锂电池生产关键工序培训
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控制要点:
涂布速度;刮刀间隙;烘箱温度梯度;烘箱风量;收放卷张力; 刮刀直线度;涂布辊圆跳动;涂布速比;膜片重量(面密度);涂布长度; 基材重量;膜片粘接性能
常见异常:
涂布重量过轻,过重,不均匀;有气泡;涂布露金属;干燥不良;收卷鼓边
对辊(冷压)
主要作用:使活性物质与集流片接触紧密,减小电子的移动距离,降低极片的厚
常见异常:
水分超标,电解液注多,注少等
封装
主要作用:注液后将电芯气袋口密封。
控制要点:
封装时间,压力,温度 同时封装个数
常见异常:
漏封,过封,电解液污染等
静置
主要作用:为了使电解液充分浸润
控制要点:
时间,温度,电芯放置方式
常见异常:
时间不足,放置方式不对
预化
主要作用:激活电芯,改善电池的充放电、自放电、存储等综合性能 基本原理:采用阶梯式充电方法对电芯进行充电。以LiCo 体系为例,通常使用流
程为 1) 休眠5 分钟; 2) 0.02C 恒流充电至3.4V(3.4V 以下SEI 膜初步形成,小电流充电可以使形成 的SEI 膜致密、稳定、形成更好的界面); 3) 休眠5 分钟(消除极化); 4) 0.1C 恒流充电3.95V (充电至3.95V 电芯SEI 膜更致密、更稳定,3.95V 以 后电芯已不再产气,电芯需要在此时将化成产生的气体抽出电芯主体,若继续充电 会造成负极表面有气泡状析锂); 5) 休眠3 分钟(消除极化)
控制要点:
流程,充电电流,截止电压,温度
常见异常:
死电芯
抽气封口
主要作用:排出电芯主体内因化成产生的气体,利于电芯的循环、储存等性能
控制要点:
封印离主体距离,电解液抽出量,与顶封封印重合尺寸,封印宽,封印厚 平行度,温度,压力,时间,真空度
常见异常:
抽出量过多,电芯发软,电芯太硬,电解液污染
切边折边
常见异常:
虚焊,过焊,焊歪等
顶侧封
主要作用:使用高阻隔性的包装材料将锂离子电芯极片、电解液与外部环境完全
隔绝,使其内部处于真空、无氧、无水的环境,才能保证锂离子电芯的高性能使 用要求
控制要点:
封装时间,压力,温度,次数 极耳胶外露尺寸,封印宽,封印厚,封印离主体距离,侧封与顶封重合尺寸 封装平行度,
控制要点:
物料配比;搅拌公转/自传速度;搅拌温度;搅拌时间;搅拌机结构;浆料固含量; 浆料黏度;浆料温度;颗粒度;
常见异常:
浆料黏度过高或过低 浆料气泡 浆料结团或胶化
涂布
主要作用:涂辊转动带动浆料,通过调整刮刀间隙来调节浆料转移量,并利用背
辊或涂辊的转动将浆料转移到基材上,按工艺要求,控制涂布层的厚度以达到重 量要求,同时,通过干燥加热除去平铺于基材上的浆料中的溶剂,使固体物质很 好地粘结于基材上。
常见异常:
漏封,过封,极耳胶无外露等
烘烤
主要作用:去除电芯内残余溶剂和水份
控制要点:
烘烤时间,温度,真空度, 干燥气频率,干燥房湿度 电芯一次烘烤数量 水份含量
常见异常:
水分超标
注液
主要作用:将电解液从气袋口注入,为Li 离子传输提供载体。
控制要点:
电解液类型;电解液灌注量;灌注次数; 水含量;HF 含量;电导率;
关键工序介绍
2009.9.1
配料(搅拌)
主要作用:用溶剂溶解粘结剂、导电炭、正、负极活性物质的过程。其关键是物
质的充分分散。
搅拌流程:
1.溶剂和粘结剂溶解,一般搅拌8~10 小时;此步是关键,如果溶解不充分,膜 片会有斑点,条纹等不良情况。 2.活性物质与导电剂干混 3.加入胶液搅拌 4.加溶剂调整粘度 5.加入消泡剂除气泡
度,增加装填量,提高电池体积的利用率
控制要点:
压辊间隙;辊压速度;压辊压力; 压实密度;极片厚度
常见异常:
极片亮点;极片黑点; 波浪边 极片掉粉
冲切
主要作用:将极片冲切成设计的尺寸,从而达到电芯尺寸要求。
控制要点:
刀模尺寸,毛刺检查
常见异常:
毛刺批锋过大,卷边,掉粉
叠片
主要作用:将正极,负极,隔离膜有规则的组合在一起
控制要点:
流程,测试温度
常见异常
低容量,流程走不完
主要作用:切除电芯多余的铝塑膜,使电芯折边不超宽,不超厚
控制要点:
折边方式(单折边或双折边); 切边宽度
常见异常:
有效封装区不够 折边超宽;折边超厚
化成容量
主要作用:通过多次充放电,使电芯性能趋于稳定,同时得到电池关键的性能参数,
以便于对电池进行分组,划分电池等级。
化成流程:
1) 休眠5 分钟; 2) 0.5C 恒流充电至4.2V(满充截止电压为4.2V); 3) 4.2V 恒压充电到0.05C ; 4) 休眠5 分钟(消除极化); 5) 0.5C 恒流放电至3.0V(放电截止电压为3.0V); 6) 休眠5 分钟(消除极化); 6) 0.5C 恒流充电至3.85V(出货电压决定最后充电电压); 7) 3.85V恒压充电至 0.05C (小倍率充电减小极化); 8) 休眠5 分钟(消除极化)
控制要点:
外来物、金属颗粒的控制; 错位的控制; 层数的控制;
常见异常:
错位过大,层数偏多或偏少
焊接
主要作用:将正极,负极分别与带极耳胶的正,负极极耳焊接,通过极耳实现对
内密封,对外导电的电流 焊点数量(焊接面积) 焊头,焊座形状 极片和极耳焊接时的位置,以及Sealant 到极片边缘的距离;
涂布速度;刮刀间隙;烘箱温度梯度;烘箱风量;收放卷张力; 刮刀直线度;涂布辊圆跳动;涂布速比;膜片重量(面密度);涂布长度; 基材重量;膜片粘接性能
常见异常:
涂布重量过轻,过重,不均匀;有气泡;涂布露金属;干燥不良;收卷鼓边
对辊(冷压)
主要作用:使活性物质与集流片接触紧密,减小电子的移动距离,降低极片的厚
常见异常:
水分超标,电解液注多,注少等
封装
主要作用:注液后将电芯气袋口密封。
控制要点:
封装时间,压力,温度 同时封装个数
常见异常:
漏封,过封,电解液污染等
静置
主要作用:为了使电解液充分浸润
控制要点:
时间,温度,电芯放置方式
常见异常:
时间不足,放置方式不对
预化
主要作用:激活电芯,改善电池的充放电、自放电、存储等综合性能 基本原理:采用阶梯式充电方法对电芯进行充电。以LiCo 体系为例,通常使用流
程为 1) 休眠5 分钟; 2) 0.02C 恒流充电至3.4V(3.4V 以下SEI 膜初步形成,小电流充电可以使形成 的SEI 膜致密、稳定、形成更好的界面); 3) 休眠5 分钟(消除极化); 4) 0.1C 恒流充电3.95V (充电至3.95V 电芯SEI 膜更致密、更稳定,3.95V 以 后电芯已不再产气,电芯需要在此时将化成产生的气体抽出电芯主体,若继续充电 会造成负极表面有气泡状析锂); 5) 休眠3 分钟(消除极化)
控制要点:
流程,充电电流,截止电压,温度
常见异常:
死电芯
抽气封口
主要作用:排出电芯主体内因化成产生的气体,利于电芯的循环、储存等性能
控制要点:
封印离主体距离,电解液抽出量,与顶封封印重合尺寸,封印宽,封印厚 平行度,温度,压力,时间,真空度
常见异常:
抽出量过多,电芯发软,电芯太硬,电解液污染
切边折边
常见异常:
虚焊,过焊,焊歪等
顶侧封
主要作用:使用高阻隔性的包装材料将锂离子电芯极片、电解液与外部环境完全
隔绝,使其内部处于真空、无氧、无水的环境,才能保证锂离子电芯的高性能使 用要求
控制要点:
封装时间,压力,温度,次数 极耳胶外露尺寸,封印宽,封印厚,封印离主体距离,侧封与顶封重合尺寸 封装平行度,
控制要点:
物料配比;搅拌公转/自传速度;搅拌温度;搅拌时间;搅拌机结构;浆料固含量; 浆料黏度;浆料温度;颗粒度;
常见异常:
浆料黏度过高或过低 浆料气泡 浆料结团或胶化
涂布
主要作用:涂辊转动带动浆料,通过调整刮刀间隙来调节浆料转移量,并利用背
辊或涂辊的转动将浆料转移到基材上,按工艺要求,控制涂布层的厚度以达到重 量要求,同时,通过干燥加热除去平铺于基材上的浆料中的溶剂,使固体物质很 好地粘结于基材上。
常见异常:
漏封,过封,极耳胶无外露等
烘烤
主要作用:去除电芯内残余溶剂和水份
控制要点:
烘烤时间,温度,真空度, 干燥气频率,干燥房湿度 电芯一次烘烤数量 水份含量
常见异常:
水分超标
注液
主要作用:将电解液从气袋口注入,为Li 离子传输提供载体。
控制要点:
电解液类型;电解液灌注量;灌注次数; 水含量;HF 含量;电导率;
关键工序介绍
2009.9.1
配料(搅拌)
主要作用:用溶剂溶解粘结剂、导电炭、正、负极活性物质的过程。其关键是物
质的充分分散。
搅拌流程:
1.溶剂和粘结剂溶解,一般搅拌8~10 小时;此步是关键,如果溶解不充分,膜 片会有斑点,条纹等不良情况。 2.活性物质与导电剂干混 3.加入胶液搅拌 4.加溶剂调整粘度 5.加入消泡剂除气泡
度,增加装填量,提高电池体积的利用率
控制要点:
压辊间隙;辊压速度;压辊压力; 压实密度;极片厚度
常见异常:
极片亮点;极片黑点; 波浪边 极片掉粉
冲切
主要作用:将极片冲切成设计的尺寸,从而达到电芯尺寸要求。
控制要点:
刀模尺寸,毛刺检查
常见异常:
毛刺批锋过大,卷边,掉粉
叠片
主要作用:将正极,负极,隔离膜有规则的组合在一起
控制要点:
流程,测试温度
常见异常
低容量,流程走不完
主要作用:切除电芯多余的铝塑膜,使电芯折边不超宽,不超厚
控制要点:
折边方式(单折边或双折边); 切边宽度
常见异常:
有效封装区不够 折边超宽;折边超厚
化成容量
主要作用:通过多次充放电,使电芯性能趋于稳定,同时得到电池关键的性能参数,
以便于对电池进行分组,划分电池等级。
化成流程:
1) 休眠5 分钟; 2) 0.5C 恒流充电至4.2V(满充截止电压为4.2V); 3) 4.2V 恒压充电到0.05C ; 4) 休眠5 分钟(消除极化); 5) 0.5C 恒流放电至3.0V(放电截止电压为3.0V); 6) 休眠5 分钟(消除极化); 6) 0.5C 恒流充电至3.85V(出货电压决定最后充电电压); 7) 3.85V恒压充电至 0.05C (小倍率充电减小极化); 8) 休眠5 分钟(消除极化)
控制要点:
外来物、金属颗粒的控制; 错位的控制; 层数的控制;
常见异常:
错位过大,层数偏多或偏少
焊接
主要作用:将正极,负极分别与带极耳胶的正,负极极耳焊接,通过极耳实现对
内密封,对外导电的电流 焊点数量(焊接面积) 焊头,焊座形状 极片和极耳焊接时的位置,以及Sealant 到极片边缘的距离;