锂离子动力电池化成工艺

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详细的动力电池生产工艺

锂离子电池原理及工艺流程一、原理1.0 正极构造LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔）正极2.0 负极构造石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体（铜箔）负极3.0工作原理3.1 充电过程如上图一个电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。

正极上发生的反应为LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)负极上发生的反应为6C+XLi++Xe=====LixC63.2 电池放电过程放电有恒流放电和恒阻放电，恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻，恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。

由此可知，只要负极上的电子不能从负极跑到正极，电池就不会放电。

电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路不同，放电时，电子从负极经过电子导体跑到正极，锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。

二、工艺流程三、电池不良项目及成因：1.容量低产生原因：a. 附料量偏少；b. 极片两面附料量相差较大；c. 极片断裂；d. 电解液少；e. 电解液电导率低；f. 正极与负极配片未配好；g. 隔膜孔隙率小； h. 胶粘剂老化→附料脱落； i.卷芯超厚（未烘干或电解液未渗透）j. 分容时未充满电； k. 正负极材料比容量小。

2.内阻高产生原因：a. 负极片与极耳虚焊；b. 正极片与极耳虚焊；c. 正极耳与盖帽虚焊；d. 负极耳与壳虚焊;e. 铆钉与压板接触内阻大；f. 正极未加导电剂；g. 电解液没有锂盐； h. 电池曾经发生短路； i. 隔膜纸孔隙率小。

3.电压低产生原因：a. 副反应（电解液分解；正极有杂质；有水）；b. 未化成好（SEI膜未形成安全）；c. 客户的线路板漏电（指客户加工后送回的电芯）；d. 客户未按要求点焊（客户加工后的电芯）；e. 毛刺；f. 微短路；g. 负极产生枝晶。

锂电池原理及工艺流程

锂离子电池原理及工艺流程一、原理1.0 正极构造LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体〔铝箔〕正极2.0 负极构造石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体〔铜箔〕负极3.0工作原理3.1 充电过程如上图一个电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进〞电解液里，“爬过〞隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳〞到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。

正极上发生的反响为LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)负极上发生的反响为6C+XLi++Xe=====LixC63.2 电池放电过程放电有恒流放电和恒阻放电，恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻，恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。

由此可知，只要负极上的电子不能从负极跑到正极，电池就不会放电。

电子和Li+都是同时行动的，方向一样但路不同，放电时，电子从负极经过电子导体跑到正极，锂离子Li+从负极“跳进〞电解液里，“爬过〞隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳〞到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。

二、工艺流程1、根本工作原理1〕、正极反响：LiCoO2 ===== Li1-xCoO2 + x Li+ + xe-2〕、负极反响：6C + x Li+ + xe- ===== LixC63〕、电池反响：LiCoO2 + 6C ====== Li1-xCoO2 + LixC64〕、电池的电动势：〔1〕、定义：在没有电流的情况下，电池正、负极两端的电位差。

〔2〕、影响因素：由电极材料决定，不受其它任何辅助材料影响。

2、电压特性1〕、开路电压：用电压表直接测量的正、负极两端的电压。

E = V – I R2〕、工作电压范围：2.75 ~ 4.2 volt。

3〕、额定电压：3.6 volt。

4〕、平均工作电压: 3.72 volt。

锂电池的化成和分容

一二三四锂电池的化成和分容什么是化成和分容化成：一般指对初次充电的电池实施一系列工艺措施使之性能趋于稳定，包括，小电流充放电，恒温静置等。

分容：简单理解就是容量分选、性能筛选分级。

锂电池的应用锂离子电池具有能量密度高、环境友好、无记忆效应、循环寿命长、自放电少等突出的优点，是移动电话、摄像机、笔记本电脑、便携式测量仪等电子装置小型轻量化的理想电源，也是电动汽车、军用的理想轻型高能动力源。

锂电池生产工艺复杂，属资本密集型产业。

下面请让我们一起来初步了解锂电池的化成和分容吧。

锂电池的化成在锂离子电池首次充放电过程中作为锂离子电池的极性非质子溶剂不可避免地都要在电极与电解液界面上反应，形成覆盖在电极表面上的钝化薄膜，称为电子绝缘膜或固体电解质相界膜即SEI膜，据报导得知：钝化膜由Li2O、LiF、LiCl、Li2CO3、LiCO2-R、醇盐和非导电聚合物组成，是多层结构，靠近电解液的一面是多孔的，靠近电极的一面是致密的。

SEI膜的形成对电极材料的性能产生至关重要的影响。

一方面，SEI膜的形成消耗了部分锂离子，使得首次充放电不可逆容量增加，降低了电极材料的充放电效率；另一方面，SEI膜具有有机溶剂不溶性，在有机电解质溶液中能稳定存在，并且溶剂分子不能通过该层钝化膜，从而能有效防止溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏，因而大大提高了电极的循环性能和使用寿命。

化成的质量决定了SEI 膜的好坏，直接接影响到电池的循环寿命、稳定性、自放电性、安全性等电化学性能。

因此电池企业都会根据其生产实际，研究总结出一套合适的化成和分容的工艺流程及参数，以保证电池可以获得最大的容量、最好的稳定性和最长的寿命。

电池的化成需要长时间充放电，充电时不但需要精准地控制充放电的电压或电流的高低大小，还要精准地控制充放电电压和电流的的脉冲波形，以防止SEI膜阻抗增大，从而影响锂离子电池的倍率放电性能，并提高化成过程的生产效率。

锂电池的制造工艺流程

一、锂电池生产制造流程及核心设备（一）生产流程锂电池的生产工艺分为前、中、后三个阶段，前段工序的目的是将原材料加工成为极片，核心工序为涂布；中段目的是将极片加工成为未激活电芯；后段工序是检测封装，核心工序是化成、分容。

锂电设备按照电池生产制造流程，划分为前段设备、中段设备、后段设备。

前段设备价值占比约40%，其中涂布机价值占75%，辊压机价值大于分切机。

三元材料对前段设备的性能要求更高，前段设备价值占比会逐步增加。

中段设备价值占比约30%，其中卷绕机价值占比70%。

目前卷绕机市场集中度较高，CR3达到60%-70%。

卷绕机高端市场受到韩国KOEM和日本CKD的竞争，国内高端市占率50%。

后段设备价值占比约30%，其中化成分容系统占70%，组装占30%。

图片（二）前段：打造涂覆有正负极活性物质的极片1、前段工序前段工序主要包括浆料搅拌、正负极涂布、辊压、分切、极片制作和模切。

搅拌：先使用锂电池真空搅拌机，在专用溶剂和黏结剂的作用下，混合粉末状的正负极活性物质，经过高速搅拌均匀后，制成完全没有气泡的浆状正负极物质。

涂布：将制成的浆料均匀涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正、负极极片。

辊压：辊压机通过上下两辊相向运行产生的压力，对极片的涂布表面进行挤压加工，极片受到高压作用由原来蓬松状态变成密实状态的极片，辊压对能量密度的明显相当关键。

分切：将辊压好的电极带按照不同电池型号，切成装配电池所需的长度和宽度，要求在切割时不出现毛刺。

2、涂布机涂布的主要目的是将稳定性好、粘度好、流动性好的浆料，均匀地涂覆在正负极表面上。

其对锂电池的重要意义主要体现在一致性、循环寿命、安全性三方面。

在涂布过程中，若极片前、中、后三段位置正负极浆料涂层厚度不一致，或者极片前后参数不一致，则容易引起电池容量过低或过高，且可能在电池循环过程中形成析锂，影响电池寿命。

涂布过程要严格确保没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片中，如果混入杂物会引起电池内部微短路，严重时导致电池起火爆炸。

动力锂离子电池的组装过程

动力锂离子电池的组装过程
动力锂离子电池的工艺及技术要求非常严格､复杂,其中的几个主要工序是制浆､涂布､装配､化成｡
（一）制浆
用专门的溶剂和粘贴剂分别与粉末状的正､负极活性物质混合,经高速搅拌均匀后,制成浆状的正､负极物质,正极浆料的黏度一般为5000～12000cP(1cP=10-3Pa·s),负极浆料一般为1500～5500cP｡组成浆料的原材料密度和颗粒粒度不同,而且又是固液混合,搅拌起来难度较大,一般采用行星式真空高速搅拌机来实现｡
（二）涂布
将制成的浆料均匀地涂覆在集流体的表面,烘干去除溶剂,分别制成正极极片和负极极片｡锂离子电池通常采用的涂布方式有挤出涂布､转移拷贝涂布和刮刀涂布，如下图所示：
（三）装配
按正极片､隔膜､负极片､隔膜自上而下的顺序放好,经卷绕制成电池极芯,再经注入电解液､封口等工艺过程,即完成电池的装配过程,制成成品电池｡下图是主要的几种封装工艺流程：
（四）化成
用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试,对每一只电池都进行检测,筛选出合格的成品电池待出厂｡下图所示为组装成的扣式模拟电池,并将封盖后的电池封蜡以防止大气的进入｡。

一种动力锂离子电池负压化成的方法与流程

一种动力锂离子电池负压化成的方法与流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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锂电池10大关键制造工艺设备-化成分容设备技术详解!

锂电池10大关键制造工艺设备-化成分容设备技术详解!全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：锂电池是一种重要的储能装置，广泛应用于电动汽车、移动电子产品、无人机等领域。

而锂电池的性能与制造工艺设备密不可分，其中化成分容设备是锂电池制造过程中的重要环节之一。

本文将详细介绍锂电池的10大关键制造工艺设备中的化成分容设备技术。

化成分容设备是指在锂电池生产过程中用于涂布正极和负极电极浆料的设备。

其主要作用是将电极活性材料均匀涂布在集流体上，并通过干燥、成型等步骤制备成电极片，最终组装进电池中。

化成分容设备的性能和稳定性直接影响到锂电池的性能和寿命。

以下是关于化成分容设备技术的详细解析：1. 涂布机：涂布机是化成分容设备中的核心设备，主要用于将正极和负极的电极涂层均匀涂布在集流体上。

涂布机需要保持高精度、高速度和稳定性，以确保电极的均匀性和一致性。

2. 烘干设备：烘干设备用于将涂布好的电极片进行干燥处理，去除其中的溶剂。

烘干设备需要具有良好的温度控制和通风系统，以确保电极片干燥均匀、无残留溶剂。

3. 加热压合机：加热压合机是用于将电极片和隔膜进行压合成型的设备。

通过加热和压力，使电极片和隔膜紧密结合，确保电池的安全性和电性能。

4. 切割机：切割机用于将生产好的电极片切成适当的尺寸，以满足不同类型锂电池的需求。

切割机需要具有精准的切割能力和高效的生产速度。

5. 包覆机：包覆机是用于将切割好的电极片进行包覆处理的设备。

包覆机能够提高电极片的耐磨性和导电性，延长电池的使用寿命。

6. 堆叠机：堆叠机用于将正负极电极片、隔膜和电解液按一定比例堆叠在一起，形成电池芯。

堆叠机需要具有精准的堆叠能力和高效的生产速度。

7. 焊接机：焊接机是用于对电池芯进行电极端子的焊接，将正负极端子与外部连接器焊接在一起。

焊接机需要具有稳定的焊接电流和温度控制，以确保焊接质量和电池的安全性。

8. 充填设备：充填设备用于将电池芯注入电解液，进行充电处理。

锂离子电池工艺流程

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）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。 l 稀释。将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。 1.1 原料的预处理（1）钴酸锂：脱水。一般用 120 oC 常压烘烤 2 小时左右。（2）导电剂：脱水。一般用 200 oC 常压烘烤 2 小时左右。（3）粘合剂：脱水。一般用 120-140 oC 常压烘烤 2 小时左右，烘烤温度视分子量的大小决定。（4） NMP：脱水。使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施，直接使用。2.1.2 物料球磨 a）将 LiCoO2 Super-P 倒入料桶，同时加入磨球（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； 1.3 操作步骤 a）将 NMP 倒入动力混合机（100L）至 80℃，称取 PVDF 加入其中，开机；参数设置：转速 25±2 转/分，搅拌 115-125 分钟； b）接通冷却系统，将已经磨号的正极干料平均分四次加入，每次间隔 28-32 分钟，第三次加料视材料需要添加 NMP，第四次加料后加入 NMP；动力混合机参数设置：转速为 20±2 转/分 c）第四次加料 30±2 分钟后进行高速搅拌，时间为 480±10 分钟；动力混合机参数设置：公转为 30±2 转/分，自转为 25±2 转/分；

锂离子动力锂电池化成工艺对电性能的影响

作者：武玉哲[1];林彭桃君[1];刘欣[1];刘琦[1]
作者机构： [1]中盐安徽红四方锂电有限公司
出版物刊名：中国盐业
页码： 48-51页
年卷期： 2019年第22期
主题词：锂离子动力电池;化成;老化工艺;电性能影响因素
摘要：本文综述了近年来有关锂离子动力电池化成及老化工艺对电性能的影响,主要包含容量、倍率、放电平台,采用正极为磷酸铁锂,负极为石墨的76Ah锂电池,分析电池在预充电阶段SEI 膜的机理,预充电流的大小,充电上限电压的大小,不同真空度等因素,分析不同化成流程对电池容量、平台电压的影响,结果显示电池在适当真空下和不同电压阶段使用不同的电流充电,可以减短化成时间且性能更好.。

锂电池化成和分容工艺要点

篇十六锂电池之化成十六部分化成1、锂电池封装完毕后，最后工序化成（也是影响电池性能最重要工序之一）。

所谓化成指给一定的电流，使得锂电池正负极活性物质被激发，最后使电池具有放电能力的电化学过程。

影响化成的因素条件有化成电流、SOC、老化时间及温度，还需要考虑电池材料体系和产能要求。

化成不是仅简单的充放电，而是衡量对电池性能的影响。

需要做大量的研究和验证，与电池进行匹配。

2、化成对电池哪些电性能产生影响？1）首效，次放电容量/预充容量之和＝首效%2）放电容量，充电恒流比，放电平台时间3）倍率性能4）循环性能5）自放电性能6）交流内阻值……例如动力类LFP（磷酸亚铁锂）的化成工艺研究如下表3、化成小结1）≥65℃老化时间过长对后期电性能负相关2）预充SOC对首次充放电效率有一定影响，首效与放电容量正相关3）大电流影响倍率和循环性能……4、化成过程异常有哪些？异常数据需要10ms～100ms级的采样测试系统，数据结合工艺、配方进行分析1）恒流充电阶段：U不升反降，变化斜率较大，内部可能存在微短路；恒压充电阶段：I不降反升，变化斜率较大，内部可能存在微短路。

2）化成也会出现充不进电？化成高压？化成低压？内阻异常？十七部分分容分容即对化成完的电池进行充放电，统计电池的容量、充电恒流比、放电平台电压、内阻进行区分，以便分档配组。

1）容量：指放电的容量，一般会循环3～5次取中间某次放电容量为额定容量。

一般三元类电池充放电流为0.5C，磷酸亚铁锂为0.5C～1C，钛酸锂电池为1C，钴酸锂电池为0.2C～0.5C等2）充电恒流比：充电过程中，恒流充入容量/（恒流+恒压充入容量之和）*100% 3）放电平台时间：指在电池在≈标称电压放电持续时间。