锂离子电池原材料与工艺介绍
【干货】锂离子电池的的原理、配方和工艺流程,正极材料介绍
锂离子电池的的原理、配方和工艺流程,正极材料介绍锂离子电池的的原理、配方和工艺流程锂离子电池是一种二次电池(充电电池),它主要依靠Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌来工作。
随着新能源汽车等下游产业不断发展,锂离子电池的生产规模正在不断扩大。
本文以钴酸锂为例,全面讲解锂离子电池的的原理、配方和工艺流程,锂电池的性能与测试、生产注意事项和设计原则。
一,锂离子电池的原理、配方和工艺流程;一、工作原理1、正极构造LiCoO2 + 导电剂 + 粘合剂 (PVDF) + 集流体(铝箔)2、负极构造石墨 + 导电剂 + 增稠剂 (CMC) + 粘结剂 (SBR) + 集流体(铜箔)3、工作原理3.1 充电过程一个电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达负极,与早就跑过来的电子结合在一起。
正极上发生的反应为:负极上发生的反应为:3.2 电池放电过程放电有恒流放电和恒阻放电,恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻,恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。
由此可知,只要负极上的电子不能从负极跑到正极,电池就不会放电。
电子和Li+都是同时行动的,方向相同但路不同,放电时,电子从负极经过电子导体跑到正极,锂离子Li+从负极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。
3.3 充放电特性电芯正极采用LiCoO2 、LiNiO2、LiMn2O2,其中LiCoO2本是一种层结构很稳定的晶型,但当从LiCoO2拿走x个Li离子后,其结构可能发生变化,但是否发生变化取决于x的大小。
通过研究发现当x >0.5时,Li1-xCoO2的结构表现为极其不稳定,会发生晶型瘫塌,其外部表现为电芯的压倒终结。
所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制Li1-xCoO2中的x值,一般充电电压不大于4.2V那么x小于0.5 ,这时Li1-xCoO2的晶型仍是稳定的。
锂离子电池生产工艺流程图
锂离子电池生产工艺流程图1.原材料准备:2.正极材料的制备:正极材料一般由镍、钴和锰的混合物构成。
首先,将原材料加热并与溶剂混合,形成浆料。
然后,在高速搅拌下,将浆料分散成均匀的颗粒。
最后,通过过滤和干燥,制备出正极材料。
3.负极材料的制备:负极材料主要由石墨构成。
首先,将石墨经过研磨和筛选,使其具有较小的颗粒大小。
然后,将石墨与粘结剂和溶剂混合,并通过特定工艺制备成负极材料浆料。
4.电解液的配制:电解液是锂离子电池的重要组成部分,它主要由有机溶剂和锂盐组成。
首先,根据产品设计配方,将有机溶剂和锂盐按照一定比例加入到一个密闭的容器中。
然后,通过搅拌和加热,使其充分混合并达到所需的配方要求。
5.隔膜的制备:隔膜主要由聚合物构成,具有良好的离子通道和电子隔离效果。
在制备过程中,首先将聚合物料片放入一个密闭容器中,并通过特定工艺对其进行拉伸和压制,以形成具有一定孔隙结构的隔膜。
6.电极片的制备:电极片是锂离子电池的关键组成部分,包括正极片、负极片和隔膜。
在制备过程中,首先将正极材料、负极材料和隔膜按照特定层次顺序叠放在一起。
然后,通过一定的加压和切割工艺,将它们切割成合适的大小,形成电极片。
7.组装和封装:在组装过程中,首先将正极片、负极片和隔膜层叠在一起,并通过特定的机械或手工工艺将它们良好地压实。
然后,在压实后的电极片上涂覆电解液,以确保离子传导。
最后,将电极片组装成电池,然后通过焊接或其他方式进行封装。
8.充电和放电测试:在生产过程的最后阶段,需要对成品锂离子电池进行充电和放电测试,以检查其性能和质量。
这些测试可以包括容量测试、循环寿命测试和安全性能测试等,以确保电池的性能和安全性能符合要求。
9.包装和出厂:以上就是锂离子电池生产工艺流程图的一个示例。
实际生产中,根据具体的产品设计和工艺要求,可能会有不同的工艺流程。
这个示例流程图可以作为参考,帮助人们了解锂离子电池的生产过程和各个步骤的关系。
锂离子电池工艺配料
锂离子电池工艺配料配料过程实际上是将浆料中的各类构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。
配料大致包含五个过程,即:原料的预处理、掺与、浸湿、分散与絮凝。
1.1正极配方(LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔))LiCoO2(10μm):93.5%;其它:6.5%如Super-P:4.0%;PVDF761:2.5;NMP(增加粘结性):固体物质的重量比约为810:1496a) 正极黏度操纵6000cps(温度25转子3);b) NMP重量须适当调节,达到黏度要求为宜;c) 特别注意温度湿度对黏度的影响●钴酸锂:正极活性物质,锂离子源,为电池提高锂源。
钴酸锂:非极性物质,不规则形状,粒径D50通常为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通常为5-7 μm,含水量≤0.2%,通常为弱碱性,PH值为8左右。
●导电剂:提高正极片的导电性,补偿正极活性物质的电子导电性。
提高正极片的电解液的吸液量,增加反应界面,减少极化。
非极性物质,葡萄链状物,含水量3-6%,吸油值~300,粒径通常为2-5 μm;要紧有普通碳黑、超导碳黑、石墨乳等,在大批量应用时通常选择超导碳黑与石墨乳复配;通常为中性。
●PVDF粘合剂:将钴酸锂、导电剂与铝箔或者铝网粘合在一起。
非极性物质,链状物,分子量从300000到3000000不等;吸水后分子量下降,粘性变差。
●NMP:弱极性液体,用来溶解/溶胀PVDF,同时用来稀释浆料。
●正极引线:由铝箔或者铝带制成。
1.2负极配方(石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体(铜箔))负极材料:94.5%;Super-P:1.0%;SBR:2.25%;CMC:2.25%水:固体物质的重量比为1600:1417.5a)负极黏度操纵5000-6000cps(温度25转子3)b)水重量需要适当调节,达到黏度要求为宜;c)特别注意温度湿度对黏度的影响2.正负极混料★石墨:负极活性物质,构成负极反应的要紧物质;要紧分为天然石墨与人造石墨。
锂离子电池基本工艺介绍
锂离子电池基本工艺介绍一、正负极材料制备1.正极材料制备:常见的正极材料有锂铁磷酸铁、锂钴氧化物和锂镍锰酸等。
制备过程中,先按一定配比混合原料,并加入适量的粘结剂和导电剂,形成混合物。
然后在高温下进行焙烧和研磨,最后得到所需的正极材料。
2.负极材料制备:常见的负极材料是石墨。
制备过程中,石墨粉末和粘结剂混合,形成糊状物。
然后在导电剂的作用下涂布在铜箔上,并经过干燥和压制,最后得到负极片。
二、电池装配1.正负极片处理:正负极片通过一个铜箔或镍箔连接条与锂离子电解液接触。
正极片上涂覆了正极活性物质的混合物,负极片则上涂覆了负极活性物质的混合物。
2.卷绕装配:正负极片按一定规则卷绕在一起,并用隔膜层隔开。
隔膜层起到隔离正负极材料并允许离子传导的作用。
正负极片之间要保持适当的压力和接触性,以确保电池性能稳定。
3.外壳封装:卷绕的电池芯片通常会被放置在一个金属壳体中。
壳体可以是铝合金或不锈钢制成的圆筒状结构。
电池芯片和壳体之间应用密封圈封闭,以防止电池内部液体泄漏。
三、电池成熟1.注液注电:将电池芯片与电解液连接,通入适量的电解质。
电解液是锂盐溶液,可以传输锂离子,并完成电池的充放电过程。
然后,在适当的电流和电压下对电池进行充电,以使电池活化。
2.射频焊接:使用射频焊接设备将电池芯片和连接条之间进行焊接,以确保连接的牢固性和可靠性。
焊接时需要注意温度和时间的控制,以避免过热损害电池。
3.成品检测:对已组装好的电池进行各项性能测试,包括容量测试、内阻测试、充放电性能测试等。
这些测试可以确保电池的质量和性能符合要求。
这些是锂离子电池制备的基本工艺过程。
在实际生产中,还需要进行更加详细和严格的材料筛选、工艺优化和质量控制措施,以确保电池的稳定性和安全性。
锂离子电池电芯工艺流程
锂离子电池电芯是目前应用最广泛的电池之一,其具有高能量密度、长寿命、低自放电率等优点,广泛应用于移动通讯、电动工具、电动汽车等领域。
本文将介绍锂离子电池电芯的生产工艺流程。
一、正极材料的制备1. 原材料采购:锂离子电池正极材料主要由氧化物和碳酸盐组成,如锰酸锂、钴酸锂、三元材料等。
生产厂家需要采购高纯度的原材料,确保正极材料的质量。
2. 材料混合:将原材料按照一定比例混合,并加入少量的添加剂,如碳黑、聚丙烯酸等,以提高正极材料的导电性和稳定性。
3. 烧结:将混合后的材料放入烧结炉中,在高温下进行烧结,使得材料形成坚固的晶体结构,提高其电化学性能。
二、负极材料的制备1. 原材料采购:锂离子电池负极材料主要由石墨和少量的添加剂组成,如聚丙烯酸、聚乙烯醇等。
生产厂家需要采购高纯度的石墨原材料,确保负极材料的质量。
2. 材料混合:将石墨和添加剂按照一定比例混合,以提高负极材料的导电性和稳定性。
3. 涂布:将混合后的材料涂布在铜箔上,并通过烘干等工艺,使得材料形成坚固的结构。
三、电芯组装1. 正负极材料的切割:将正负极材料按照一定规格切割成片,以便后续的电芯组装。
2. 电芯叠层:将正极材料和负极材料交替叠放,形成电芯的结构。
3. 分配隔膜:在电芯叠层的每一层之间,放置一层隔膜,以防止正负极材料直接接触,引起短路。
4. 焊接:将电芯的正负极引线与电芯连接板进行焊接,形成电芯的电气连接。
四、电芯测试1. 外观检查:对电芯的外观进行检查,确保电芯没有明显的变形、裂纹等缺陷。
2. 电性能测试:对电芯进行充放电测试,以检测电芯的容量、内阻、循环寿命等电性能指标。
3. 安全性测试:对电芯进行冲击、挤压、高温等安全性测试,以确保电芯在极端情况下也能够安全运行。
以上就是锂离子电池电芯的生产工艺流程。
通过精细的工艺流程控制,可以生产出高质量、高性能的锂离子电池电芯,为电动汽车、移动通讯、电动工具等领域的发展提供可靠的能源支持。
最新-锂离子电池正极材料与工艺详解(含三元材料)精选全文
八面体间隙
四面体间隙
02.锂离子电池正极材料简介
2.3 LiCoO2(层状) O3较O2,Li离子扩散克服能垒低,CO与Li混排需克服较高的能垒。
O3-LiCoO2结构: O原子为立方密堆积结构(ABCABC……)Li 与Co原子沿C轴方向交替占据八面体位置,且 共边( α –NaFeO2),属于六方晶系(三轴等长 ,任意两轴夹角相等),具有 R3m空间群。
02.锂离子电池正极材料简介
2.3 LiCoO2
大约对应Li0.5CoO2,由于空位有 序化出现,形成扭曲八面体单斜相
恒流充电,当电压达 到4.8V时O3正极几乎所有 的锂离子都能从正极中脱 出,大约80%的锂离子可 以在嵌入正极材料中;可 逆比容量220mA·h·g-1。
图(b)可以看出最 低电压平台O3结构的正极 最高。
(碳酸乙烯脂)
隔膜
在电解液中具有 良好的化学稳定 性及一定的机械
强度
对Li+的移动阻 碍小(内阻), 对孔径和孔隙率
的要求
良好的绝缘体, 并能阻挡从电极 上脱落物质微利
和枝晶的生长
聚乙烯、聚丙烯等聚 烯烃微孔隔膜
目录
CONTENTS
01 锂离子电池原理简介
02 锂离子电池正极材料简介
03 三元正极材料简介 04 前驱体的制备工艺 05 三元材料成品制备工艺
Li(Nix-Coy-Mnz)O2 ,x+y+z=1
3.2过渡元素对性能的影响
容量-循环性能
随着Ni含量上升,电池比容量上升,循环性能有所下降
03.三元正极材料
2.4 Li(Nix-Coy-Mnz)O2 ,x+y+z=1
3.2过渡元素对性能的影响
锂离子电池原材料
锂离子电池原材料一、引言锂离子电池是一种重要的电池类型,广泛应用于移动通信、笔记本电脑、电动汽车等领域。
而锂离子电池的性能和寿命,很大程度上取决于其原材料的质量和配比。
因此,本文将详细介绍锂离子电池的原材料及其特点。
二、正文1. 正极材料正极材料是锂离子电池中最重要的组成部分之一,其主要作用是储存和释放正极离子。
目前市面上常见的正极材料有三种:钴酸锂、镍钴酸锂和铁磷酸锂。
(1)钴酸锂钴酸锂是最早被应用于商业化生产的正极材料之一,具有高能量密度、高安全性和良好的循环寿命等特点。
但是,由于钴资源稀缺且价格昂贵,因此成本较高。
(2)镍钴酸锂镍钴酸锂相对于钴酸锂来说,在成本方面有所降低,并且具有更好的耐高温性能。
但是,其缺点是在高电流下容易发生极化现象,从而影响电池的性能。
(3)铁磷酸锂铁磷酸锂是一种新型的正极材料,具有良好的安全性、低成本和环保等特点。
但是,其能量密度相对较低,需要通过改进材料结构和工艺来提高性能。
2. 负极材料负极材料是锂离子电池中另一个重要的组成部分,其主要作用是储存和释放负极离子。
目前市面上常见的负极材料有两种:石墨和硅。
(1)石墨石墨是目前应用最广泛的负极材料之一,具有良好的循环寿命和稳定性等特点。
但是,在高温下容易发生氧化反应,并且其储锂容量相对较低。
(2)硅硅作为一种新型的负极材料,在储锂容量方面远远超过了石墨,并且具有更好的循环寿命。
但是,硅容易膨胀并且在充放电过程中会产生大量的电极损失,因此需要通过改进材料结构来解决这些问题。
3. 电解液电解液是锂离子电池中的另一个重要组成部分,其主要作用是传递离子。
目前市面上常见的电解液有两种:有机电解液和固态电解质。
(1)有机电解液有机电解液是目前应用最广泛的一种电解液,具有良好的传递性能和稳定性等特点。
但是,由于其挥发性较高,在高温下容易发生燃烧和爆炸等安全问题。
(2)固态电解质固态电解质是一种新型的电解质材料,具有更好的安全性和稳定性,并且可以在高温下工作。
锂离子生产工艺流程
锂离子生产工艺流程一、介绍锂离子电池是目前最常见的可充电电池之一,广泛应用于移动通信、电动车和储能等领域。
锂离子电池的核心是正极材料、负极材料和电解液。
而其中的正极材料则主要是采用锂离子化合物,如锂铁磷酸盐、锂镍酸盐等。
本文将详细探讨锂离子生产的工艺流程。
二、锂离子生产工艺流程锂离子生产的工艺流程包括原料处理、化学合成、制备电极材料、电池组装等环节。
下面将对每个环节进行详细介绍。
1. 原料处理原料处理是锂离子生产的第一步,它的目的是将原料进行处理和净化,以便后续合成步骤的顺利进行。
常见的原料包括锂硫酸、锂氢氧化物等。
原料处理包括以下几个步骤:•原料粉碎:将原料进行粉碎,使其颗粒尺寸均匀,有利于后续的化学合成。
•原料筛分:通过筛网将不符合要求的颗粒筛掉,保证原料的质量。
•原料干燥:对原料进行干燥处理,去除其中的水分或其他杂质。
2. 化学合成化学合成是锂离子生产的核心环节,它主要用于合成锂离子化合物,如锂铁磷酸盐、锂镍酸盐等。
化学合成包括以下几个步骤:•反应槽装填:将经过原料处理的物质装入反应槽中,并在槽中加入适量的溶剂。
•加热搅拌:启动反应槽的加热搅拌系统,控制温度和搅拌速度,促进反应的进行。
•过滤分离:将反应后的混合物进行过滤分离,得到合成产物。
•洗涤干燥:对合成产物进行洗涤和干燥处理,去除溶剂和杂质,得到纯净的锂离子化合物。
3. 制备电极材料制备电极材料是锂离子生产的关键环节,电极材料包括正极材料和负极材料。
制备电极材料包括以下几个步骤:•配料混合:将正极活性材料、负极活性材料和导电剂按一定比例进行混合,并加入适量的粘结剂和溶剂。
•混合搅拌:对配料进行混合搅拌,使其均匀分布,形成电极浆料。
•涂布:将电极浆料涂布在铝箔或铜箔基片上,并通过烘干处理,形成电极片。
•切割压制:对电极片进行切割和压制,获得所需尺寸的电极。
4. 电池组装电池组装是锂离子生产的最后一步,它将制备好的正负极材料和电解液组装成电池。
锂离子电池工艺流程
锂离子电池工艺流程1.步骤一:正负电极材料的制备锂离子电池正负电极的制备是整个工艺流程的第一步。
正极材料一般采用氧化物,如氧化钴、氧化镁等,通过混合、磨碎、干燥等工艺制备成片状电极材料。
负极材料则主要是石墨,通过混合、浆料的制备,涂布在铜箔上制备成片状电极材料。
2.步骤二:电极的装配正负电极分别涂覆在铜箔和铝箔上,并通过辊压等工艺将电极材料均匀地涂覆在箔上,形成电极片。
电极片一般需要经过烘干、压实等工艺处理,以提高电极的密度和稳定性。
3.步骤三:电解液的制备电解液是锂离子电池的重要组成部分,一般由电解质、溶剂和添加剂等组成。
电解质常采用锂盐,如六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等,溶剂则多为有机溶剂,如碳酸酯类、醚类等。
添加剂用于调节电解液的性能,提高电池的循环寿命和安全性。
4.步骤四:电池的组装电池的组装是将正负电极片以及电解液进行封装,形成完整的电池单体。
一般电池的正负电极片间隔一定的距离,形成正负极与电解质的电池结构。
电池的组装过程一般包括正负极的叠层,电解液的注入和封装等步骤。
5.步骤五:电池的充放电测试组装完成的电池需要进行充放电测试以验证其电池性能。
充放电测试过程中,需要对电池进行循环充放电,并测试其电压、容量、内阻等参数。
测试结果可以评估电池的性能,例如容量、循环寿命和能量密度等。
6.步骤六:电池的封装电池封装是将测试合格的电池进行进一步封装,以保护电池结构,提高其安全性。
电池封装通常将电池单体与保护电路板、外壳等组装在一起,形成成品电池。
电池封装还需要进行温度、湿度等环境适应性测试,以确保电池在各种使用环境中的可靠性和稳定性。
以上是锂离子电池的工艺流程,其中涵盖了正负电极材料的制备、电极的装配、电解液的制备、电池的组装、电池的充放电测试和电池的封装等关键步骤。
整个工艺流程对于保证锂离子电池的性能和可靠性至关重要。
锂离子电池制造工艺原理与应用pdf
锂离子电池制造工艺原理与应用
pdf
锂离子电池制造工艺原理与应用pdf包括:
一、电解质的准备:
1. 硫酸锂:主要用于电池正极材料中,具有高比容量。
2. 镍氢氧化物:主要用于电池负极材料中,能够提供很大的电池容量。
3. 其他电解质:如碳酸锂和固体电解质等,可以提升电池性能。
二、正负极材料的准备:
1. 正极材料:一般来说,正极材料由石墨烯和硫酸锂构成,其中石墨烯是吸附电解质,而硫酸锂则是用于储存电量。
2. 负极材料:一般由镍氢氧化物构成,其作用是将电解质释放出来,从而提供电池的电量。
三、电池组装:
1.电池组装时,需要将正极材料、负极材料、电解质和导电相结合,形成一个完整的电池结构。
2.在组装过程中,需要使用特殊的电极片和正负极材料,并通过不同的组装方法实现。
3.最后,通过不同的封装工艺,形成一个完整的锂离子电池。
四、电池的应用:
锂离子电池可以广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域。
它们的特点是高能量密度、低成本、低环境污染,因此,它们受到越来越多的关注。
锂电池原理及工艺流程
锂离子电池原理及工艺流程一、原理1.0 正极构造LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体〔铝箔〕正极2.0 负极构造石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体〔铜箔〕负极3.0工作原理3.1 充电过程如上图一个电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进〞电解液里,“爬过〞隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳〞到达负极,与早就跑过来的电子结合在一起。
正极上发生的反响为LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)负极上发生的反响为6C+XLi++Xe=====LixC63.2 电池放电过程放电有恒流放电和恒阻放电,恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻,恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。
由此可知,只要负极上的电子不能从负极跑到正极,电池就不会放电。
电子和Li+都是同时行动的,方向一样但路不同,放电时,电子从负极经过电子导体跑到正极,锂离子Li+从负极“跳进〞电解液里,“爬过〞隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳〞到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。
二、工艺流程1、根本工作原理1〕、正极反响:LiCoO2 ===== Li1-xCoO2 + x Li+ + xe-2〕、负极反响:6C + x Li+ + xe- ===== LixC63〕、电池反响:LiCoO2 + 6C ====== Li1-xCoO2 + LixC64〕、电池的电动势:〔1〕、定义:在没有电流的情况下,电池正、负极两端的电位差。
〔2〕、影响因素:由电极材料决定,不受其它任何辅助材料影响。
2、电压特性1〕、开路电压:用电压表直接测量的正、负极两端的电压。
E = V – I R2〕、工作电压范围:2.75 ~ 4.2 volt。
3〕、额定电压:3.6 volt。
4〕、平均工作电压: 3.72 volt。
三元锂电池生产工艺
三元锂电池生产工艺三元锂电池是一种高能量密度的电池,被广泛应用于手机、电动车、无人机等领域。
它由锂离子在锂离子电池中的蓄电池正负极材料和电解质组成。
下面就三元锂电池的生产工艺进行介绍。
首先是正极材料的生产。
正极材料主要由锂镍钴锰酸化物(NCM)或锂铁磷酸盐(LFP)等组成。
生产过程中,首先制备金属镍、钴、锰的氢氧化物或硫酸盐物质。
然后将这些原料与锂盐、碳酸锂等混合,并加入适量的粘结剂、导电剂和溶剂,形成悬浮液。
接着将悬浮液通过喷雾干燥或真空滤波干燥等方式得到正极材料颗粒,最后经过烧结等工艺得到正极片。
接下来是负极材料的生产。
负极材料采用石墨材料,一般是天然石墨或人工石墨。
生产过程中,首先将天然石墨或人工石墨破碎成粉末。
然后将粉末与适量的导电剂、粘结剂、溶剂等混合,形成悬浮液。
接着将悬浮液涂敷在铜箔上,通过烘烤等过程,使悬浮液中的溶剂蒸发,最终得到负极片。
然后是电解液的生产。
电解液是三元锂电池中的重要组成部分,通常由锂盐、有机溶剂和添加剂组成。
生产过程中,首先制备锂盐,如六氟磷酸锂、六氟硼酸锂等。
然后将锂盐与有机溶剂等按比例混合,溶剂中添加适量的添加剂,如聚合物添加剂、抑制剂等,最后通过过滤等手段,得到稳定的电解液。
最后是电池组装。
电池组装是将正负极片与电解液组装在一起,形成三元锂电池单体。
组装过程中,首先将正负极片与电解液叠放在一起,并用隔膜隔开。
然后通过热合、涂胶等方式将正负极片固定在一起。
接着将组装好的单体放入壳体中,并密封好,形成电池。
以上就是三元锂电池的生产工艺介绍。
在实际生产中,还需要进行充放电测试、容量测试等环节,确保产品的质量和性能。
随着科技的进步,对三元锂电池的生产工艺不断进行改进,以提高其性能和安全性。
锂离子电池制造工艺原理与应用
锂离子电池制造工艺原理与应用
锂离子电池是目前最先进的高能量密度电池,它具有较高的能量密度、较低的自放电率以及可以在一定范围内视应用进行多次循环充放电的优点。
因此,锂离子电池已经成为当下应用最为普遍的电池之一。
那么,锂离子电池有什么样的制造工艺,它是如何应用的呢?
锂离子电池制造工艺主要由四个环节组成:正极构件制备、电解液制备、负极构件制备、汇合装配等。
正极材料一般采用氧化锂、钴酸锂等,负极材料一般采用碳材料,电解液一般采用金属锂、氟化锂、食盐溶液等。
这些制备出来的元件经过汇合装配后,就组成了一个完整的锂离子电池。
锂离子电池的应用极为广泛,比如可以用来替代传统汽车电池,用于电动车、摩托车和电动工具等。
它也可以用于消费类产品,比如书写工具、智能设备、游戏机和手机等,也可以用于医疗仪器和安防设备。
此外还可以用于太阳能光伏发电系统中,用来储存太阳能,提供可靠的稳定电能。
从上述可以看出,锂离子电池的应用前景非常广阔。
它的制造工艺也正在不断进步,越来越多的新技术正在应用到它的制造过程中,无论是提高产品品质,还是降低成本,锂离子电池都具有极大的市场潜力。
锂离子电池生产工艺
锂离子电池生产工艺
锂离子电池生产工艺是指制造锂离子电池的过程,这是一种高效、环保且广泛使用的电池类型。
锂离子电池是一种重要的储能设备,广泛应用于电动汽车、移动设备等领域。
本文将详细介绍锂离子电池的生产工艺。
1.正极材料制备
正极材料是锂离子电池的重要组成部分,它的性能直接影响电池的性能。
正极材料通常采用锂电池材料,如三元材料和钴酸锂材料。
其制备过程主要包括原料的筛选、混合、球磨、干燥、烧结等工艺。
2.负极材料制备
锂离子电池的负极材料通常采用石墨材料,主要包括天然石墨和人造石墨两种。
其制备过程主要包括原料的筛选、混合、焙烧、烘干等工艺。
3.电解液制备
电解液是锂离子电池的重要组成部分,主要由溶剂和盐组成。
常用的溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯等,常用的盐包括锂盐、钠盐等。
其制备过程主要包括原料的筛选、混合、搅拌等工艺。
4.电池组装
电池组装是锂离子电池生产工艺中的关键步骤。
其组装过程主要包括正负极材料的涂布、电解液注入、极片压合、封口等工艺。
在组装过程中,需要保证组装环境的洁净,以避免杂质对电池性能的不良影响。
5.电池测试
电池测试是锂离子电池生产工艺中的重要环节,通过测试可以评估电池的性能指标。
常用的测试项目包括电池容量、循环寿命、自放电等。
测试结果将直接影响电池的质量和性能,因此测试环节的严谨性至关重要。
以上是锂离子电池生产工艺的主要步骤,其中每个步骤都需要严格的控制和管理。
除此之外,锂离子电池生产过程中还需要考虑环境保护和人员安全等问题,确保生产过程的可持续性和安全性。
锂电池生产工艺流程
锂电池生产工艺流程锂电池是目前世界上应用广泛的一种二次电池,其具有能量密度高、循环寿命长、自放电较少等优点。
锂电池的生产工艺流程包括原材料准备、电池制造和成品检测等环节。
下面将详细介绍锂电池的生产工艺流程。
1.原材料准备锂电池的主要原材料包括正负极材料、电解液和隔膜等。
正极材料通常为锂钴酸锂(LiCoO2)、锂铁磷酸锂(LiFePO4)等,负极材料通常为石墨。
电解液是由锂盐(LiPF6)和有机溶剂混合而成。
隔膜主要用来分离正负极,防止短路。
2.正负极材料的制备正负极材料是锂电池的核心组成部分,它们的制备对电池性能具有重要影响。
正极材料通常是先将锂镍锰钴氧化物、锂铁磷酸锂等原料按一定比例混合,然后通过球磨机进行混合制备成浆料。
浆料经过涂布在铝箔或铜箔上,并进行干燥、压制和切割等工序,最终得到正极片。
负极材料通常是将石墨粉末与一定比例的粘接剂混合,通过湿法混合制备成糊状物,然后在铜箔上进行涂布、压制和切割等工序,得到负极片。
3.隔膜的制备隔膜是将正负极材料分隔开的重要组成部分,它要求具有良好的离子传导性能和电子阻隔性能。
隔膜通常是由聚丙烯或聚乙烯等材料制成,通过拉伸和薄膜成型的工艺制备而成。
制备过程中需要掌握适当的拉伸温度和拉伸速度,以及合适的薄膜厚度。
4.电池组装电池组装是将正负极片、隔膜和电解液等组装在一起形成电池的过程。
首先将正负极片与隔膜交替叠放,形成卷式结构。
然后将电池芯卷起并压实,再将电池芯放入能耗槽中,注入电解液。
最后,将电池芯封装起来,并与电池壳焊接,形成最终的电池产品。
5.成品检测生产出的电池需要进行质量检测,以保证其性能和可靠性。
成品检测包括外观检查、尺寸测量、容量检测、内阻检测等。
外观检查主要检查电池外观是否符合要求,尺寸测量用于检测电池的长度、宽度和厚度是否满足要求,容量检测用于检测电池的容量大小,内阻检测用于检测电池的内部电阻是否合格。
通过以上几个环节的生产工艺流程,锂电池可以被成功生产出来。
锂离子电池原理与关键技术
锂离子电池原理与关键技术锂离子电池是一种以锂离子为电极材料的充电电池,它具有高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点,因此在移动电子设备、电动汽车和储能系统等领域得到广泛应用。
本文将介绍锂离子电池的原理和关键技术,以期帮助读者更好地理解和应用这一先进的能源存储技术。
1. 锂离子电池原理。
锂离子电池由正极、负极、电解质和隔膜组成。
在充放电过程中,锂离子在正负极之间来回迁移,完成电化学反应。
正极材料通常采用氧化物,如钴酸锂、锰酸锂、三元材料等;负极材料则采用石墨、石墨烯或金属锂等;电解质通常为有机溶剂和锂盐的混合物;隔膜则起到隔离正负极的作用,防止短路。
充电时,锂离子从正极解吸,通过电解质迁移到负极,并嵌入负极材料中;放电时,锂离子从负极脱嵌,通过电解质迁移到正极,最终嵌入正极材料中。
这一过程是通过电化学反应来实现的,具体反应式和能量变化可根据不同的正负极材料进行推导。
2. 锂离子电池关键技术。
(1)正负极材料,正负极材料的选择直接影响着电池的性能,如能量密度、循环寿命和安全性。
目前,钴酸锂、三元材料和磷酸铁锂等正极材料以及石墨、硅基材料和金属锂等负极材料是常用的选择。
不断地研发新型材料,并改进现有材料的性能,是提高锂离子电池性能的关键。
(2)电解质,电解质是锂离子电池中的重要组成部分,直接影响着电池的离子传导性能和安全性。
传统的有机溶剂电解质具有较好的离子传导性能,但由于其挥发性和燃烧性,容易引起安全隐患。
固态电解质因其良好的稳定性和安全性逐渐受到关注,然而其离子传导性能和界面稳定性仍需进一步提高。
(3)隔膜,隔膜主要起到隔离正负极的作用,防止短路和电池过热。
优秀的隔膜应具有良好的离子传导性能和机械强度,同时要具备一定的隔热性能。
目前,聚合物隔膜是主流选择,但其在高温和高压下的稳定性仍存在挑战。
(4)电池管理系统(BMS),BMS是锂离子电池的大脑,负责监测电池的状态、控制充放电过程、保护电池安全等。
锂离子电池原理及制造工艺知识点
锂离子电池原理及制造工艺知识点一、锂离子电池原理1、锂离子电池概述1.1锂离子电池的发展历史1958年美国加州大学的一位研究生提出以钠、锂等活泼金属做电池负极的设想;20世纪60年代中期,石油危机使国内外专家开始了锂电池的研究;1971年日本松下电器公司发明锂氟化碳电池,锂电池走向实用化和商品化;20世纪70年代,材料学界、物理学界发现锂等金属元素可以迁入到石墨中形成石墨化合物;1980年法国科学家提出石墨嵌入化合物可以取代金属锂作为锂二次电池负极;同年美国学者合成出嵌入化合物LiTO2(T=Co,Ni,Mn),其中的锂可以可逆的脱嵌和嵌入;1990年,日本索尼公司在上述基础上发明了锂离子电池;1992年,锂离子电池实现大规模商品化,实现二次电池史上的一次飞跃;1993年,美国贝尔电讯公司首先研制出聚合物锂离子电池;1995年,日本索尼公司开始试制大容量锂离子电池。
开始了锂离子动力电池的研究;1999年,聚合物锂离子电池实现产业化。
1.2锂离子电池的应用便携式用电器领域:移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机、MP3等小型医疗设备领域军用通讯设备领域航空、航天、航海及人造卫星领域;环保型动力机车领域其它1.3锂离子电池的优势工作电压高比能量高使用温度范围宽循环寿命长自放电低环保电池种类工作电压(V)体积比能量(Wh/L)质量比能量(Wh/kg)使用温度范围(℃)循环寿命(次)月自放电率(%)是否环保充电放电锂离子电池 3.6240~450100~1600~45-20~60500~1000≤10是BK锂离子电池 3.6385-3901500~45-20~60500~1000≤10是镍镉电池 1.2150~24060~700~45-20~6550020否镍氢电池 1.2190~28070~800~45-20~6550030是2、锂离子电池反应机理锂离子电池实际上是一种锂离子浓差电池,正、负电极为不同的锂离子嵌入化合物,充、放电过程为锂离子在不同电极上的嵌入和脱嵌过程。
锂电池流程工艺
锂电池流程工艺一、锂电池的基本原理锂电池是一种充放电都可逆的化学能转换设备,其基本原理是利用正负极材料之间的化学反应来储存和释放能量。
锂离子在充电时从正极材料中脱离,并通过电解质溶液移动到负极材料中,同时释放出电子。
在放电过程中,锂离子从负极材料中移动到正极材料中,同时吸收外部供给的电子,从而完成了能量转换。
二、锂电池生产的主要工艺流程1. 正极活性物质制备正极活性物质是指可以与锂离子发生化学反应并储存能量的物质,通常采用钴酸锂、三元材料或铁磷酸锂等作为主要原料。
制备过程包括原料筛选、混合、烧结等步骤。
2. 负极活性物质制备负极活性物质一般采用石墨或硅作为主要原料,在加入导电剂和粘结剂后进行混合成型,并在高温下烘干和焙烧,最终得到负极活性材料。
3. 电解液制备电解液是锂离子在充放电过程中移动的介质,通常采用碳酸盐或磷酸盐等溶液作为主要成分。
制备过程包括原料筛选、混合、过滤等步骤。
4. 正负极片的制备正负极片是锂电池的核心部件,其制备过程包括:将正负极活性物质与导电剂和粘结剂混合均匀后,通过滚压或喷涂等工艺成型;将正负极片分别进行烘干和焙烧处理;在正负极片表面涂覆聚乙烯或聚丙烯等隔膜材料。
5. 组装组装是将正负极片和电解液按一定比例组合起来,并封装在金属壳体内形成锂电池的过程。
组装流程包括:预处理金属壳体、注入电解液、封口、压力测试和充放电测试等步骤。
6. 包装包装是将已经组装好的锂电池进行外观整形和包装,以保证其安全性和美观度。
包装过程包括:外观整形、标识、包装材料选择、封口等步骤。
三、锂电池生产中的关键技术1. 正负极活性物质制备技术正负极活性物质是锂电池的核心材料,其制备过程需要严格控制原料质量和比例,以及烧结条件等因素。
目前主要采用干法烧结或湿法合成等工艺。
2. 电解液配方技术电解液的配方需要考虑到其导电性、稳定性和安全性等因素。
目前主要采用有机碳酸盐或无机磷酸盐溶液作为主要成分,并添加少量添加剂来提高其性能。
锂电池主要原材料
锂电池主要原材料锂电池是一种以锂金属或者锂离子作为正极材料的电池,其主要原材料包括锂、钴、镍、锰、铝等。
锂电池作为一种高效、轻便、高能量密度的电池,广泛应用于移动通讯设备、电动汽车、储能设备等领域。
本文将就锂电池的主要原材料进行介绍。
首先,我们来看看锂。
锂是锂电池的关键原材料,其在锂电池中扮演着非常重要的角色。
锂的主要来源包括锂辉石矿、盐湖卤水和海水等。
目前,锂辉石矿是锂的主要生产来源,其主要产地包括澳大利亚、智利、阿根廷等国家。
锂的提取主要通过矿石选矿、浸出、萃取等工艺进行,然后经过电解或者其他方法提纯得到金属锂或者锂化合物,用于制造锂电池。
其次,钴、镍、锰是锂电池的正极材料的重要组成部分。
钴酸锂、三元材料(镍钴锰)是目前锂电池正极材料的主要代表。
钴主要来自于钴矿,镍和锰主要来自于镍矿和锰矿。
这些金属经过提炼和合成得到相应的化合物,然后与其他添加剂混合成为正极材料,用于制造锂电池。
另外,铝是锂电池的主要负极材料的原材料。
铝主要来自于铝土矿,经过冶炼和精炼得到铝金属,然后通过一系列的工艺加工成为锂电池的负极材料。
除了上述主要原材料外,锂电池还需要一些其他材料作为电解质、隔膜、电解液等。
电解质通常采用锂盐溶液,隔膜通常采用聚合物材料,电解液通常采用有机溶剂和锂盐混合物。
这些材料的选择和配比对于锂电池的性能和安全性有着重要的影响。
总的来说,锂电池的主要原材料包括锂、钴、镍、锰、铝等金属及其化合物,以及电解质、隔膜、电解液等辅助材料。
这些材料的选择、提取和加工对于锂电池的性能、成本和环境影响有着重要的作用。
随着新能源产业的快速发展,对于锂电池原材料的需求也在不断增加,未来如何做好原材料的供应和循环利用将是一个重要课题。
锂离子电池生产工艺流程
锂离子电池生产工艺流程锂离子电池是目前应用最广泛的电池之一,其生产工艺流程主要包括原材料处理、电池组装和质量检测三个阶段。
首先是原材料处理阶段。
锂离子电池的主要原材料包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜材料。
正极材料一般为锂钴酸锂、锂铁磷酸锂或锂镍酸锂;负极材料一般为石墨;电解液主要是有机溶剂和锂盐的混合物;隔膜材料则是用于隔离正负极之间的导电介质。
在原材料处理过程中,需要对这些原材料进行筛选、研磨、混合等处理,确保其质量和纯度。
接下来是电池组装阶段。
在电池组装过程中,正极材料、负极材料和隔膜材料需要先进行分割和切割,然后按照一定的比例和层次进行叠压组装。
一般情况下,正、负极材料会分别涂覆导电剂,并进行烘烤以增加其导电性。
在叠压组装完成后,将电池芯放入容器中,并加入电解液,最后密封容器。
最后是质量检测阶段。
质量检测是锂离子电池生产过程中非常重要的一环,其目的是确保电池的性能、安全和稳定性。
质量检测主要包括两个方面:一是对原材料进行质量检测,通过化学分析、物理性能测试等手段来确定原材料的纯度和质量;二是对电池产品进行质量检测,包括电池的容量、内阻、循环寿命等指标的测试。
这些检测需要使用专业的设备和仪器,确保测试结果的准确性和可靠性。
总结起来,锂离子电池生产工艺流程主要包括原材料处理、电池组装和质量检测三个阶段。
在原材料处理阶段,需要对正负极材料、电解液和隔膜材料进行处理和筛选;在电池组装阶段,需要对材料进行分割和切割,并按照一定的比例和层次进行叠压组装;在质量检测阶段,需要对原材料和电池产品进行化学分析、物理性能测试和电池性能测试,确保电池的质量和性能达到要求。
这些工艺流程的严格执行和高质量的产品,为锂离子电池的应用提供了可靠的保障。
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粘结剂
粘结剂是用来将电极活性物质粘附在集流体上的高分子化合物。对于在充放电过程中体 积会膨胀/收缩的锂离子电池正负极来说,要求粘结剂对此能够起到一定的缓冲作用,因此 选择一种合适的粘结剂非常重要。目前,普遍采用聚偏氟乙烯(PVDF),聚四氟乙烯( PTFE)作锂离子电池粘结剂,以水为分散剂的粘结剂还包括羧甲基纤维素钠(CMC),丁苯
到广泛的关注。研究表明,基于PC的LiBOB电解液对石墨负极稳定,可以形成稳定的SEI膜
,不存在对石墨负极的腐蚀。LiBOB充放电过程不会产生对正极材料腐蚀的HF。
溶剂
溶剂主要包括醚类和酯类。 醚类分为环状醚和链状醚。环状醚因其自身结构的原因,电化学稳定性不好,易开环聚 合而限制了其在锂离子电池中的应用。链状醚中常用的是1,2二甲氧乙烷(DME),因 具有较强的对阳离子的螯合能力使得锂盐在其中有较高的溶解度。但DME有较强的化 学反应活性,与锂接触很难形成稳定的SEI膜,因此醚类电解液主要应用在一次锂电池 中。
注液:控制要点:①电解液用量②电解液是否与极片充分浸润③注液环境④电解液水
分含量
化成:利用循环充放电的方式使活性物质活化,同时形成稳定的SEI膜。 分容:检测电池充放电性能,得到各单体电池的容量,中值电压等信息,为分选配对 提供参考。过程中需注意检测柜精度对测试结果的影响。例:C计算=∑I计算*t计算, C实际=∑I实际*dt 分选:根据各单体电池制程过程数据对电池进行分档挑选,提高模组中电池性能一致 性。
配料
正负极配料细则
1.磷酸铁锂/锰酸锂 非极性物质 不规则形状 粒径57μ m 含水量≤0.2% 2.导电剂 非极性物质 粒径一般为2-5μ m 含水量3-6% 原料性质: 大批量应用时一般选择超导碳黑 3.PVDF粘结剂 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 溶解PVDF,稀释浆料 1.正极材料 原料预处 2.导电剂 理 3.粘结剂 4.NMP 脱水 脱水 脱水 脱水 120℃烘烤2h左右 200℃烘烤2h左右 温度视分子量大小决定 干燥分子筛脱水
隔膜的制法:
湿法:高密度聚烯烃用液态石蜡为溶剂熔融→铸成膜片→脱蜡→加温至接近结晶熔点→保 温→洗去残留溶剂 干法:聚烯烃熔融→结晶→吹制成薄膜→高温下拉伸成为多微孔体
隔膜性能的表征
表征隔膜物性的参数有厚度、孔隙率、电性能、吸液率、孔结构和孔径分布、力学性能等 ① 厚度:一般为25μm 左右,隔膜越薄,可提高能量密度及降低电池阻抗;
酯类溶剂主要有,环状碳酸酯--丙烯碳酸酯(PC)乙烯碳酸酯(EC)链状碳酸酯—碳酸
二甲酯(DMC)碳酸二乙酯(DEC)碳酸甲乙酯(EMC) 其中,PC溶剂的低温性能好,但因在石墨化碳材料表面发生分解以及充放电过程中生成 烷基碳酸锂,不利于SEI膜的形成。 乙烯碳酸酯(EC)在高度石墨化碳材料表面不发生明显分解,因此大多数液体电解质均 以其为主要组分,加入线性碳酸酯如DMC,DEC,EMC来降低电解质体系粘度。
松动而脱落,使内阻增大,容量减少;② 钴的自然资源有限,价格昂贵。
LiNiO2中镍的储量丰富,自放电低,但LiNiO2的制备条件要求很高。过程中容易产生含镍 量高、非化学计量的LiNi1-xO2,由于镍容易产生位错而影响材料的容量和稳定性。 考虑到安全及循环寿命,用在储能电站及电动汽车上的锂离子电池正极材料,仅磷酸 铁锂和锰酸锂可以胜任。 磷酸铁锂和锰酸锂性能一览表
1.石墨 非极性物质 不易吸水,也不易在水中 分散。被污染的石墨,在水中分散后,容易重 新团聚。一般粒径D50为20μ m左右 2.水性粘合剂(SBR)小分子线性链状乳液,极 易溶于水合极性溶剂。 3.防沉降剂(CMC) 易溶于水和极性溶剂 4.去离子水 稀释剂,酌量添加,改变浆料的 流动性。 1.石墨:300-400℃烘烤,除去表面油性物质, 提高与水性粘合剂的相容能力,修圆石墨表面 棱角 2.水性粘合剂:适当稀释,提高分散能力 1.石墨与粘合剂溶液极性不同,不易分散 2.可先用醇水溶液将石墨初步润湿,再与粘合 剂溶液混合 3.适当降低搅拌浓度,提高分散性 4.分散过程为减少极性物与非极性物距离,提 高势能或表面能,所以为吸热反应,搅拌时总 体温度有所下降。如条件允许应适当升高搅拌 温度,使吸热变得容易,同时提高流动性,降 低分散难度 5.搅拌过程如加入真空脱气过程,排出气体, 促进固-液吸附,效果更佳 6.分散原理、分散方法同正极配料
(2)允许大量的锂离子嵌入脱出,保证锂离子电池的高容量特性; (3)嵌入脱出过程的可逆性好,充放电过程中材料结构变化较小; (4)锂离子能够快速嵌入和脱出,具有高的电子导电率和离子导电率; (5)在电解液中化学稳定性好; (6)低廉,容易制备,对环境友好等
目前应用的正极材料有LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4 其中LiCoO2虽容量较高,商品化较早,但因以下两点原因使其推广受到了限制:① Li+反复 嵌入与脱出造成LiCoO2的结构发生由3方晶系到单斜晶系的相变,同时还会导致LiCoO2发生粒间
工艺路线
配料→拉浆→制片→装配→注液→化成→分容→分选
配料:将一定比例的正负极材料,粘结剂,导电剂等组分通过溶解,搅拌混合等方式
分散均匀,得到粘度合适便于涂布的浆料。 拉浆:将浆料均匀地涂布在正负极集流体上。过程中主要考虑:①涂布的均一程度对 电池性能的影响②涂布均一程度的表征③极片的干燥过程(烘烤温度,烘烤时间)。 制片:根据设计的极片尺寸,分切涂布后的极片。过程中防止极片的重量不符合要求 以及毛刺和微颗粒的出现。 装配:主要包括卷绕焊接两步工序。卷绕时需注意隔膜可能出现的微短路,选择合适 的检测手段对微短路的极芯进行识别。电池的引带和集流体间以及引带和壳体间必须 使用超声波或点焊连接,焊接效果直接影响电池是否断路以及在环境适应性试验中的 表现。
配料过程
1.粘结剂的溶解与处理 2.正极材料与导电剂的混合
配料
1.搅拌桨对分散速度的影响(蛇形、蝶形、球形、齿轮形等) 2.搅拌速度对分散速度的影响 3.浓度对分散速度的影响(太稀将导致材料的浪费和浆料沉淀的加重) 影响因素 4.浓度对粘接强度的影响 5.真空度对分散速度的影响 6.温度对分散速度的影响 7.稀释:将浆料调整至合适的粘度,便于涂布
配料注意事项:
1.防止混入其它杂质。
2.防止浆料飞溅。 3.浆料的浓度(固含量)应从高往低逐渐调整。
4.在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底,确保分散均匀。
5.浆料不宜长时间搁置,以免沉淀或均匀性降低。 6.需烘烤的物料必须密封冷却之后加入,以免组分材料性质变化。 7.搅拌时间长短以设备性能、材料加入量为准,搅拌桨的使用视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 8.出料前对浆料进行过筛,除去大颗粒以防涂布时造成断带
电解液
电解质锂盐
作为锂离子电池电解质盐,需具有较宽的电化学窗口,分子量低,在适当的溶剂中具有
较好的溶解性。能够使锂在正负极材料中的嵌入量高和可逆性好。 LiAsF6,LiClO4,LiBF4,LiPF6几种锂盐中, LiAsF6热稳定性好,但砷具有毒性以及 LiAsF6可能引起环醚聚合反应; LiClO4有很强的氧化性,引起安全问题; LiBF4电导率不 高,不稳定,可能引发环醚的聚合反应生成BF3; LiPF6是目前锂离子电池中使用较多的电 解质盐。 另外,硼系锂盐双乙二酸硼酸锂(LiBOB)因其在有机溶剂中的高溶解度和电导率,受
性能参数 材料结构 理论容量(mAh/g) 实际容量(mAh/g) 导电率 振实密度(g/cm3) 工作电压平台(V) 工作电压范围(V) 锰酸锂(LiMn2O4) 尖晶石结构 148 100-120 高 2.2-2.4 3.7 2.5-4.2 磷酸铁锂(LiFePO4) 橄榄石结构 170 130-140 低 1.0-1.4 3.3 2.8-3.6
典型化成工艺参考:
一次恒流 工步号 1 记录电压,厚度,二次封口 二次恒流 工步号 1 2 设定电流 1370mA 8250mA 设定电流 1370mA
恒流化成标准
截止时间 240min
上限电压 3.60压 3.600V 3.600V
分容
分容工艺参考(单体设计容量为55Ah)
对某些具有反应性的非极性粘结剂来说,通过接枝的方式,在大分子侧链引入极性基
团,来改善其亲水性和粘接性。
隔膜
隔膜的作用:
锂离子电池隔膜性能的优劣决定电池的界面结构、内阻,进而影响电池的容量,循环性
能。一般来说,隔膜应具有良好的隔极阻止性、离子穿透性、亲液性、耐氧化性等。其中 ,PP/PE微孔膜,由于具有较高孔隙率,较低的电阻,较高的抗撕裂强度,较好的抗酸碱 能力,良好的弹性及对非质子溶剂的保持能力,在锂离子电池隔膜中被广泛应用。
工步号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工作状态 恒压充电 搁置 恒流放电 搁置 循环 搁置 恒流放电 搁置 恒流充电 分容标准 设定电流 截止时间 —— 27.5A —— 10min —— 55.0A —— 10min 从工步1至工步4循环2次 —— 30min —— 2.75A —— 60min 2.75A 60min 下限电压 2.200V —— 2.000V —— —— 2.000V —— 2.200V 上限电压 3.600V —— —— —— —— —— —— 3.600V 截止电流 1.8A —— —— —— —— —— —— ——
锂离子电池原材料与工艺介绍
Contents
1
原材料选择
2
工艺路线
锂离子电池原材料的选择
1.正极复合材料(正极材料、粘结剂、导电剂、溶剂、集流体) 2.负极材料 3.隔膜 4.电解液(锂盐、溶剂)