锂离子电池生产过程控制重点_xiazhanao
锂电池各项工序控制重点
锂电池各项工序控制重点锂离子电池的生产要一丝不苟，各个工序需要做到尽善尽美。
新能源前线整理了锂电池实际生产的工艺流程。
(一) 配料：1.溶液配制：a) PVDF(或CMC)与溶剂NMP(或去离子水)的混合比例和称量；b) 溶液的搅拌时间、搅拌频率和次数(及溶液表面温度)；c) 溶液配制完成后，对溶液的检验：粘度(测试)\溶解程度(目测)及搁置时间；d) 负极：SBR+CMC溶液，搅拌时间和频率。
2.活性物质：a) 称量和混合时监控混合比例、数量是否正确；b) 球磨：正负极的球磨时间；球磨桶内玛瑙珠与混料的比例；玛瑙球中大球与小球的例；c) 烘烤：烘烤温度、时间的设置；烘烤完成后冷却后测试温度。
d) 活性物质与溶液的混合搅拌：搅拌方式、搅拌时间和频率。
e) 过筛：过100目(或150目)分子筛。
f) 测试、检验：对浆料、混料进行以下测试：固含量、粘度、混料细度、振实密度、浆料密度。
(二)涂布1.集流体的首检：a) 集流体规格(长宽厚)的确认；b) 集流体标准(实际)重量的确认；c) 集流体的亲(疏)水性及外观(有无碰伤、划痕和破损)。
2.敷料量(标准值、上、下限值)的计算：a) 单面敷料量(以接近此标准的极片厚度确定单面厚度)；b) 双面敷料量(以最接近此标准的极片厚度确定双面的极片厚度。
)3.浆料的确认：是否过稠(稀)\流动性好，是否有颗粒，气泡过多，是否已干结.4.极片效果：a) 比重(片厚)的确认；b) 外观：有无划线、断带、结料(滚轮或极片背面)是否积料过厚，是否有未干透或烤焦，有无露铜或异物颗粒；5.裁片：规格确认有无毛刺，外观检验。
(三)制片(前段)：1.压片：a) 确认型号和该型号正、负极片的标准厚度；b) 最高档次极片压片后(NO.1或NO.1及NO.2)的厚度、外观有无变形、起泡、掉料、有无粘机、压叠。
c) 极片的强度检验；2.分片：a) 刀口规格、大片极片的规格(长宽)、外观确认；b) 分出的小片宽度；c) 分出的小片有无毛刺、起皱、或裁斜、掉料(正)。
锂离子电池生产过程控制重点_xiazhanao
电芯结构图
Wednesday, February 20, 2019
4
配料Mixing
工艺要求： 1、固含量； 2、粘 度。 固含量 • 工艺配方的确认； • 计量的准确性； 工艺流程的确认； • 粘度(正极：4500~5500cps；பைடு நூலகம்极： 4000~5000cps) • 搅拌参数的设置；（公转25HZ、自转30HZ：） • 水循环效果的确认； • 搅拌机的真空度。（-0.09Mpa)
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辊压Cold-Rolling
控制要点： 滚压应注意厚度符合工艺要求； 压片时应注意气泡、掉料、极片变形、 对辊机辊径越大越好； 极片断裂，在辊压的过程中，断裂不仅影响工作 效率，还对后续的分切、卷绕等工序造成困扰。 极片翘曲严重极片经过辊压后，有时候极片会呈 较大程度的内凹外凸的现象，此种现象出现不利 于极片分切、卷绕 极片横向、纵向厚度 极片波浪边严重 如测量极片厚度时刮料、问题点没有及时标记等 人为失误，可以通过加强培训提高意识来解决。 极片收卷时调节好纠偏和张力，收卷要整齐 压力不足，辊压厚度不到位，装配困难，卷绕对 位不准，严重时可能引起安全问题 辊面不平整—极片表面不光滑甚至有毛刺，引起 电池短路、自放电甚至出现安全问题 注意事项： 操作人员必须接受岗前培训合格方可 持证上岗，并严格遵守被操作规程 除了必要的维护人员，严禁非本岗位人 员操作设备或更改参数 启动辊压机前用无尘纸沾无水乙醇对辊 压机的滚轮进行清洁。 对辊清洁时，人必须在设备的背面，以 免操作失误带来工伤 为了避免衣服及头发等被缠绕到机器 内，作业时请穿合体的服装。 辊压完成时，及时对辊压机卸压。 运行过程中一旦发现问题必须及时记录 并通知相关部门，以便及时清理 时刻做好5S工作，维护设备及周边环 境清洁 设备保持干燥，控制车间的温湿度 运行设备时，注意安全，以免手被带入 滚轮下
锂离子电池制作工序控制重点
锂离子电池制作工序控制重点(一) 配料：1.溶液配制：a) PVDF(或CMC)与溶剂NMP（或去离子水）的混合比例和称量；b) 溶液的搅拌时间、搅拌频率和次数（及溶液表面温度）；c) 溶液配制完成后,对溶液的检验:粘度(测试)\溶解程度(目测)及搁置时间;d) 负极:SBR+CMC溶液,搅拌时间和频率。
2.活性物质:a) 称量和混合时监控混合比例、数量是否正确；b) 球磨：正负极的球磨时间；球磨桶内玛瑙珠与混料的比例；玛瑙球中大球与小球的比例；c) 烘烤：烘烤温度、时间的设置；烘烤完成后冷却后测试温度。
d) 活性物质与溶液的混合搅拌：搅拌方式、搅拌时间和频率。
e) 过筛：过100目（或150目）分子筛。
f) 测试、检验：对浆料、混料进行以下测试：固含量、粘度、混料细度、振实密度、浆料密度。
（二）涂布1.集流体的首检:a) 集流体规格(长宽厚)的确认;b) 集流体标准(实际)重量的确认;c) 集流体的亲(疏)水性及外观(有无碰伤、划痕和破损)。
2.敷料量（标准值、上、下限值）的计算：a) 单面敷料量（以接近此标准的极片厚度确定单面厚度）；b) 双面敷料量（以最接近此标准的极片厚度确定双面的极片厚度。
）3.浆料的确认:是否过稠(稀)\流动性好,是否有颗粒,气泡过多,是否已干结.4.极片效果:a) 比重(片厚)的确认;b) 外观:有无划线、断带、结料（滚轮或极片背面）是否积料过厚，是否有未干透或烤焦，有无露铜或异物颗粒；5.裁片：规格确认有无毛刺，外观检验。
（三）制片（前段）：1.压片：a) 确认型号和该型号正、负极片的标准厚度；b) 最高档次极片压片后（NO.1或NO.1及NO.2）的厚度、外观有无变形、起泡、掉料、有无粘机、压叠。
c) 极片的强度检验；2.分片：a) 刀口规格、大片极片的规格（长宽）、外观确认；b) 分出的小片宽度；c) 分出的小片有无毛刺、起皱、或裁斜、掉料（正）。
3.分档称片：a) 称量有无错分；b) 外观检验：尺寸超差（极片尺寸、掉料、折痕、破损、浮料、未刮净等）。
8-锂离子电池制作工序控制重点
锂离子电池制作工序控制重点(一) 配料：1.溶液配制：a) PVDF(或CMC)与溶剂NMP（或去离子水）的混合比例和称量；b) 溶液的搅拌时间、搅拌频率和次数（及溶液表面温度）；c) 溶液配制完成后,对溶液的检验:粘度(测试)\溶解程度(目测)及搁置时间;d) 负极:SBR+CMC溶液,搅拌时间和频率。
2.活性物质:a) 称量和混合时监控混合比例、数量是否正确；b) 球磨：正负极的球磨时间；球磨桶内玛瑙珠与混料的比例；玛瑙球中大球与小球的比例；c) 烘烤：烘烤温度、时间的设置；烘烤完成后冷却后测试温度。
d) 活性物质与溶液的混合搅拌：搅拌方式、搅拌时间和频率。
e) 过筛：过100目（或150目）分子筛。
f) 测试、检验：对浆料、混料进行以下测试：固含量、粘度、混料细度、振实密度、浆料密度。
（二）涂布1.集流体的首检:a) 集流体规格(长宽厚)的确认;b) 集流体标准(实际)重量的确认;c) 集流体的亲(疏)水性及外观(有无碰伤、划痕和破损)。
2.敷料量（标准值、上、下限值）的计算：a) 单面敷料量（以接近此标准的极片厚度确定单面厚度）；b) 双面敷料量（以最接近此标准的极片厚度确定双面的极片厚度。
）3.浆料的确认:是否过稠(稀)\流动性好,是否有颗粒,气泡过多,是否已干结.4.极片效果:a) 比重(片厚)的确认;b) 外观:有无划线、断带、结料（滚轮或极片背面）是否积料过厚，是否有未干透或烤焦，有无露铜或异物颗粒；5.裁片：规格确认有无毛刺，外观检验。
（三）制片（前段）：1.压片：a) 确认型号和该型号正、负极片的标准厚度；b) 最高档次极片压片后（NO.1或NO.1及NO.2）的厚度、外观有无变形、起泡、掉料、有无粘机、压叠。
c) 极片的强度检验；2.分片：a) 刀口规格、大片极片的规格（长宽）、外观确认；b) 分出的小片宽度；c) 分出的小片有无毛刺、起皱、或裁斜、掉料（正）。
3.分档称片：a) 称量有无错分；b) 外观检验：尺寸超差（极片尺寸、掉料、折痕、破损、浮料、未刮净等）。
锂离子电池生产过程控制重点-xiazhanao说课讲解共29页
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事ห้องสมุดไป่ตู้有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
锂离子电池制造工艺及各工序品质控制要点
锂离子电池制造工艺及各工序品质控制要点Lithium-ion batteries have become ubiquitous in our modern lives, powering everything from smartphones to electric vehicles. The manufacturing process of lithium-ionbatteries involves several key stages that are essentialfor ensuring high-quality products. In this response, Iwill outline the main processes involved in lithium-ion battery manufacturing and discuss the key points of quality control for each stage.原材料的选择和准备是制造锂离子电池的第一步。
正极材料通常采用锂铁磷酸盐、锰酸锂或钴酸锂等化合物，而负极则使用石墨材料。
电解液也是一个关键因素，一般由有机溶剂和锂盐组成。
在这个阶段，质量控制的重点是确保原材料的纯度和稳定性。
The first step in manufacturing lithium-ion batteries isthe selection and preparation of raw materials. Positive electrode materials typically consist of compounds such as lithium iron phosphate, lithium manganese oxide, or lithium cobalt oxide, while graphite materials are commonly usedfor the negative electrode. Additionally, the electrolyte is a crucial component and usually consists of organic solvents and lithium salts. At this stage, quality control focuses on ensuring the purity and stability of the raw materials.接下来是制备正负极片的工序。
锂离子电池生产控制要点
详细描述
电池化成过程中，需要控制充电和放电的条 件，如电流、电压和温度等。这些条件对电 池的容量、循环寿命和安全性具有重要影响。 同时，化成过程中还涉及到电池内部的化学 反应和物质传输等复杂过程，需要深入研究 和控制。
03
设备与环境控制
设备维护与校准
1 2
3
定期检查设备运行状态
对生产线上的设备进行定期检查，确保设备正常运行，及时 发现并解决潜在问题。
电解液注入
总结词
电解液注入是锂离子电池生产中的关键 步骤，涉及到电解液的纯度、注入量和 均匀性等因素。
VS
详细描述
电解液的纯度直接影响电池的电化学性能 和安全性，因此需要严格控制电解液的纯 度和杂质含量。同时，要确保电解液的注 入量和均匀性，以使电池内部各部分能够 正常工作。
电池化成
总结词
电池化成是通过充电和放电过程来激活电池 的过程。
操作人员需穿戴洁净服并 保持良好的个人卫生习惯， 以降低交叉污染的风险。
04
安全与环保控制
个人防护措施
穿戴防护服
员工在生产过程中应穿戴 防静电工作服和防护手套， 以防止电池内部的电解质 对人体造成伤害。
使用防护眼镜
在操作过程中，员工应佩 戴防护眼镜，以防止电池 内部的电解质溅出对眼睛 造成伤害。
锂离子电池生产控制要点
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目 录
• 原材料控制 • 生产工艺控制 • 设备与环境控制 • 安全与环保控制 • 质量控制
01
原材料控制
电池材料
总结词
电池材料是锂离子电池生产中的核心要素，其品质直接影响电池的性能和安全性 。
详细描述
电池材料的选择应基于电化学性能、安全性和成本等因素进行综合考虑。常用的 电池材料包括正极材料（如钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等）、负极材料（如石 墨、钛酸锂等）和电解液（主要由有机溶剂和锂盐组成）。
锂离子电池生产过程控制重点-xiazhanao(优选)
ü 除了必要的维护人员，严禁非本岗位人员 操作设备或更改参数
ü 机罩以及站板业属于安全装置的一部分， 切勿在其处于拆卸的状态下进行运转。
ü 为了避免衣服及头发等被缠绕到机器内， 作业时请穿合体的服装。
ü 进行保养、检查等需要接触机器的作业时， 务必要将红色的停止开关锁定
ü 运行过程中中一旦发现问题必须及时记录 并通知相关部门，以便及时清理和维护
ü 时刻做好5S工作，维护设备及周边环境清 洁
ü 设备保持干燥，控制车间的温湿度
12 Sunday, June 14, 2020
卷绕 Winding
工艺要求 ➢ 极耳 ➢ 芯包的包覆 ➢ 芯包的外观 极耳中心距 • 极耳与极片无断裂； • 极耳无褶皱； • 极耳中心距符合规格 芯包的包覆 • 头尾部的Overhang符合工艺要求； • 隔膜、正极和负极的Overhang符合工
• 涂覆长度的确认；
• 涂覆间隙的确认；
• 单双面涂覆对应效果的确认；
• 人机界面参数的确认；
涂布的干燥度 工艺分段温度要求的确认； 分段温度及走速的设置； 实际温度与设置温度的差异； 风门的调节； 外部环境温度的影响。
Sunday, June 14, 2020
涂布机
7
涂布 Coating
控制要点： Ø 要尽可能保证涂布的一致性，操作时应注意浆料
8 Sunday, June 14, 2020
辊压Cold-Rolling
工艺要求; 辊压 材料的压实密度大小； • 转速频率；（≤50Hz） • 辊压压力；（≤30MPa） • 扎辊间隙；（≥0.05mm） • 两边间隙的一致性； • 相对湿度；（＜35%RH） • 环境温度；（23～30℃）
锂离子电池生产过程控制重点-xiazhanao说课讲解
3 Friday, Novem1)正极（Cathode）--活性物质一般为锰酸锂或者钴酸 锂，镍钴锰酸锂材料，电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂 (俗称三元)或者三元+少量锰酸锂，纯的锰酸锂和磷酸 铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导 电极流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。
• 涂覆长度的确认；
• 涂覆间隙的确认；
• 单双面涂覆对应效果的确认；
• 人机界面参数的确认；
涂布的干燥度 工艺分段温度要求的确认； 分段温度及走速的设置； 实际温度与设置温度的差异； 风门的调节； 外部环境温度的影响。
Friday, November 22, 2019
涂布机
7
涂布 Coating
将转速由慢到快进行调整，以免损伤设备； ü 出料前对浆料进行过筛，除去大颗粒以防涂布时造成断
带； ü 操作人员必须接受岗前培训合格方可持证上岗，并严格遵
守被操作规程 ü 搅拌完成，及时清理机器设备及工作环境5S； ü 操作机器时，需注意安全，避免砸伤头部。
6 Friday, November 22, 2019
参数 ü 浆料的浓度（固含量）应从高往低逐渐调整，以免增加麻
烦； ü 在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底，确保分散均匀； ü 浆料不宜长时间搁置，以免沉淀或均匀性降低； ü 需烘烤的物料必须密封冷却之后方可以加入，以免组分
材料性质变化； ü 搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主； ü 搅拌桨的使用以浆料分散难度进行更换，无法更换的可
注意事项： ü 操作人员必须接受岗前培训合格方可持
证上岗，并严格遵守被操作规程 ü 除了必要的维护人员，严禁非本岗位人
锂离子电池制造工艺及各工序品质控制要点
锂离子电池制造工艺及各工序品质控制要点锂离子电池是一种重要的能源存储装置，广泛应用于电动汽车、手机、笔记本电脑等领域。
其制造过程中需要严格控制各个工序的品质，以确保电池性能和安全。
本文将从锂离子电池制造工艺及各工序品质控制要点展开阐述。
锂离子电池制造工艺通常包括材料处理、正极和负极制备、电解液配制、装配封装等多个工序。
在整个制造过程中，各个工序的品质控制至关重要。
在材料处理阶段，要确保正极、负极、隔膜等原材料的纯度和稳定性。
特别是正负极材料的颗粒大小、形状和化学成分需符合规定要求，以保证电池放电性能和循环寿命。
正极和负极制备是锂离子电池制造中的关键工序。
正极主要由锂镍钴锰氧化物和导电剂组成，负极则由石墨或硅材料构成。
在制备过程中，需要控制材料的比例、混合工艺、涂覆工艺等，以确保正负极密度均匀、结合牢固、电化学性能稳定。
电解液配制是另一个关键环节，电解液中的溶剂、锂盐和添加剂的配比要按照严格的配方进行混合，以确保电池的安全性和循环寿命。
同时，需严格控制电解液的水分、杂质和酸度，避免对电池的影响。
装配封装是锂离子电池制造的最后一道工序，也是确保电池性能和安全的重要环节。
在装配封装过程中，需要控制电芯的内阻、保护板的安装和连接，密封性能以及外壳的强度和绝缘性能，以确保电池的安全使用。
为了实现良好的品质控制，锂离子电池制造企业通常采用质量管理体系，包括原材料进货检验、生产过程控制、成品检验等各个环节。
同时，还应加强过程监控，建立完善的生产记录和追溯体系，及时发现和处理质量问题，确保产品符合设计要求和标准。
在锂离子电池制造工艺及各工序品质控制要点的基础上，随着电动汽车和储能市场的不断发展，制造工艺和品质控制方面也在不断更新和完善。
未来，锂离子电池制造企业将面临更高的品质要求和更严格的标准，需要不断改进技术，提高生产工艺，确保产品的安全性和可靠性。
锂离子电池制程品质控制要点
➢ 涂布环境控制
(正极涂布环境控制为湿度≤55%RH,负极涂布不控制环境湿度)
➢ 涂布烘箱烘烤温度及涂布速度控制
涂布烘烤箱节温度设定及涂布速度控制 (温度控制和涂布速度控制根据实际情况调节,主要确保涂布后的极片
不能出现掉料现象;因现有涂布机存在一定缺陷,故涂布速度尽可能控 制在工艺要求之内操作.)
- 裁切效果：极片分切表面平整、光滑、无破损、无折皱、掉料， 边缘无毛边、毛刺 。
✓ 注：根据现有工艺负极裁大片后进行辊压，正极采用分条后进行辊压。
➢ 分条后极片重量分档控制
- 极片重量分档时，确保极片重量准确 - 分档后的极片应该标识型号、批号、极性、数量、状态准确，标识字
操作手法造成品质异常
———— 生产部
设备、工装模具造成品质异常 ———— 工程部
上线物料造成品质异常 工艺变更造成品质异常
———— 品质部 ———— 技术部
锂离子电池制程品质管理
➢ 制程异常处理：
操作手法造成品质异常 ———— 生产部
作业员操作引起的不良时，应由其直属主管针对作业员开 展必要的教导与训练，教导训练结果应保留书面记录，备品 保核查。
涂布外观控制
(表面均匀、无杂质、划伤、凹点、起皱、掉粉、断裂、且粘料牢固、 正反面物料对位准确)
锂离子电池制程品质管理
裁片工序：
➢ 大片裁切效果确认及尺寸控制 -（大片裁切时，检测极片尺寸，特别预留极耳焊接位置的箔
材尺寸控制） - 裁切效果：裁切边沿整齐、无毛边、破损、划痕、折皱、碰伤。
➢ 极片分条效果确认及尺寸控制 -（极片分条时，检测极片分条宽度）
设备、工装模具造成品质异常 ———— 工程部
锂离子电池制造工艺及各工序品质控制要点
锂离子电池制造工艺及各工序品质控制要点1.引言1.1 概述锂离子电池作为一种高效、轻便且可靠的电力储存装置，广泛应用于手机、电动汽车、无人机等领域。
随着市场需求的增长和技术进步，锂离子电池制造工艺也在不断改进和完善。
本文将重点探讨锂离子电池制造工艺及各工序品质控制要点，并结合品质监控技术应用案例分析，为相关行业提供有益的参考和指导。
1.2 研究背景随着科学技术的不断发展，人们对新能源的需求越来越迫切。
锂离子电池由于其高能量密度、长寿命以及环境友好的特点，成为了新能源领域最具潜力的能量转换和储存设备之一。
然而，在实际生产过程中，由于工艺参数和原材料质量等因素的影响，锂离子电池存在一些品质问题，如容量衰减、内阻增加等。
因此，研究锂离子电池制造工艺及各工序品质控制要点，对于提高产品品质和性能具有重要意义。
1.3 目的和意义本文旨在系统地介绍锂离子电池制造工艺及各工序品质控制要点，并探讨传统监控技术与先进监测技术的应用案例。
具体目标如下：1) 概述锂离子电池制造工艺的步骤总览，包括正极材料制备、负极材料制备等关键工序；2) 分析各工序品质控制的概述，重点关注切割与成型工艺控制要点、电解液充注工序控制要点等；3) 通过案例分析，比较传统监控技术与先进监测技术在品质监控中的应用优劣；4) 总结研究结果并展望未来锂离子电池制造领域可能的发展方向。
通过本文的撰写和发布，期望能够为锂离子电池行业相关从业人员和研究者提供一份全面而有实际指导意义的参考资料，进一步推动相关技术的发展和创新。
同时，也为其他新能源领域的生产工艺和品质控制提供借鉴与启发。
2.锂离子电池制造工艺:2.1 步骤总览:锂离子电池的制造过程通常包括正极材料制备、负极材料制备、电解液配方及充注、装配以及封装等步骤。
这些步骤相互关联，每个步骤的质量控制都非常重要，以确保最终产品的性能和安全性。
2.2 步骤一: 正极材料制备:正极材料是锂离子电池中的重要部分，其性能直接影响到电池的容量和循环寿命。
锂离子电池生产过程控制重点
•
•
19
结束语
• 粗略地将电池电池过程中的控制重点跟大家进行了分享。具体参数只是举例， 不是生产中的数据，在今后的实际生产中以技术部门下发的工艺参数为准！
•
谢谢大家！！！
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14
化成
• • • 陈化时间是否合法工艺； 化成工艺的确认； 化成工步及参数设置； 1.恒流充电 ( 0.05C ，限制电压3.2V，时间200min) 2.恒流恒压充电( 0.2C，限制电压4.2V，时间500min) 电池两极与化成柜两极的对应 充电过程巡查，异常及时处理
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分容
• • 分容工艺的确认； 分容工步及参数的设置； 1.恒流放电（1C，限制电压3.0V，时间60min) 2.搁置 （10min） 3.恒流恒压充电（1C，限制电压4.2V,时间160min) 4.搁置（10min） 5.恒流放电（1C，限制电压3.0V，时间75min) 6.搁置（10min） 7.恒流恒压充电（0.5C,限制电压3.95V，时间90min)
3
涂布
• • • 1. 2. 3. 4. 5. 6. 极片的面密度 极片的尺寸 极片的干燥度 极片的面密度 基体面密度的确认； 刀口调节的合理； 样片确认的正确； 料槽液面的高度； 浆料的搅动； 两面面密度的一致性；
4
涂布的尺寸 1. 工艺要求确认； 2. 基材尺寸的确认； 3. 涂覆宽度的确认； 4. 涂覆长度的确认； 5. 涂覆间隙的确认； 6. 单双面涂覆对应效果的确认； 7. 人机界面参数的确认； 涂布的干燥度 1.工艺分段温度要求的确认；（正极：75℃±5℃、105℃±5℃、125℃±5℃、 95℃±5℃） （负极：90℃±5℃、105℃±5℃、105℃±5℃、 90℃±5℃） 2.分段温度及走速的设置；（正极：5~8m/min,负极：5~10m/min） 3.实际温度与设置温度的差异； 4.风门的调节； 5.外部环境温度的影响。
锂离子各工序控制重点
二、配料目的：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，以利于均匀涂布，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。
三、配料原理：（一）、正极配料原理1、原料的理化性能。
（1）钴酸锂：非极性物质，不规则形状，粒径D50一般为6-8 μm，含水量≤0.2%，通常为碱性，PH值为10-11左右。
锰酸锂：非极性物质，不规则形状，粒径D50一般为5-7 μm，含水量≤0.2%，通常为弱碱性，PH值为8左右。
（2）导电剂：非极性物质，葡萄链状物，含水量3-6%，吸油值~300，粒径一般为 2-5 μm；主要有普通碳黑、超导碳黑、石墨乳等，在大批量应用时一般选择超导碳黑和石墨乳复配；通常为中性。
（3） PVDF粘合剂：非极性物质，链状物，分子量从300，000到3，000，000不等；吸水后分子量下降，粘性变差。
（4） NMP：弱极性液体，用来溶解/溶胀PVDF，同时用来稀释浆料。
2、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。
3、原料的掺和：（1）粘合剂的溶解（按标准浓度）及热处理。
（2）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一起，提高团聚作用和的导电性。
配成浆料后不会单独分布于粘合剂中，球磨时间一般为2小时左右；为避免混入杂质，通常使用玛瑙球作为球磨介子。
4、干粉的分散、浸湿：（1）原理：固体粉末放置在空气中，随着时间的推移，将会吸附部分空气在固体的表面上，液体粘合剂加入后，液体与气体开始争夺固体表面；如果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；如果固体与液体吸附力比与气体的吸附力强，液体可以浸湿固体，将气体挤出。
锂离子电池生产控制要点
4、物料常规的保存与异常的处理；
要求不使用的物料，都要密封保存或真空保 存，以减少与水分接触的时机；
在同样烘烤时间内，材料本身水分含量越少， 烘烤效果越好。
并且有些原材料长时暴露在空气中，会造成 性能下降，甚至报废；
在发生一些异常情况时，应对材料加烘；
生产过程中 关键工序的控制点
1、正负极材料烘烤
►LiCoO2+C＋H2O
LiC6+LixCoO2+LiOH+H2
2、水分和电解液反应，电解液分解，破坏SEI的完整性，影响电池的循环、
平台等，并产生氢氟酸，腐蚀电芯，造成漏液等。
►LiPF6＋H2O
LiF+PF3O+HF
在生产过程如何控制水份呢？
1、环境湿度的控制； 2、 作业速度，流转速度控制； 3、 原材料烘烤，极片烘烤，电芯烘烤； 4、物料常规的保存与异常的处理；
1、环境湿度的控制；
在条件允许的情况下，将操作环境湿度降到 最低。尤其是注液车间，电解液对水分非常 敏感，一点水分都会造成电解液性能下降。
所以在注液后，未封口前，注液孔的密封也 是很重要的。因为出手箱的湿度在30%左 右，只要没封住，电芯性能就非常差。
2、 作业速度，流转速度控制；
环境湿度在低，如果产品空气中暴露时间长 与短，吸收水分也有很大差异。
目的： 通过高温除去材料中的杂质和水分
控制点：温度、时间
失控的后果
①温度偏高，时间过长—正极材料结块 ②温度偏低，时间不够—水分和杂质去除不干净，导致所 有水分引起的问题。
2、真空搅拌
目 的：各种原材料按标准比例均匀的混合在一起
控制点：配比、真空度，搅拌时间、固含量、黏度
失控的后果
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电芯结构图
Thursday, August 02, 2018
4
配料Mixing
工艺要求： 1、固含量； 2、粘 度。 固含量 • 工艺配方的确认； • 计量的准确性； 工艺流程的确认； • 粘度(正极：4500~5500cps；负极： 4000~5000cps) • 搅拌参数的设置；（公转25HZ、自转30HZ：） • 水循环效果的确认； • 搅拌机的真空度。（-0.09Mpa)
(3)负极(Anode)--活性物质为石墨，或近似石墨结构的 碳，导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。
(4)有机电解液（Electrolyte） --溶解有六氟磷酸锂 的碳酸酯类溶剂，聚合物的则使用凝胶状电解液。 (5)电池外壳（Battery case）--分为钢壳(方型很少使 用)、铝壳、镀镍铁壳(圆柱电池使用)、铝塑膜(软包装) 等，还有电池的盖帽，也是电池的正负极引出端。
8
辊压Cold-Rolling
工艺要求; 辊压 材料的压实密度大小； • 转速频率；（≤50Hz） • 辊压压力；（≤30MPa） • 扎辊间隙；（≥0.05mm） • 两边间隙的一致性； • 相对湿度；（＜35%RH） • 环境温度；（23～30℃）
辊压机
Thursday, August 02, 2018
锂离子电池各工序的控制点
夏占鳌
Thursday, August 02, 2018
1
目录
锂电池的原理 锂电池的结构 配料 Mixing 涂布 Coating 辊压 Cold-Rolling 模切 Cutting 卷绕 Winding 装配 Assembling 激光焊接 Larser Welding 电芯烘烤 Baking 注液 Electrolyte Injection 化成 PIEF 老化 Aging 分容 Capacity PACK
卷绕机
Thursday, August 02, 2018
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卷绕 Winding
控制要点：
卷绕头部尾部，负极超出正极5mm以上 电芯卷绕时上下端的Overhang必须符合工艺 规格，超出规格前期出现安全短路或者后期 会出现安全事故，X-ray抽检芯包 正负极片对位不齐，正极活性区域超出负极 活性区域，具有安全隐患 操作过程中隔膜受到损伤—导致电池短路或 自放电大，甚至引起安全问题 贴终止胶带带外观，脚趾无褶皱，不能超出 电芯两端隔膜边缘处 卷芯外观：无抽芯，黑圈、隔膜需平齐 极耳无明显的错位情况 手动取芯包是，必须握紧芯包，避免人为因 素造成电芯抽芯
9
辊压Cold-Rolling
控制要点： 滚压应注意厚度符合工艺要求； 压片时应注意气泡、掉料、极片变形、 对辊机辊径越大越好； 极片断裂，在辊压的过程中，断裂不仅影响工作 效率，还对后续的分切、卷绕等工序造成困扰。 极片翘曲严重极片经过辊压后，有时候极片会呈 较大程度的内凹外凸的现象，此种现象出现不利 于极片分切、卷绕 极片横向、纵向厚度 极片波浪边严重 如测量极片厚度时刮料、问题点没有及时标记等 人为失误，可以通过加强培训提高意识来解决。 极片收卷时调节好纠偏和张力，收卷要整齐 压力不足，辊压厚度不到位，装配困难，卷绕对 位不准，严重时可能引起安全问题 辊面不平整—极片表面不光滑甚至有毛刺，引起 电池短路、自放电甚至出现安全问题 注意事项： 操作人员必须接受岗前培训合格方可 持证上岗，并严格遵守被操作规程 除了必要的维护人员，严禁非本岗位人 员操作设备或更改参数 启动辊压机前用无尘纸沾无水乙醇对辊 压机的滚轮进行清洁。 对辊清洁时，人必须在设备的背面，以 免操作失误带来工伤 为了避免衣服及头发等被缠绕到机器 内，作业时请穿合体的服装。 辊压完成时，及时对辊压机卸压。 运行过程中一旦发现问题必须及时记录 并通知相关部门，以便及时清理 时刻做好5S工作，维护设备及周边环 境清洁 设备保持干燥，控制车间的温湿度 运行设备时，注意安全，以免手被带入 滚轮下
Thursday, August 02, 2018
2
锂离子电池的原理
锂离子电池:是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中， Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态;放电时 则相反。 工作原理 锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。 锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌 过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中，同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌(习惯上正极用嵌入或脱嵌表 示，而负极用插入或脱插表示)。在充放电过程中，锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插，被形象地 称为"摇椅电池"。
Thursday, August 02, 2018
注意事项： 操作人员必须接受岗前培训合格方可持 证上岗，并严格遵守被操作规程 除了必要的维护人员，严禁非本岗位人 员操作设备或更改参数 必须确认干燥分机已启动才能启动空气 加热器 每班停机后须立即用酒精清洗好料斗、 刮刀、涂布辊及背辊等，表面不得有刮 痕和损伤 注意保持背辊气缸和直线划辊的清洁及 润滑 机器轴承部位须定期加润滑油，减速箱 必须定期换油或补充 运行过程中一旦发现问题必须及时记录 并通知相关部门，以便及时清理 时刻做好5S工作，维护设备及周边环境 清洁 设备保持干燥，控制车间的温湿度 操作设备时，注意安全，以免被烘箱烫 伤
Thursday, August 02, 2018
3
锂电池的结构
(1)正极（Cathode）--活性物质一般为锰酸锂或者钴酸 锂，镍钴锰酸锂材料，电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂 (俗称三元)或者三元+少量锰酸锂，纯的锰酸锂和磷酸 铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导 电极流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。 (2)隔膜（Diaphragm）--一种经特殊成型的高分子薄膜， 薄膜有微孔结构，可以让锂离子自由通过，而电子不能 通过。
Thursday, August 02, 2018
涂布的干燥度 工艺分段温度要求的确认； 分段温度及走速的设置； 实际温度与设置温度的差异； 风门的调节； 外部环境温度的影响。
涂布机
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涂布 Coating
控制要点： 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； 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； 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； 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。
6
涂布 Coating
工艺要求： 1. 极片的面密度 • • 2. 极片的尺寸 • 3. 极片的干燥度 • 极片的面密度 • • 基体面密度的确认； • 刀口调节的合理； • 膜宽和涂布厚度确认正确； • 料槽液面的高度； • 浆料的搅动； • 两面面密度的一致性； 涂布的尺寸 • 工艺要求确认； • 基材尺寸的确认； • 涂覆宽度的确认； • 涂覆长度的确认； • 涂覆间隙的确认； • 单双面涂覆对应效果的确认； • 人机界面参数的确认；
搅拌机
Thursday, August 0ng
控制要点 设备保持干燥，控制车间的温湿度 正极对原材料进行脱水，一般用120℃常压烘烤2 小时左右 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 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， 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 搅拌机工作分四工序段时间，第一和二工序段不 开抽真空，而且搅拌和分散的转速也不要调得太 高，要初步完成剪切，分散，捏合，对撞，乳化 等过程后浆料达到一定的细度、均匀度及粘度要 求后方可抽真空
Thursday, August 02, 2018
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卷绕 Winding
工艺要求 极耳 芯包的包覆 芯包的外观 极耳中心距 • 极耳与极片无断裂； • 极耳无褶皱； • 极耳中心距符合规格 芯包的包覆 • 头尾部的Overhang符合工艺要求； • 隔膜、正极和负极的Overhang符合工 艺要求； • Mark孔的位置要符合卷绕设备的要求； 芯包的外观 • 隔膜无破损，裂口； • 终止胶带无褶皱，不能超出电芯两端 的隔膜纸边缘区； • 芯包无抽芯、黑圈、隔膜需平齐；
Thursday, August 02, 2018
注意事项： 运行过程中一旦发现问题必须及时记录并通知相关部门， 以便及时清理 除了必要的维护人员，严禁非本岗位人员操作设备或更改 参数 浆料的浓度（固含量）应从高往低逐渐调整，以免增加麻 烦； 在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底，确保分散均匀； 浆料不宜长时间搁置，以免沉淀或均匀性降低； 需烘烤的物料必须密封冷却之后方可以加入，以免组分 材料性质变化； 搅拌时间的长短以设备性能、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，以免损伤设备； 出料前对浆料进行过筛，除去大颗粒以防涂布时造成断 带； 操作人员必须接受岗前培训合格方可持证上岗，并严格遵 守被操作规程 搅拌完成，及时清理机器设备及工作环境5S； 操作机器时，需注意安全，避免砸伤头部。