锂电池18650基础知识及各工序控制要点演示教学

2.1%-2.5%
集流体
铜箔
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2.锂离子电池基本构造
2.3 隔膜构造
聚烯烃隔膜的结构及特点
结构 单层、双层
材料 PP 生产方法 干法
单层、双层 PE
干法、湿法
三层 PP/PE/PP
干法
耐热性好、透 机械强度高低温闭 综合了PP 、PE 膜优点，机
优点 过性好
孔(130 ℃ 左右) 械强度好， 安全性更高
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3.各工序控制要点
控制点
（1）原料要符合工艺要求，如材料种类型号，各组分的加 入量； （2）正极不能带入水分； （3）设备注意干燥，控制室内湿度； （4）PVDF溶解过程比较缓慢，制浆前需提前溶解PVDF于 NMP中，CMC也是较难溶液，制浆前需提前溶解CMC于水中； PVDF和CMC要充分溶解，分散均匀，如果存在颗粒的粘结剂 或增稠剂必须增加搅拌时间或者更改搅拌工艺； （5）加入导电剂和活性物质后，浆料应均匀一致，没有团 聚的颗粒，并且浆料中气泡应除尽，正极粘度：400010000mpa.s，负极粘度：1500mpa.s，浆料粘度和固含量对 涂浆工艺影响至关重要。
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3.各工序控制要点 固含量测试方法： 固含量=固化后浆料质量/浆料质 量*100%
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3.各工序控制要点
3.2 涂浆（布）与干燥： 涂布过程是把浆料涂敷到集流体上，干燥是将浆 料中溶剂全部除去。锂电池极片涂布时，与一般 的涂料涂布明显不同：浆料湿涂层较厚，浆料为 牛顿型高粘度流体，流体流动是所需剪应力，随 流速的改变而改变。涂布厚度的调整很难根据一 个标准的方式进行，这也是涂布机涂布过程中的 难点。它对操作者的熟练程度、经验要求很高。 极片涂布的准确度要求很高，厚度偏差约±3um， 因此对设备要求很高。
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2.锂离子电池基本构造
2.1 正极构造 活性物质+导电剂+粘结剂+集流体（铝箔） K-tech正极配方：
组分
材料
活性物质 导电剂
粘结剂
三元（LiCo1-x-yNixMnyO2）
导电碳黑（sp）、导电石 墨（ks-6）
聚偏氟乙烯（PVDF）
集流体
铝箔
配比 93.5%-96.5%
1.5%-4%
2.0%-2.5% -
缺点
安全关断温度( 耐高温性能不如PP 高温透过性差 闭孔温度＞140 ℃） 高于PE
应用范围
数码电池、动 力电池
数码电池
数码电池
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2.锂离子电池基本构造
干法单拉隔膜
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2.锂离子电池基本构造
湿法隔膜
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2.锂离子电池基本构造
2.4 盖帽构造
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3.各工序控制要点
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3.各工序控制要点
3.1 配料合浆： 正（负）极浆料配制，是将正（负）极活性物质、导电 剂、粘结剂等正（负）极物质混合在一起的混料过程， 混料是吧电池活性物质材料和辅料，在溶剂中进行高度 分散形成牛顿型高粘度流体，达到将活性物质、导电剂、 粘结剂及其它添加剂充分混合，均匀分散的目的。
负极上发生的反应为 6C + xLi+ + xe- （电子）= LixC6
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1.锂离子电池基本原理
以钴酸锂-石墨体系为例：
正极上发生的反应为 LiCoO2 =Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-（电子）
负极上发生的反应为 6C + xLi+ + xe- （电子）= LixC6
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2.锂离子电池基本构造
锂电18650基础及各工序要点培训
2014/3/26
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主要内容
1.锂离子电池基本原理 2.锂离子电池的基本构造 3.锂离子电池各工艺要点 4.锂离子电池基本概念
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1.锂离子电池基本原理
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1.锂离子电池基本原理
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1.锂离子电池基本源自文库理
以钴酸锂-石墨体系为例：
正极上发生的反应为 LiCoO2 =Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-（电子）
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3.各工序控制要点
关于条痕暗痕的解释：
暗痕是由于涂布时，极片表面部分厚度不均， 出现色差，显示外观为暗痕。厚度不均的原因 可能是（1）在拉浆过程中因刀口有异物或刀口 表面不平整（有豁口），造成极片表面厚度不 均匀的现象；（2）在辊压前或辊压后出现的呈 线状的痕迹。多因刀口未打开的颗粒，或有小 的干浆料卡在刀口上所致。
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2.锂离子电池基本构造
2.2 负极构造 活性物质+导电剂+增稠剂+粘结剂+集流体（铜箔） K-tech负极配方：
组分 活性物质
材料 人造石墨（C）
配比 93.5%-95.6%
导电剂 增稠剂
导电碳黑（sp）、导电石 墨（ks-6）
羧甲基纤维素钠（CMC）
1.0 %-2.5% 1.3%-1.5%
粘结剂 丁苯橡胶乳液（SBR）
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3.各工序控制要点
控制点
（1）滚压应注意厚度符合工艺要求； （2）压片时应注意气泡、掉料、极片变形、波 浪边等； （3）对辊机辊径越大越好； （4）极片分切尺寸规格符合工艺要求，不掉料、 无波浪边，毛刺符合工艺要求；
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3.各工序控制要点
控制点
（1）要尽可能保证涂布的一致性，操作时应注意浆料粘度的变化、料斗 上液面高度的变化、涂布速度的变化；
（2）铝箔上浆料薄层进入烤箱干燥，除去NMP溶剂（NMP沸点202℃，闪 点95℃）。干燥过慢，涂层表面有流动性，厚度不稳定，干燥过快，表面 形成PVDF膜层，内部的NMP溶剂挥发会造成表面层起皱现象，为保证NMP 均匀蒸发，通常采用分段干燥，中间段温度最高。正极一般为100-130℃， 负极若采用水性体系，干燥温度一般为75-90℃；还有干燥过程NMP挥发， 涂布浆料的组成不断变化，所以配制浆料的NMP溶剂的量、升温方式和加 热时间，对此都有影响；
（3）加热温度或时间不够，难以除去浆料中的液体，使部分粘结剂溶解， 造成活性物质剥落；加热温度过高，则粘结剂发生晶化，也会使活性物质 剥落，从而造成电芯内短路。另外，干燥温度和烘干时间不合适还会造成 铝箔氧化和极片偏湿；
（4）涂布和干燥要做到首件三检-厚度、质量、尺寸符合要求，并定时检 验对应的拉浆速度、烘烤时间、间隙等。
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3.各工序控制要点
FT-1暗痕的SEM图：
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3.各工序控制要点
FT-1暗痕的SEM图：
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3.各工序控制要点
FT-1暗痕的SEM图：
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3.各工序控制要点
3.3 压光与切片 极片经过压实，一方面可以增加极片的比容量， 使活性物质欲导电剂、集流体充分接触，有利 于活性物质电化学性能充分发挥；另一方面， 滚压后极片强度提高，光洁度增大，有利于后 续工艺加工，减少损耗。