锂离子电池生产过程控制重点_xiazhanao

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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
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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
电芯结构图
Thursday, August 02, 2018
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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)
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
(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。
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。
Thursday, August 02, 2018
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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。
搅拌机
Thursday, August 02, 2018
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配料Mixing
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
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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;
Thursday, August 02, 2018
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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
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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;
分切机
Leabharlann Baidu11
模切 Cutting
控制要点: 边缘区无掉粉,掉粉漏金属的极片,正极 漏金属,对应的负极嵌锂不足,负极漏金 属,会出现析锂。生成枝晶锂,刺穿隔离 膜,造成电芯短路,有很大的安全隐患 波浪边;极片出现弧形,装配困难,卷绕 对位不准,严重时可能引起电池短路甚至 安全问题 极片尺寸符合工艺要求;尺寸不合格的极 片卷绕时会造成包覆不良,导致电芯短路 ,出现安全事故 毛刺符合工艺要求。切口有毛刺—引起电 池短路、自放电甚至出现安全问题 收卷时,压杆一定要下压,避免出现翘边 现象 Mark孔的位置要符合卷绕设备的要求 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 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。 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。 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 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 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
锂离子电池各工序的控制点
夏占鳌
Thursday, August 02, 2018
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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
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。
Thursday, August 02, 2018
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模切 Cutting
工艺要求 1. 模切的尺寸 2. 极片的毛刺 模切的尺寸 • 刀模的规格; • 红外线感应器的感应效果; • 转送带走速的调节; • 异常的处理。 极片的毛刺 • 刀模的锋利; • 刀模的完好度。
激光模切机
Thursday, August 02, 2018
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
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