锂离子电池在挤压过程中铜箔破碎现象
锂电池辊压工艺中存在的问题及解决措施

锂电池辑压工艺中存在的问题及解决措施锂电池电极辐压工艺主要涉及将涂布在金属箔上的活性物质与导电剂混合物压实成一层均匀且致密的电极。
辐压过程通过施加压力和控制辐压速度来实现,以确保电极具有足够的密度、厚度和一致性。
目录1.锂电池辐压的主要目的 (1)2.辐压过程参数控制 (2)3.常见问题 (2)4.解决措施 (2)4. 1.极片厚度不均匀: (3)4. 2.横向厚度不均匀: (3)4. 3.纵向厚度不均匀: (3)4. 4.极片出现镰刀弯: (3)4. 5.极片出现波浪边: (3)4. 6.极片表面出现暗条纹: (3)4. 7.极片出现卷边: (4)4. 8.极片出现断带: (4)4. 9.轧辐表面出现麻点 (4)5. 结束语 (5)1.锂电池辐压的主要目的锂电池辐压的主要目的是将正极和负极的活性物质与导电剂、粘结剂等混合物均匀地压制成片状,以确保电极片的均匀性、致密性和稳定性。
辐压的目的包括以下几个方面:L提高电极片的密度:通过辐压可以使电极片中的活性物质和其他添加剂紧密结合,提高电极片的密度,有利于提高电池的能量密度和容量。
2.均匀化电极片厚度:辐压可以使电极片的厚度更加均匀,避免出现厚度不均匀导致的电池性能不稳定问题。
3.提高电极片的机械强度:辐压可以增加电极片的机械强度,减少在制备、组装和使用过程中的断裂和变形。
4.改善电极片的电导率:通过辐压可以使电极片中的导电剂均匀分布,提高电极片的电导率,有利于提高电池的充放电性能。
2.辐压过程参数控制在锂电池制作中,辐压是电池正极和负极片时应控制好以下几个方面:1、辐压温度:控制辐压温度能够影响电池片与电解质层、隔膜的结合程度, 一般需要在一定的温度范围内进行辐压。
2、辐压压力:合适的辐压压力能够确保电池片与电解质层、隔膜的紧密结合,但过大的压力可能会导致电池片变形或损坏。
3、辐压速度:辐压速度的控制也是辐压过程中需要考虑的因素,适当的辐压速度可以确保复合过程的均匀性。
负极剥离力与铜箔关系
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负极剥离力与铜箔关系-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容:引言是文章中第一部分,用来引入和介绍整篇文章的主题和内容。
在本文中,我们将探讨负极剥离力与铜箔之间的关系。
负极剥离力与铜箔是在电化学领域中非常重要的参数,它们涉及到电池的性能和寿命。
在组装电池的过程中,负极剥离力是指正极材料与负极材料之间的分离力量,同时也是指正极材料从负极材料上剥离下来的力量。
铜箔则是电池中常用的导电材料,它作为负极材料的一部分,承担着连接电池各个组件并传导电流的重要角色。
了解负极剥离力与铜箔的关系对于电池性能的提升和研发具有重要意义。
正确认识负极剥离力与铜箔之间的关系,可以帮助我们优化电池设计和制造过程。
本文将首先介绍负极剥离力与铜箔的定义和关系,进而探讨负极剥离力与铜箔的影响因素。
最后,我们将总结负极剥离力与铜箔之间的关系,并展望其在电池研究和应用中的意义和潜在应用前景。
通过对负极剥离力与铜箔的深入探究,我们可以为电池技术的发展和创新提供有益的启示和指导。
文章结构部分的内容可以按照以下方式进行编写:1.2 文章结构本文将按照以下结构进行叙述:引言部分将首先概述负极剥离力与铜箔之间的关系,并简要介绍本文的研究目的。
正文部分将围绕负极剥离力与铜箔之间的定义和关系展开。
首先定义和解释负极剥离力和铜箔的概念,然后探讨它们之间的关系。
具体而言,将详细分析负极剥离力与铜箔之间的相互作用,揭示它们之间的影响因素和相互影响关系。
接下来的章节将重点讨论负极剥离力与铜箔之间的影响因素。
通过实验和研究数据,将深入探讨不同因素对负极剥离力和铜箔性能的影响,包括材料特性、工艺参数等方面的因素。
最后,结论部分将对本文进行总结,概括负极剥离力与铜箔的关系。
将回顾本文的研究目的和方法,并阐述本文通过对负极剥离力与铜箔关系的研究所得出的重要结论和发现。
同时,本文将探讨负极剥离力与铜箔研究的意义和应用前景。
将分析负极剥离力与铜箔在电子领域中的重要性,并展望其在未来的应用前景。
太阳能电池组件层压过程常见不良现象原因及分析

太阳能电池组件层压过程常见不良现象原因及分析提出问题:1、组件中有碎片。
2、组件中有气泡。
3、组件中有毛发及垃圾。
4、汇流条向内弯曲。
5、组件背膜凹凸不平。
问题分析:1、组件中有碎片,可能造成的原因:1、由于在焊接过程中没有焊接平整,有堆锡或锡渣,在抽真空时将电池片压碎。
2、本来电池片都已经有暗伤,再加上层压过早,EV A还具有很良好的流动性。
3、在抬组件的时候,手势不合理,双手已压到电池片。
2、组件中有气泡,可能造成的原因:1、EV A已裁剪,放置时间过长,它已吸潮。
2、EV A材料本身不纯。
3、抽真空过短,加压已不能把气泡赶出。
4、层压的压力不够。
5、加热板温度不均,使局部提前固化。
6、层压时间过长或温度过高,使有机过氧化物分解,产出氧气。
7、有异物存在,而湿润角又大于90°,使异物旁边有气体存在。
3、组件中有毛发及垃圾,可能造成的原因:1、由于EV A、DNP、小车子有静电的存在,把飘着空的头发,灰尘及一些小垃圾吸到表面。
2、叠成时,身体在组件上方作业,而又不能保证身体没有毛发及垃圾的存在。
3、一些小飞虫子死命的往组件中钻。
4、汇流条向内弯曲,可能造成的原因:1、在层压中,汇流条位置会聚集比较多的气体。
胶板往下压,把气体从组件中压出,而那一部分空隙就要由流动性比较好EV A来填补。
EV A的这种流动,就把原本直的汇流条压弯。
2、EV A的收缩。
5、组件背膜凹凸不平,可能造成的原因:1、多余的EV A会粘到高温布和胶板上。
问题解决:1、组件中有碎片:①、首先要在焊接区对焊接质量进行把关,并对员工进行一些针对性的培训,使焊接一次成型。
②、调整层压工艺,增加抽真空时间,并减小层压压力(通过层压时间来调整)。
③、控制好各个环节,优化层压人员的抬板的手势。
2、组件中有气泡:①、控制好每天所用的EV A的数量,要让每个员工了解每天的生产任务。
②、材料是由厂家所决定的,所以尽量选择较好的材料。
锂离子电池挤压失效边界__概述说明以及解释
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锂离子电池挤压失效边界概述说明以及解释1. 引言1.1 概述锂离子电池作为一种高效、可重复充放电的能源存储设备,被广泛应用于移动通信、电动汽车和可再生能源等领域。
然而,在实际使用中,由于外界力的作用以及不完善的设计和制造工艺等原因,锂离子电池可能发生挤压失效,导致电池性能下降甚至爆炸等危险情况。
因此,研究锂离子电池挤压失效边界对于提高其安全性能具有重要意义。
1.2 文章结构本文主要围绕锂离子电池挤压失效边界展开探讨。
首先,通过介绍锂离子电池的基本原理和结构,为读者提供必要的背景知识。
接着,我们详细讨论了挤压失效的定义以及影响因素,并强调了挤压失效边界在预测和评估锂离子电池安全性方面的重要性和研究意义。
然后,我们将介绍实验方法和测试装置,并分析不同参数对挤压失效边界的影响。
此外,我们还将对挤压失效的机制进行解释和模型探讨。
在第四部分中,我们将提出提高锂离子电池耐挤压性能的技术途径和策略,并重点探讨锂离子电池在汽车行业中的挤压安全保障问题以及相关应用前景。
此外,本文还探讨了锂离子电池挤压失效边界研究在其他领域中的意义以及应用前景展望。
最后,在结论部分,我们将总结本文的主要观点和内容,并对未来关于锂离子电池挤压失效边界的研究提出展望和建议。
1.3 目的本文旨在全面介绍和阐述锂离子电池挤压失效边界的概念、影响因素以及工程意义,并通过实验数据和模型分析揭示其失效机制。
同时,我们也希望通过提出技术途径和策略,促进锂离子电池耐挤压性能的提升,并探索其在汽车行业以及其他领域中的广泛应用前景。
通过本文的阐述,读者将更好地了解锂离子电池挤压失效边界的重要性和研究进展,从而为相关研究和工程实践提供参考。
2. 锂离子电池挤压失效边界概述2.1 锂离子电池的基本原理和结构锂离子电池是一种重要的储能装置,其广泛应用于移动电子设备、电动汽车等领域。
它由正极、负极、隔膜和电解液组成。
在充放电过程中,锂离子通过电解液在正负极之间往复迁移,完成储存和释放能量的过程。
锂离子电池制片中辊压工序的问题分析
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锂离子电池制片过程中辊压工序的干问题当前,我国锂离子电池产品质量日益提高,在国际国内市场所占份额逐步增大,这一切与我国大规模生产锂离子电池的生产工艺的13趋成熟,生产技术的逐步深化有着密切的关系。
因此对锂离子电池生产工艺的探讨和优化将直接作用于生产过程,提高产品的市场竞争力。
1现象及问题锂离子电池的生产过程大致分为制片、装配、注液和包装四部分。
其中,锂离子电池的制片过程不同于以往的镍氢电池及其他各类电池。
锂离子电池的极片是以铝箔和铜箔为基体在上面涂覆活性物质,后进行辊压、裁片、TQC 等工序后完成的,极片厚度大约为120 gm至140 gm,质地柔软易破损,需小心转运和使用。
辊压是电池极片制作即制片过程中的重要环节,一般安排在涂布工序之后,裁片工序之前,由双辊压实机完成。
辊压机由两个铸钢压实辊以及电机和传动轴组成,双辊在未使用状态下涂满防锈油,使用时用无水乙醇将防锈油擦拭干净,后用干棉布擦干无水乙醇,工作时电机带动上下辊同时转动,将涂布工序完成的已附着活性物质的箔带或箔片放在工作台上,平稳通过双辊,旨在使活性物质与箔片结合愈加品坚质密,厚度均匀。
为达到更佳效果,亦可重复辊压几次。
但在实际操作中,辊压过程常常会造成对极片的损坏,其原因有如下几点:(1)生产是连续性工作,工序的质量首先取决于之前涂布工序的完成质量,涂布过程中,若在极片表面留有小颗粒等质地不均现象,则在辊压时,小颗粒受到双辊压力,便向箔带方向挤压,颗粒体较软的可被碾成粉末继而脱落,颗粒体较硬的会挤压箔带,造成箔带破孔甚至箔带断裂。
即使没有小颗粒的出现,涂布不均匀在辊压后也会显现得更加明显,因涂布较厚的位置被压实,产生光泽,而涂布较薄部位未被压实,没有光泽产生,则极片表面就会出现不规则的光泽图形,这表明了活性物质分布不均一并且与箔带的结合水平也不均匀,易形成面积脱落。
(2)辊压过程中,操作员会即时使用厚度仪测量辊压后的极片厚度以确定辊压效果是否符合工艺要求。
锂离子电池铜箔翘曲的检验方法
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锂离子电池铜箔翘曲的检验方法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:锂离子电池是现代电子产品中常用的能量储存装置,其性能直接影响着设备的续航能力和安全性。
而锂离子电池的正极材料常用的是带有导电性能的铜箔,用于连接电池内部的电荷传导。
但是在生产和使用过程中,铜箔可能会出现翘曲或弯曲的情况,从而影响电池的性能和安全性。
对锂离子电池铜箔翘曲情况进行准确可靠的检验至关重要。
一、铜箔翘曲的危害与原因锂离子电池铜箔的翘曲会导致以下问题:1. 造成电池内部电荷传导不良,影响电池的充放电性能,降低电池的循环寿命;2. 导致电极与电解液之间的隔离膜受损,增加电池的短路风险,可能引发火灾或爆炸事故。
铜箔翘曲的原因主要包括以下几点:1. 制备工艺不当:在铜箔生产或锂离子电池制备过程中,存在材料热胀冷缩或机械应力导致的变形;2. 储存和运输过程中的挤压或碰撞;3. 设备安装或使用不当造成外力作用。
二、锂离子电池铜箔翘曲的检验方法为了及时准确地检测出锂离子电池铜箔的翘曲情况,保证电池的质量和安全性,需要建立相应的检验方法。
下面介绍几种常用的检验方法:1. 目视检查法目视检查法是最简单也是最直观的一种检验方法。
通过目视观察铜箔表面的平整度和平整度,检查是否有翘曲或弯曲现象。
这种方法操作简便,但受人员主观因素影响较大,不能准确判断铜箔的微小翘曲情况。
2. 手感触摸法手感触摸法是一种经验性很强的检验方法。
通过手感触摸铜箔表面,检查是否有明显的凹凸不平或弯曲,来判断铜箔是否存在翘曲。
这种方法需要有一定的经验积累和训练,适用于对于翘曲情况的初步筛查。
4. 硬度测量法硬度测量法是一种间接检验方法。
通过对铜箔表面硬度的测量,来间接判断其是否存在翘曲或弯曲。
翘曲的铜箔硬度通常会有所不同,可以通过硬度测量仪器进行快速准确的判断。
5. 影像分析法影像分析法是一种高精度的检验方法。
通过高分辨率的影像设备拍摄铜箔表面的影像,采用图像处理软件对图片进行分析处理,检测铜箔的平整度和平面度,精确判断其是否存在翘曲问题。
团聚体类正极材料在锂离子电池应用中的破碎问题
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团聚体类正极材料在锂离子电池应用中的破碎问题作者:申兰耀杨程凯杨新河周恒辉来源:《新材料产业》2017年第01期自二次电池体系问世以来,其发展经历了铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池等几个阶段。
从20世纪90年代开始,锂离子电池体系成为综合性能最好的二次电池体系。
相对于其他二次电池,锂离子电池具有电压平台和能量密度高,循环寿命长,无记忆效应,对环境污染小等优点。
在相同能量密度的前提下可以显著减少单体电池的质量,便携性较好。
而锂离子电池的应用也已经由手机、笔记本电脑等消费电子、航空航天和国防军事,逐步走向清洁能源汽车、智能电网和通讯基站等领域。
在下一代能源存储体系成熟之前,锂离子电池将继续为人类的生活和科技的进步提供持续不断的动力。
尤其是近年来,随着磷酸铁锂、三元素等电极材料的快速发展,锂离子电池在安全性能、功率密度和成本等方面取得了很大进步。
目前LG、三星SDI等量产的动力锂离子电池单体能量密度达到165~180Wh/kg,相应乘用车续航里程约为200km。
如果动力电池单体能量密度达到300Wh/kg,充满电续驶里程可以达到470km,接近燃油车水平。
然而进一步提高动力和储能锂离子电池的能量密度依然是目前该领域发展的重要挑战。
总的来说,目前动力或者储能电池领域所用锂离子电池正极材料主要包括层状正极材料LiMO2〔M=镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、铝(Al)等,M为以上元素的组合,其中LiCoO2因为其价格和安全等问题难以在动力和储能电池领域应用)〕;尖晶石结构材料如LiMn2O4和橄榄石结构材料如LiFexMn1-xPO4(0一、团聚体类正极材料的破碎现象高镍正极材料LiNixCoyMn1-x-yO2或LiNixCoyAl1-x-yO2(x>0.8)由于镍的比容量高,价格低廉,能量密度高,逐渐在动力锂电池产业中受到重视。
由于镍含量高于80%,高镍材料的性能和特征已经很接近LiNiO2,容量为190mAh/g以上,远远高于目前广泛应用在动力电池中的磷酸铁锂和333、523体系的三元材料。
锂离子电池用铜箔集流体的力学性能分析
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锂离子电池用铜箔集流体的力学性能分析朱建宇;冯捷敏;王宇晖;郭战胜【摘要】集流体作为锂离子电池电极的重要组成部分,其力学性能对电极结构的设计和优化至关重要.通过表征负极用铜箔集流体的力学性能(弹性模量、屈服强度和断裂强度等),实现对集流体的合理、可靠使用,为优化电极结构提供指导.本文分别研究了三种不同厚度压延铜箔和电解铜箔的力学性能,发现电解铜箔和压延铜箔的弹性模量分别为70 GPa和50 GPa左右.铜箔的屈服强度随厚度减小而增大,表现出越薄越强的趋势.使用扫描电镜(SEM)观察微拉伸试验后的不同厚度铜箔集流体的断裂面,发现电解铜箔的断裂方式为脆性断裂,压延铜箔为韧性断裂.【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2014(003)004【总页数】4页(P360-363)【关键词】集流体;铜箔;锂离子电池;断裂【作者】朱建宇;冯捷敏;王宇晖;郭战胜【作者单位】上海市应用数学和力学研究所,上海200072;上海市力学在能源工程的应用重点实验室,上海200072;上海大学力学系,上海200072;上海市应用数学和力学研究所,上海200072;上海市应用数学和力学研究所,上海200072;上海市力学在能源工程的应用重点实验室,上海200072【正文语种】中文【中图分类】TM911在过去的十年里,受电子产品、电动工具、汽车和可再生能源发展的驱使,电化学储能以前所未有的速度发展起来。
其中,锂离子电池在存储由可再生能源转化而来的电能方面发挥了重要作用。
目前的大多数研究集中在锂离子电池的阴极、阳极和电解质材料[1]。
然而,为了更好地了解锂离子电池使用过程中的退化机制,包括隔膜和集流体在内的所有组件都应当在实际情况下进行测试。
即使未来开发出了新型的阳极和阴极材料,新一代锂离子电池中的某些组件,如集流体,依然是由相同的材料制成的。
在目前的商业锂离子电池中,分别使用铜和铝作为阳极和阴极的集流体[2]。
目前,从力学性能角度研究集流体对锂离子电池性能影响的文献并不多。
干货锂电池极片挤压涂布常见缺陷
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干货锂电池极片挤压涂布常见缺陷
首先,结块是指在挤压涂布过程中,由于粘度过高、固含量过高、涂布速度过快等原因造成的涂料在涂布辊上发生结块现象。
结块会导致涂布不均匀,形成厚薄不一的区域,影响电池极片的性能。
其次,出线是指挤压涂布过程中,由于涂料中涂料粒子和添加剂等物质的聚集,导致涂料逐渐被挤压出极片边缘形成的线状结构。
出线会导致涂布不均匀,降低电极材料的使用效率。
鱼鳞是指挤压涂布过程中,由于涂料的流动性差、涂布辊表面有波浪或划痕等原因,形成的极片表面上的鳞片状结构。
鱼鳞会导致极片表面不平整,增加了极片与电解质膜之间的接触电阻,降低了电池的性能。
折痕是指挤压涂布过程中,由于极片在收卷或剪切过程中受到外力作用,导致极片表面出现的折痕。
折痕会导致极片表面不平整,增加了电池内部的接触电阻,降低了电池的性能。
此外,涂料不均匀也是挤压涂布过程中常见的缺陷。
涂料不均匀可以表现为局部过厚或过薄,导致电池极片的质量不稳定,影响电池的性能。
为了解决这些常见缺陷,可以采取以下措施:
1.优化涂料配方,控制涂料的粘度、固含量等参数,避免结块和出线的发生。
2.定期清洗涂布辊和涂布机,保持涂布辊表面的平整和清洁,避免鱼鳞的发生。
3.控制挤压涂布的涂布速度,避免过快或过慢导致的涂料不均匀。
4.在极片收卷或剪切过程中注意控制外力的大小,避免折痕的出现。
综上所述,干货锂电池极片挤压涂布常见缺陷主要包括结块、出线、鱼鳞、折痕和涂料不均匀等。
了解这些缺陷的原因,并采取相应的措施进行预防和修复,可以提高锂电池极片的质量和性能。
锂离子电池用电解铜箔的断裂研究

锂离子电池用电解铜箔的断裂研究引言锂离子电池是现代便携式电子设备和电动汽车等领域的重要能量储存设备。
作为锂离子电池的重要组成部分之一,电解铜箔在电池的性能和寿命上起着重要作用。
因此,对锂离子电池用电解铜箔的断裂行为进行研究,对于提高锂离子电池的性能和可靠性具有重要意义。
锂离子电池用电解铜箔的特性电解铜箔的制备电解铜箔是一种通过电解过程在铜阳极上生长的铜箔。
这种制备方法可以获得高纯度、高强度和均匀厚度的铜箔。
锂离子电池中的作用锂离子电池中的电解铜箔主要用于电池的正极集流器。
电解铜箔具有良好的导电性和电化学稳定性,可以提供高效的电子传导和离子传输,从而提高锂离子电池的充放电性能。
断裂问题然而,锂离子电池用电解铜箔在实际使用中存在断裂问题,影响了电池的性能和寿命。
因此,研究锂离子电池用电解铜箔的断裂行为,对于解决这一问题具有重要意义。
断裂机理力学应力锂离子电池工作过程中会受到机械应力的作用,例如充放电过程中的体积变化和温度变化等。
这些应力会导致电解铜箔的变形和断裂。
倍程疲劳经过多次充放电循环后,电解铜箔会经历应力的周期性变化,从而导致疲劳断裂。
这种断裂方式称为倍程疲劳。
腐蚀电解铜箔在电解液中容易发生腐蚀,特别是在高温和高湿度环境下。
腐蚀会导致铜箔表面的腐蚀产物积聚,加速了断裂的发生。
断裂行为的研究方法断裂试验断裂试验是研究电解铜箔断裂行为的常用方法。
通过对电解铜箔施加不同的应力,观察其断裂行为并分析断裂面形貌,可以揭示其断裂机理。
数值模拟数值模拟是一种有效的研究方法,可以通过计算机模拟电解铜箔在不同应力作用下的力学响应和断裂行为。
通过调整模拟参数,可以预测电解铜箔的断裂寿命和优化设计。
显微观察显微观察是研究电解铜箔断裂行为的重要手段。
通过使用扫描电子显微镜等仪器,可以观察到电解铜箔断裂面的微观结构和裂纹扩展情况,从而分析断裂机理。
断裂研究的意义和挑战意义研究锂离子电池用电解铜箔的断裂行为,有助于了解断裂机理,找出断裂的原因,并提出相应的改进措施,从而提高锂离子电池的性能和可靠性。
锂电池挤压涂布机原理及异常处理
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锂电池挤压涂布机原理及异常处理聊聊锂电池挤压涂布机这家伙,还有它那些小脾气嘿,朋友们,今儿咱们来聊聊一个工业界的“明星”——锂电池挤压涂布机。
别看它名字听起来挺复杂,其实这家伙就像是咱们厨房里的搅拌机,不过它搅拌的不是面粉,而是锂电池的关键材料。
挤压涂布机啊,它的工作原理简单说,就是把那些浆料啊,通过挤压的方式,均匀地涂在电池极片上。
这就好比咱们小时候玩的泥巴,你得用手把它抹平,让它看起来漂漂亮亮的。
只不过,涂布机干这事儿,那可是又快又好,精度还高,咱们人可比不上。
想象一下,那浆料就像是稠稠的蜂蜜,而挤压涂布机就像是专业的调酒师,它用精准的“手法”,把这“蜂蜜”均匀地涂抹在极片上。
这样一来,电池的性能就能得到大大提升,续航更强,寿命也更长。
不过啊,这家伙也有它的“小脾气”。
有时候,它可能会因为浆料太稠或者太稀,而闹点小情绪。
这就好比咱们做饭时,油放多了或者盐放少了,味道就不对了。
涂布机要是遇到这种情况,那涂出来的极片可能就不均匀,甚至会出现“瑕疵”。
还有啊,这涂布机也是个“娇贵”的家伙。
你得定期给它做“保养”,比如清理一下内部的残留物,换个新的滤网啥的。
不然啊,它可能会“罢工”,或者涂出来的极片质量大打折扣。
这就好比咱们开车,得定期保养,不然车子就会出各种问题。
记得有一次,车间里的涂布机突然“罢工”了。
大家伙儿都急得像热锅上的蚂蚁,生怕耽误了生产进度。
后来,经过一番检查,才发现是浆料的粘度出了问题。
咱们赶紧调整了粘度,重新开机,这才让涂布机恢复了正常工作。
所以啊,跟涂布机打交道,就像跟老朋友相处一样。
你得了解它的脾气秉性,知道它喜欢啥,不喜欢啥。
只有这样,你才能跟它“合作愉快”,共同生产出高质量的锂电池。
而且啊,这涂布机还是个“学霸”。
它的精度和效率,那可都是经过无数次的试验和优化才得来的。
咱们人类啊,有时候还真得向这些机器学习学习,看看它们是怎么做到精准无误的。
当然啦,涂布机也不是万能的。
有时候,它也会遇到一些解决不了的问题。
【机理】锂电池失效模式研究之“析铜”

【机理】锂电池失效模式研究之“析铜”导读随着锂离子动力电池的广泛应用,第一批动力电池所装载的纯电动汽车也跑过了七八个年头,在此期间,会发生各种各样的失效的状况,本文就从失效模式之一的析铜开始讲起,通过实验验证得出结论,最后给出一些建议,预防此类失效情况的发生。
随着锂离子动力电池的广泛应用,第一批动力电池所装载的纯电动汽车也跑过了七八个年头,在此期间,会发生各种各样的失效的状况,本文就从失效模式之一的析铜开始讲起,通过实验验证得出结论,最后给出一些建议,预防此类失效情况的发生。
一般而言,锂离子电池的析铜反应发生在负极,可能性原因有过放、电池在制作过程中反充电、局部存在短路点时电池进行的大电流放电都会导致析铜反应的发生。
一般析铜反应有四个过程,首先是铜箔的氧化的溶解,然后是铜在负极表面的析出,然后是铜的在溶解,穿过隔膜,在正极析出。
从上图中可以看出,铜已经析出在正极,而负极的铜箔也已经氧化,说明析铜发生的很严重,此块电池的电压已经小于1V,完全失效。
对于失效的发生,初步查明可能是由于SOC不一致导致的个别电池大电流过放导致,下面设计实验进行验证,实验步骤如下:1. 取3只锂离子动力电池,SOC设置为40%、60%、80%,将三只电池串联起来进行大电流放电;2. 每放一次电静置一段时间,测量电池的电压内阻;3. 继续进行前面两步的操作;经过几次大电流循环后,低SOC的动力电池出现了电压明显下降的问题,对此出现异常的电池进行解剖分析。
解剖发现出现了局部短路点,对短路点的隔膜进行EDS分析后发现存在铜元素,说明析铜反应已经发生,说明在实际使用过程中,由于SOC状态不一致在大电流放电时会导致的析铜反应,而在实际过程中使用时情况比较复杂,所以需要提高锂离子动力电池的一致性,防止此类失效模式的发生。
参考文献:1.李杨等.磷酸铁锂动力电池动态分选的研究2.邹玉峰等,HEV用锂离子动力电池的一种失效模式的分析声明:本文已获公众号锂电联盟会长授权,如转载请联系原公众号。
锂离子电池颗粒破裂断裂准则

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锂电池正极析铜的原因

锂电池正极析铜的原因摘要:1.锂电池正极析铜现象的定义和特征2.锂电池正极析铜的原因分析2.1 负极余量不够2.2 充电机制问题2.3 嵌锂路径异常2.4 主材异常2.5 特殊原因3.锂电池正极析铜的影响和解决方法正文:锂电池正极析铜是指在锂电池充电过程中,正极材料表面出现铜元素析出的现象。
这种现象通常表现为电池容量的下降,以及电池使用寿命的缩短。
为了更好地了解锂电池正极析铜的原因,我们首先需要对这一现象进行简要的概述。
锂电池正极析铜现象的定义和特征:在锂电池充电过程中,正极材料表面出现铜元素析出。
这一现象的主要特征包括电池容量的下降,以及电池使用寿命的缩短。
接下来,我们将详细分析锂电池正极析铜的原因。
根据相关研究和实践经验,锂电池正极析铜的主要原因可以归纳为以下几点:1.负极余量不够:在锂电池充电过程中,负极需要为正极提供锂离子。
如果负极的储锂能力不足,就会导致正极材料表面出现锂离子不足,进而引发析铜现象。
2.充电机制问题:充电机制不合理,如充电速率过快、过充等,会导致锂电池内部的锂离子分布不均匀,从而引发正极析铜。
3.嵌锂路径异常:在锂电池充放电过程中,锂离子的嵌入和脱嵌路径可能出现异常,导致锂离子在正极材料表面析出。
4.主材异常:正极材料本身的质量问题,如杂质、颗粒尺寸不均匀等,也可能导致锂电池正极析铜。
5.特殊原因:在某些特殊情况下,如电池制造过程中的缺陷、电池使用环境的变化等,也可能引发锂电池正极析铜现象。
最后,我们来谈谈锂电池正极析铜的影响和解决方法。
正极析铜会导致电池容量的下降,进而影响电池的续航能力。
为了减缓这一现象,可以采取以下措施:1.优化电池设计:合理选择正极材料,确保负极余量充足,避免过充和过放。
2.改进充电机制:采用合理的充电速率,避免过充和过放,确保锂电池内部的锂离子分布均匀。
3.提高正极材料质量:选用优质正极材料,确保材料中的杂质和颗粒尺寸分布均匀。
4.严格控制生产过程:确保电池制造过程中的质量缺陷得到有效控制,以避免电池在使用过程中出现异常。
锂电池铝箔轧制常见缺陷成因及其预防措施分析

轧制行业正面临转型的压力和机遇。提高资源利用效
率成为行业发展的核心目标,尤其体现在原材料的高效
使用和能源的节约上。这一过程中,铝材料的回收和再
利用变得尤为关键,它不仅减少了对新原材料的依赖,
还显著减少了环境负担。
此外,采用更加节能和环保的生产技术,比如改进
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2024 年第 03 期
总第 322 期
布的不一致,可能在轧制过程中引起应力集中,导致铝
制备工艺是至关重要的。选择高纯度、晶粒结构均匀的
箔出现裂纹或皱折。此外,原材料的不适当预处理,如
铝原料能显著减少内部缺陷的生成,提高最终产品的一
退火温度和时间的不恰当选择,也可能导致材料在轧制
致性和可靠性。原材料的适当预处理,如精确控制的退
新技术引入不仅意味着高额的初期投资,还涉及长期的
备工艺、轧制工艺参数以及设备维护和管理策略,以显
运营和维护成本。这要求企业在技术创新和经济可行
著减少生产过程中的质量问题。这些措施的有效性得
性之间寻找平衡点。
到了详细的理论阐述,为提高铝箔质量和优化生产流程
b. 技术的有效实施还依赖于员工的技能和知识水
平。面对新技术,员工可能需要进行专业培训,以适应
新的操作要求和技术标准。
c. 企业必须考虑如何将这些新技术顺利地集成到
提供了有力的支持。
展望未来,探索新型材料和先进工艺在铝箔轧制中
的应用将成为重要的研究方向。随着工业自动化和智
能化的发展,采用高效的检测和控制系统来实现精准的
现有的生产流程和管理体系中,以确保生产效率和产品
缺陷对于保证电池的高性能和安全性至关重要。
2 锂电池铝箔轧制常见缺陷概述
干货锂电池极片挤压涂布常见缺陷

干货|锂电池极片挤压涂布常见缺陷目前,电动车、储能电池等新能源产业在全球范围内发展迅速。
作为公认的理想储能元件,动力锂电池也得到高度关注。
涂布机是动力锂电池极片的生产关键工艺设备。
目前,锂电池极片涂布工艺主要有刮刀式、辊涂转移式和狭缝挤压式等。
我在工作过程中,这三种涂布方式都接触过。
一般实验室设备采用刮刀式,3C电池采用辊涂转移式,而动力电池多采用狭缝挤压式。
刮刀涂布工作原理如图1所示,箔基材经过涂布辊并直接与浆料料槽接触,过量的浆料涂在箔基材上,在基材通过涂辊与刮刀之间时,刮刀与基材之间的间隙决定了涂层厚度,同时将多余的浆料刮掉回流,并由此在基材表面形成一层均匀的涂层。
刮刀类型主要逗号刮刀。
逗号刮刀是涂布头中的关键部件之一,一般在圆辊表面沿母线加工成形似逗号的刃口,这种刮刀具有高的强度和硬度,易于控制涂布量和涂布精度,适用于高固含量和高黏度的浆料。
图1 逗号刮刀涂布示意图辊涂转移式涂辊转动带动浆料,通过逗号刮刀间隙来调节浆料转移量,并利用背辊和涂辊的转动将浆料转移到基材上,工艺过程如图2所示。
辊涂转移涂布包含两个基本过程:(1)涂布辊转动带动浆料通过计量辊间隙,形成一定厚度的浆料层;(2)一定厚度的浆料层通过方向相对的涂辊与背辊转动转移浆料到箔材上形成涂层。
图2 辊涂刮刀转移涂布工艺示意图狭缝挤压涂布作为一种精密的湿式涂布技术,如图3所示,工作原理为涂布液在一定压力一定流量下沿着涂布模具的缝隙挤压喷出而转移到基材上。
相比其它涂布方式,具有很多优点,如涂布速度快、精度高、湿厚均匀;涂布系统封闭,在涂布过程中能防止污染物进入,浆料利用率高、能够保持浆料性质稳定,可同时进行多层涂布。
并能适应不同浆料粘度和固含量范围,与转移式涂布工艺相比具有更强的适应性。
图3 狭缝挤出式涂布示意图要形成稳定均匀的涂层,涂布过程中就需要同时满足这几个条件:(1)浆料性质稳定,不发生沉降,粘度、固含量等不变化。
(2)浆料上料供应稳定,在模头内部形成均匀稳定的流动状态。
锂电池生产中各种不良原因及分析

锂电池生产中各种不良原因及分析各种不良原因的造成以及原因分析20130830一、短路:1、隔膜刺穿:1)极片边尾有毛刺,卷绕后刺穿隔膜短路(分切刀口有毛刺、装配有误);2)极耳铆接孔不平刺穿隔膜(铆接机模具不平);3)极耳包胶时未包住极耳铆接孔和极片头部(裁大片时裁刀口有毛刺);4)卷绕时卷针划破隔膜(卷针两侧有毛刺);5)圧芯时气压压力太大、太快压破隔膜(气压压力太大,极片边角有锐角刺穿隔膜纸)。
2、全盖帽时极耳靠在壳闭上短路:1)高温极耳胶未包好;2)壳壁胶纸未贴到位;3)极耳过长弯曲时接触盖帽或壳壁。
3、化成时过充短路:1)化成时,正负极不明确反充而短路;2)过压时短路;3)上柜时未装好或内部电液少,充电时温度过高而短路。
4、人为将正负极短路:1)分容上柜时正负极直接接触;2)清洗时短路。
二、高内阻:1、焊接不好:极耳与极片的焊接;极耳与盖有虚焊。
2、电液偏少:注液量不准确偏少;封口时挤压力度过大,挤出电液。
3、装配结构不良:极片之间接触不紧密;各接触点面积太小。
4、材质问题:极耳及外壳的导电性能;电液的导电率;石墨与碳粉的导电率。
三、发鼓:1、电池内有水分:制造流程时间长;空气潮湿;极片未烘干;填充量过大,入壳后直接发鼓;极片反弹超厚,入壳后发鼓。
2、短路:过充或短路。
3、高温时发鼓;超过50°C温度发鼓。
四、低容量:1、敷料不均匀,偏轻或配比不合理。
2、生产时断片、掉料。
3、电液量少。
4、压片过薄。
五、极片掉料:1、烘烤温度过高,粘接剂失效。
2、拉浆温度过高。
3、各种材料因素:如P01、PVDF、SBR、CMC等性能问题。
4、敷料不均匀。
六、极片脆:1、面密度大,压片太薄。
2、烘烤温度过高。
3、材料的颗粒度,振头密度等。
各工位段不良原因的造成及违规操作一、配料:不良原因:1)各种添加剂与P01的配比;2)浆料中的气泡;导致拉浆时不良率增加,以及3)浆料中的颗粒;正负极活性物质的容量发挥和4)浆料的粘度。
锂电池涂布开裂原理

锂电池涂布开裂原理锂电池的正极材料通常是由锂盐、电子导电剂和聚合物混合而成的复合材料。
聚合物在锂电池中起到了增强材料的机械性能、提供离子传导以及固体电解质形成等功能。
当锂电池工作时,电池内部会发生放电和充电的过程,这个过程会引起正极材料的体积变化。
正极材料的体积变化是造成锂电池涂布开裂的主要原因之一、在放电过程中,锂离子从正极材料中脱嵌,正极材料会伴随着锂离子的嵌入和脱嵌而发生体积的膨胀和收缩。
这种体积变化会导致正极材料与涂布膜之间产生应力和应变,当应力和应变超过正极材料和涂布膜的承载极限时,涂布膜就会发生开裂。
除了体积变化,正极材料的结构和性质也会影响锂电池涂布开裂的发生。
例如,正极材料的颗粒尺寸和形状、材料的结晶度、材料的电导率等都可以对涂布层的性能和可靠性产生影响。
颗粒尺寸和形状不均匀会导致应力集中,增加涂布开裂的风险。
结晶度的变化和高温处理过程也会影响材料的力学性能和离子传导性能,进而影响涂布层的可靠性。
此外,正极材料和涂布膜之间的配合和黏附度也是导致涂布开裂的重要因素。
如果正极材料与涂布膜之间的黏附强度不够,那么就容易出现涂布开裂的现象。
因此,提高正极材料和涂布膜之间的粘附性是改善涂布层可靠性的重要途径。
为了解决锂电池涂布开裂的问题,研究人员提出了多种方法和策略。
例如,通过控制正极材料的颗粒大小和形状,可以减轻正极材料的体积变化引起的应力集中,从而降低涂布层开裂的风险。
另一方面,优化正极材料和涂布膜之间的黏附性,可以提高涂布层的可靠性。
此外,优化正极材料的结构和性质,也可以提高涂布层的耐久性和可靠性。
综上所述,锂电池涂布开裂是由于正极材料的体积变化、结构和性质的变化以及正极材料和涂布层之间的粘附性不足等多种因素共同作用的结果。
通过深入研究涂布开裂的机理和原因,可以为锂电池的优化和改进提供指导和方法。
锂电池正极析铜的原因

锂电池正极析铜的原因【最新版】目录1.锂电池正极析铜现象的概述2.锂电池正极析铜的原因3.锂电池正极析铜的影响4.如何避免锂电池正极析铜正文一、锂电池正极析铜现象的概述锂电池正极析铜是指在锂电池的正极材料中出现铜颗粒的现象。
这种现象可能会导致电池性能下降,甚至引发安全问题。
因此,了解锂电池正极析铜的原因对于提高电池质量和安全性具有重要意义。
二、锂电池正极析铜的原因1.负极余量不够造成的析铜:当负极嵌锂空间不足时,无法嵌入负极的锂离子只能在负极表面得电子,从而形成银白色的金属锂单质,这也就是常说的析锂。
2.充电机制造成的析铜:当锂离子从正极脱嵌并嵌入负极时,如果负极嵌锂阻力太大或锂离子过快地从正极脱嵌但无法等量地嵌入负极,也会导致析铜现象的发生。
3.嵌锂路径异常造成的析铜:如果锂电池正极材料的嵌锂路径异常,可能导致锂离子无法正常嵌入负极,从而在正极表面形成铜颗粒。
4.主材异常造成的析铜:如果锂电池正极材料存在杂质或其他异常情况,可能导致正极材料在充电过程中发生化学反应,从而产生铜颗粒。
三、锂电池正极析铜的影响锂电池正极析铜会导致电池容量下降、内阻增加、循环寿命缩短等问题,严重时可能引发安全隐患,如发热、冒烟甚至爆炸等。
四、如何避免锂电池正极析铜为了避免锂电池正极析铜,可以从以下几个方面入手:1.选择高质量的正极材料,确保材料的纯度和稳定性;2.优化电池结构和设计,提高负极嵌锂空间和降低嵌锂阻力;3.采用合适的充电策略,避免锂离子过快地从正极脱嵌;4.严格控制生产过程,减少正极材料中杂质的存在。
总之,了解锂电池正极析铜的原因,有助于我们更好地提高电池性能和安全性。
锂离子电池分切金属碎屑不良异常处理

锂离子电池分切金属碎屑不良异常处理极卷侧面目视可见明显毛面,手触存在凹凸感极卷侧面目视平顺,无毛面,无凹凸感取样检测(二次元):金属毛屑,高度0.022mm,使用毛刷轻刷可刷掉金属毛屑,刷掉部分金属毛屑,高度0.309mm,使用毛刷轻刷,刷掉部分,掉落部分高度0.16mm金属毛屑,高度0.105mm,使用毛刷轻刷掉来料正常极片查看二次元表面:二次元检测极片纵向:纵向表面不平整,波浪异常影响:一次分切产生金属碎屑,极易掉入极片表面,碎屑为肉眼不可见的铝屑,经卷绕混入卷芯内,热压后碎屑刺穿隔膜,造成卷芯短路,影响合格率;如未刺穿隔膜,电池流入后工序进行化成、分容后,对电芯自放电性能产生重要影响;甚至在高倍率充放电或多次循环后造成电池带电短路,产生更大的安全隐患,属于A类不良异常;热压工序验证10.14日统计:投入:231支短路:20支不良率:8.7%拆解后发现为金属碎屑刺穿隔膜,造成卷芯短路原因分析:1、刀具磨损未及时更换,刀具刀口产生崩口、豁口、毛刺;异常刀口二次元检查正常刀口二次元检查原因分析:2、刀具安装时,极片入刀角度不合适,切刀与极片夹角大,摩擦系数大;3、分切刀具保养不到位,未及时更换清洁羊毛毡,未滴入酒精润湿;羊毛毡与酒精擦拭极片入刀角度解决措施:1、更换新刀具,更换前使用二次元检查刀口,异常时及时更换;2、提高压辊位置,减小极片入刀位置,减少摩擦;3、每班次跟换羊毛毡,人工专人滴入酒精,擦刀润湿保养;4、质控部定期检查,每卷检测金属碎屑情况;改善效果验证:改善后:侧面平顺光滑改善前:侧面毛面,有碎屑改善效果验证:纵向:光滑无毛刺横向:横向无波浪边,无金属碎屑THANKS。
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锂离子电池在挤压过程中铜箔破碎现象
对于动力电池而言,安全性和电性能同样重要。
在电动汽车使用过程中如果发生碰撞等高能量事故,可能会导致锂离子电池发生严重的形变,从而造成锂离子电池发生内部短路等严重的安全问题。
在锂离子电池发生内短路时,整个电池组70%的能量会在60s内通过短路点进行释放,从而引起局部温度快速升高,继而引起正负极活性物质、电解液等分解,导致锂离子电池发生热失控。
为了保证锂离子电池在上述情况下的安全性,人们设计了严苛的挤压测试考察锂离子电池在发生巨大形变时电池
的安全性能。
研究显示,在挤压测试过程中,首先会发生电极的变形和均匀位移,随着变形程度的增加,进而导致集流体沿着45度滑移线发生滑移,最后隔膜因为变形程度过大,导致隔膜失效,引起更大面积短路发生。
一旦内短路发生,则可能导致锂离子电池热失控,产生的高温会烧毁电池,即便是没有发生热失控,局部的高温仍然会将集流体、隔膜等部分融化,因此研究锂离子电池在挤压测试中的结构变化一直是一个难点。
美国橡树岭国家实验室的Hsin Wang等利用3D XCT技术对锂离子电池在挤压测试过程中内部结构的变化进行了研究,首次发现铜箔在挤压测试中会产生微观的碎片,而这些碎片很难通过传统光学和电子显微镜发现,而这些隐藏的铜箔碎片可能会对锂离子电池的电性能和热失控行为产生显著的影响,值得我们深入研
究。
实验中采用的为商用钴酸锂电池,电芯采用卷绕结构,尺寸为30mm´40mm´4.5mm,为了保证锂离子电池在挤压测试中不至于发生热失控,Hsin Wang将电池的电量控制在10%SoC以内,下图为电池进行挤压测试后电芯的结构,其中图c没有经过挤压时电池的内部结构,图d为挤压测试后电池的内部结构,从图上可以看到,挤压测试后电极发生了对称的折叠和褶皱现象,并且一些电极层发生了弯曲在电极层之间产生较大的间隙。
下图为局部放大的图像,从图上可以注意到,在嵌切方
向电极发生了严重的折叠和形变,通过图c和图d对比可以看到,电池在挤压后铜箔表面产生了大量的裂纹。
对上述实验后的电池进行拆解,如下图所示,可以看到在受到挤压处的中间位置有一个短路点,但是通过光学观察负极表面并没有出现明显的裂纹现象。
但是利用X射线照相技术,则观察到了铜箔内形成了大量的裂纹,如下图b所示,但是当将上述的电极用SEM进行观察时,仅观察到了少量的电极破碎情况。
这表明虽然铜箔产生了大量的裂纹,但是由于石墨负极涂层较厚,因此电极表面并不会产生明显的裂纹,因此利用光学和SEM等手段并不能很好的观测到铜箔的破碎情况,但是X射线的穿透性很好,石墨几乎不会遮挡X射线,而铜箔会对X射线形成有效遮挡,因此X射线成像技术能够很好的显示铜箔在受到挤压时的破碎情况。
铜箔上产生裂纹的原因可能是因为铜箔的韧性较差,在受到垂直方向挤压时非常容易产生裂纹,至于铜箔脆化的原因后续还需要继续研究,这可能与加工过程、电极碾压过程中残存的应力有关。
破碎的铜箔可能会对锂离子电池产生以下几个方面的影响。
1)首先,破碎的铜箔无法在承担起集流体的作用,导致局部活性物质与导电网络失去有效连接。
2)活性物质和电解液会填充到破碎铜箔的缝隙中,但它们都不是好的电子导体和热导体,因此在此处发生短路时,热量也很难快速传导出去。
3)受到挤压的区域,由于活性物质与导电网络接触变差,因此导致活性降低,或者不能参加充放电反应,引起锂离子电池容量降低。
4)破碎的铜箔会使得负极的机械性能降低
5)电池在挤压测试中最终失效主要是由正极和隔膜失效引起。
6)在短路发生的初期,主要是Al箔/正极活性物质与负极的铜箔碎片/石墨活性物质发生接触。
上述研究对于我们理解锂离子电池在机械滥用中热失控机理由重要的帮助,同时也能帮助我们判断锂离子电池受到机械损伤后能否继续使用,还需要对铜箔挤压过程中裂纹的产生机理进行更加深入的研究。