复测试次放电时刻不低于）环命池或电池组采纳电电做循环连两次放电容量低于（）停止测试，单体电池循环寿命不低于次，电池组循环寿命不低于次；高搁置寿命应选自生产日期不足三个月的单体电池的进行高温置寿命试验行搁置前应充入的容量然在环境温度为℃℃条下搁置天天将电池取出，在环境温度为℃℃搁置～。以将电池放电至终止电压，后行充电，静置后再以恒放电至终止电压，以此容量作为复原容量。以上步骤为循环至某周放电时刻低于（验终止置命不低于周环安性能：、连续充电：将单体电池以恒充电，当单体电端电压达到充电限制电压时，改为恒压充电并保持，验终止，应不泄漏、不泄气、不破裂、不起火、不爆炸（相当于满电浮充）。、过充电：将单体电池用恒流稳压源以3恒充电，电压达到后为恒压充电，直到电池爆炸或起火或充电时刻为电池表面温度稳固（内温差≤℃）时停止充电，电池应不起火、不爆炸）将电池组用稳压源以恒充电，电压达到（为串联单体电池数）后转为恒压充电，直到电池组爆炸或起火或充电时刻为或池组表面温度稳固内温差≤℃）时停止充电，电池应不起火、不炸。、强放电（反向充电）：将单体电池先以恒放电至终止电压，然后以电对电池进行反向充电，要求充电时刻不低于，池应不起火、不爆炸；将电池组其中一只单体电池放电至终止电压，其余均为充满电态的电池，再以恒流放电至电池组的电压为停止放电，电池应不起火、不爆炸。、短路测试：将单体电池经外部短路，电池表面温度稳固（内温差≤℃时停止短路，外部线路电阻应小于，池应不起火、不爆炸；将电池组的正负极用小于电阻的导线连接直至电池组电压小于或电池组表面温度稳温差≤℃电池应不起火、不爆炸机实验：、挤压：将单体电池放置在两个挤压平面中间，逐步增加压力至，柱形电挤压方向垂直于圆柱轴的纵轴，方形电池挤压电池的宽面和窄面。每只电池只能同意一次挤压。试验结果应符合的定电池组上放一直径为的钢棒对电池组的宽面窄面挤压电池组，挤压至电池组原尺寸的％保持，个电池组只同意一次挤压