锂离子电池及动力电池包的生产工艺
锂离子电池生产工艺流程及相关设备
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第五页，编辑于星期六：点 三十七分。
圆柱型锂离子电池的制造工艺流程
来料检验
正极配料 负极配料
正极涂布 负极涂布
正极制片
负极制片
隔膜 烘烤
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12. 真空干燥箱：
▪ 全自动真空烤箱
高温烤箱
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锂离子电池的命名
▪ 锂离子二次电池的命名也分圆柱形和方形、扣式几种:
▪ 圆柱形的命名用三个字母和5位数字来表示， 前两个字母表示锂离子电池(LI)，后一个字
母表示圆柱形(R)，前两位数字表示以mm为
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8. 注液机：保证高精度的流水化将电解液真空注入
电池包装材料内
自动转盘真空注液机
日本方形全自动注液机
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锂离子电池结构——电解液
▪ 性质：
无色透明液体，具有较强吸湿性。
▪ 应用：
主要用于可充电锂离子电池的电解液，只能
✓充电时，将电能转化为化学能进行储存。 ✓放电时，将化学能转化为电能释放，作为电
源供用电器。 ✓活性物质：电池充放电时，能进行氧化或还
原反应而产生电能和储存化学能的电极材料。
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第四页，编辑于星期六：点 三十七分。
什么叫锂离子电池？ Li-Ion battery
▪ 锂离子电池是指Li+ 嵌入化合物为正、负极的二次电池。 ▪ 正极采用锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 、LiFePO4和三元复合材料。 ▪ 负极采用锂-碳层间化合物LiXC6。
锂离子电池原理及工艺大全
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，它主要有能量密度高，充电时间快，使用寿命长等特点。
随着能源汽车下游产业不断发展，锂离子电池的生产规正在不断扩大。
锂离子电池原理及工艺 - 大全2018锂离子电池简介一，锂离子电池的原理、配方和工艺流程•1、工作原理•1.1正极构造•LiCoO2 + 导电剂 + 粘合剂 (PVDF) + 集流体（铝箔）•1.2负极构造•石墨 + 导电剂 + 增稠剂 (CMC) + 粘结剂 (SBR) + 集流体（铜箔）•1.3工作原理•1.3.1 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。
此时：正负极物理反应为：•1.3.2 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。
•1.3.3 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。
动力电池及电池组PACK工艺介绍
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电芯型号、规格
命名方法：按电池外观尺寸宽、厚、长
如：方形锂离子383450型号，就是指电芯实体部分宽
34mm厚3.8mm长50mm
3.8mm
50mm
34mm
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电芯型号、规格
如：圆柱型18650型号，就是指电芯直径18mm长65mm
18mm
装胶 框
包裹 商标
电性能 检测
尺寸 测量
外观
装
检查
箱
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四、电池pac生产流程
对比：
来料检 验上料
绝缘、支 架粘贴
底壳 粘贴
点焊正、 负极
Pcb焊 接
整形定位、 低压注
检测
塑成型
/装壳
包裹 商标
尺寸 测量
外观 清洁
外观 检查
电性能 检测
装 箱
贴防 水纸
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生产过程中常见的性能不良现象
1、电压低
电池出厂电压一般要求在3.8伏以上，但由于过程作业， 来料异常有可能会出现电芯电压低的现象，具体值须 根据作业要求来判断。
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测电芯电压、内阻：
常用工具：万用表、内阻测试仪 万用表直流电压档检 测开路电压与负载电 压，加10Ω负载后可 测得负载电压，相当 于电池工作电压
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测电芯电压、内阻：
常用工具：万用表、内阻测试仪 用内阻测试仪可快速测得电 芯电压、内阻
图
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目前主要电池品牌：
sony 三洋（SANYO） 天津力神
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五、工业安全
消防 1、了解工厂布局 2、工厂逃生路线图 3、消防设施的使用
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五、工业安全
电池PACK生产工艺流程
扫码
测试
测试结果
三、详细工艺
1.8 模组成型 工作内容：将模块、链接铜片、支撑板，利用螺丝组装成模组，并粘贴条码。 设备：无。 工装和工具：气动扳手及套筒 ；扭力扳手及套筒； 工艺要求：扭力符合标准、模块正负极摆放正确。
三、详细工艺
2.预加工段 进行动力电缆加工、螺杆加工、线束加工、铜排加工、BMS检测及组装、高压板
二、工艺流程
三、详细工艺
按照工艺流程图，对每个工段和每个工位的工作内容、设备、人员进行分 解。 1、点焊段
利用分选机对电芯进行分选，分选后的电芯组装成模块、张贴条码，焊接 正负极镀镍钢片，检查焊点，测试模块的电压内阻并扫码记录数据，合格的模 块组装成模组。
三、详细工艺
1.1 电芯分选和模块组装 工作内容：设置分选机的分选参数，对电芯进行扫码、测试内阻、测试电压， 从分选机良品通道里面取出电芯，对于分选机不良品通里面的不合格电芯进行 标识隔离。 设备：分选机。 工装和工具：模块组装工作台。 工艺要求：内阻≤20mΩ，压差≤5mV，需同体系同等级电芯，且电芯无凸起 、凹陷、变形。
2.3热缩管裁切 工作内容：裁切热缩管至要求长度； 设备：热缩管裁切机； 工装和工具：无。
裁切机
三、详细工艺
2.4波纹管裁切 工作内容：裁切波纹管至要求长度； 设备：波纹管裁切机； 工装和工具：无。
波纹管裁切机
三、详细工艺
2.5电缆套管及热缩 工作内容：将裁切好的波纹管和热缩管套到电缆上，并利用热风枪热缩热缩管； 设备：无； 工装和工具：热缩枪 。
三、详细工艺
1.4 等离子清洗
工作内容：等离子清洗是使用等离子设备对组装后模块所有正负极进行清洁， 保证焊接质量。 设备：等离子清洗机。 工装和工具：模块定位夹具。 工艺要求：管控清洗速度及清洗时间，无明显异物。
锂离子动力电池生产工艺
锂离子动力电池生产工艺
锂离子动力电池生产工艺一般包括以下步骤：
1. 正极材料制备：正极材料是锂离子电池的核心部件之一，其制备通常包括混合、干燥、烧结、磨粉等步骤。
2. 负极材料制备：负极材料一般采用石墨材料，其制备包括粉碎、筛选、混合、涂布等步骤。
3. 电解液制备：锂离子电池的电解液一般为有机溶剂，如碳酸酯类、磷酸酯类等。
电解液制备包括混合、过滤、纯化等步骤。
4. 电池组装：将正、负极材料、电解液、隔膜等组装在一起，形成电池单体。
电池组装过程中需要注意材料的配比、温度控制、压力控制等。
5. 电池测试：对电池进行电性能测试，包括容量测试、循环寿命测试、温度性能测试等。
测试结果将用于产品质量控制和产品改进。
6. 封装和包装：将电池单体封装在保护壳中，添加保护电路和连接线，最终进行包装和标识。
包装过程中需要注意电池的安全性和稳定性。
动力电池及电池组PACK工艺精华介绍参考文档
三、电池pack工艺
连接工艺 导线锡焊工艺
电芯、保护板通过导线 锡焊连接，然后装配胶 壳
使用设备、工具:锡焊台 缺点：以产生锡珠、脱 焊，有安全隐患
三、电池pack工艺
连接工艺
镍片锡焊工艺
电芯、保护板通过镍片 锡焊连接，然后装配胶 壳
使用设备、工具:锡焊台 缺点：以产生锡珠、脱 焊，有安全隐患
锡焊
三、电池pack工艺
连接工艺
镍片点焊工艺
电芯、保护板通过镍片 金属点焊连接，然后装 配胶壳 使用设备、工具:金属点焊机
缺点：对产品设计及工艺要 求较高
优点：产品稳定、可靠，一 致性好
金属点焊
三、电池pack工艺
连接工艺
激光点焊工艺
电芯、保护板通过镍片 金属点焊连接，然后装 配胶壳 使用设备、工具:激光焊接机
聚合物 铝壳锂离子 钢壳锂离子 圆柱型电芯（锂离子、 镍氢）
电芯型号、规格
命名方法：按电池外观尺寸宽、厚、长
如：方形锂离子383450型号，就是指电芯实体部分宽
34mm厚3.8mm长50mm
3.8mm
50mm
34mm
电芯型号、规格
如：圆柱型18650型号，就是指电芯直径18mm长65mm
18mm
二、电池的组成
PTC 专业里面通常把正温度系数器件简称为PTC，电池产 品里PTC可以防止电池高温放电和不安全的大电流的 发生，根据电池的电压、电流密度特性和应用环境， 对PTC有专门的要求。
PTC是电池组件产品里一个非常重要的部件，对电 池的安全担负着重要使命，它本身的性能和品质也是 电池组性能和品质的一个重要因数。
主讲人：李伟光
前言 一、电池与电芯 二、电池的组成 三、电池pack工艺 四、电池pack生产流程
锂电池PACK工艺详解
该标准是国际民航组织对锂电池和电池组进行运输的安全要求，涵盖了锂电池的分类、标记、包装、试验和运输等方面的要求。
国际锂电池pack标准
GB/T 31241-2014
该标准主要规定了便携式设备用二次电池的安全性要求和测试方法，包括电池组、电池、充电器的安全性要求和测试方法。
GB/T 31467.3-2015
该政策主要提出了新能源汽车产业的发展目标、重点任务和政策措施，鼓励新能源汽车产业的发展，包括对锂电池行业的发展和管理。
相关法规与政策
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THANKS
电芯制作设备
包括半自动装配线、全自动装配线等。
电池组装设备
包括注塑机、焊接机、检测设备等。
电池封装设备
03
锂电池pack材料及选用
主要用于存储能量，是锂电池的主要构成材料之一。
正极材料
作用
包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等。
常见种类
高能量密度、良好的电化学性能和较低的自放电率。
特点
常见种类
包括石墨、钛酸锂、锡基材料、含氧复合物等。
该标准主要规定了便携式电子设备用二次电池的安全性要求和测试方法，包括电池组、电池、充电器的安全性要求和测试方法。
JEITA E95105-2018
《中华人民共和国能源法》
该法规对能源的开发、利用、生产、经营、管理等方面进行了规定，包括对锂电池行业的监管和管理。
要点一
要点二
《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》
循环寿命测试
05
锂电池pack设计优化与创新
结构设计优化
结构功能一体化
将电池结构与使用功能相结合，减少冗余设计，提高空间利用率和便捷性。
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。
动力电池生产工序
动力电池生产工序
动力电池的生产工序主要包括以下几个步骤：
1. 材料准备：准备电池所需的正负极材料，包括锂、钴、镍、锰等金属负极材料以及石墨、锂铁磷酸盐等金属氧化物正极材料。
同时准备电解液、隔膜材料等其他配套材料。
2. 材料处理：将正负极材料进行粉碎、混合、烘干等处理，使其达到特定的颗粒度和化学组合。
3. 电极制备：将正负极材料涂覆在导电铜箔上，形成正负极片。
然后将正负极片进行卷绕或层叠，形成电极组。
4. 装配电池：将电极组与隔膜材料、电解液等进行层叠，形成电池芯。
然后将电池芯与保护板、外壳等组件进行装配，形成完整的电池。
5. 充电、激活：对装配好的电池进行充电和激活，使其具备正常的性能和使用寿命。
6. 质检：对生产好的电池进行质量检查，包括电池容量、内阻、循环寿命等指标的测试。
7. 封装、包装：对合格的电池进行封装和包装，以保护电池不受外界损害，并便于运输和销售。
需要注意的是，不同类型的动力电池（如锂离子电池、钠离子
电池等）在生产工序上可能存在一些差异。
此外，动力电池的制造过程需要遵守严格的环境和安全操作规范，以确保产品质量和制造安全。
锂电池生产工艺
锂离子电池工艺流程正极混料●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。
●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。
当润湿角≤90度，固体浸湿。
当润湿角＞90度，固体不浸湿。
正极材料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿，所以正极粉料分散相对容易。
（2）分散方法对分散的影响：A、静置法（时间长，效果差，但不损伤材料的原有结构）；B、搅拌法；自转或自转加公转（时间短，效果佳，但有可能损伤个别材料的自身结构）。
1、搅拌桨对分散速度的影响。
搅拌桨大致包括蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。
一般蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对付分散难度大的材料或配料的初始阶段；球形、齿轮形用于分散难度较低的状态，效果佳。
2、搅拌速度对分散速度的影响。
一般说来搅拌速度越高，分散速度越快，但对材料自身结构和对设备的损伤就越大。
3、浓度对分散速度的影响。
通常情况下浆料浓度越小，分散速度越快，但太稀将导致材料的浪费和浆料沉淀的加重。
4、浓度对粘结强度的影响。
浓度越大，柔制强度越大，粘接强度越大；浓度越低，粘接强度越小。
5、真空度对分散速度的影响。
高真空度有利于材料缝隙和表面的气体排出，降低液体吸附难度；材料在完全失重或重力减小的情况下分散均匀的难度将大大降低。
6、温度对分散速度的影响。
适宜的温度下，浆料流动性好、易分散。
太热浆料容易结皮，太冷浆料的流动性将大打折扣。
●稀释。
将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。
1.1原料的预处理（1）钴酸锂：脱水。
动力电池组装工艺
动力电池组装工艺
动力电池的组装工艺一般包括以下几个步骤：
1. 正负极片材料准备：选用锂离子电池所需的正负极材料，如锂镍钴锰氧化物（NCM）和石墨材料。
然后对材料进行筛分、研磨等处理，以提高电池性能。
2. 正负极片涂覆：将正负极材料分别涂覆到铜箔或铝箔上，形成正负极片。
这个步骤需要精确控制涂覆的厚度和均匀性，以确保电池性能。
3. 组装电芯：将正负极片叠置在一起，并分别用隔膜（通常为聚丙烯膜）隔开，形成电芯结构。
然后将电芯卷成圆柱形或其他形状，最后将电芯密封。
4. 注液封装：将电芯放入电池壳体中，然后注入电解液（通常为含有锂盐的有机溶剂）。
电解液起到导电和反应媒介的作用，确保电池正常工作。
5. 测试与质检：对组装完成的电池进行电性能测试，包括电压、容量、内阻等指标。
同时进行外观质检，确保电池外观无缺陷。
6. 包装与成品检验：对通过质检的电池进行包装，一般采用塑料封装或金属包装。
然后进行成品检验，确保电池品质达标。
总体来说，动力电池组装工艺要求严格，需要控制好每个步骤
中的工艺参数和环境条件，以确保电池性能和安全性。
同时，还需关注工艺中的环保问题，避免材料的浪费和对环境的污染。
动力电池pack生产工艺流程
动力电池pack生产工艺流程动力电池PACK的生产工艺流程包括四个主要工艺，分别是装配、气密性检测、软件刷写和电性能检测。
装配工艺是将五大系统连接到一起，构成一个总成。
这个过程类似于传统燃油汽车的发动机装配工艺，使用螺栓、螺帽、扎带、卡箍、线束抛钉等连接件。
气密性检测工艺是为了保证电池PACK有很好的密封性。
这个过程分为热管理系统级的气密性检测和PACK级的气密性检测。
国际电工委员会规定动力电池PACK必须达到IP67等级。
软件刷写工艺是将BMS控制策略以代码的形式刷入到BMS中的CMU和BMU中。
这个过程使得电池测试和使用过程中采集的电池状态信息数据能够被电子控制单元进行数据处理和分析，最终向外界传递信息。
电性能检测工艺是在上述三个工艺完成后，即产品下线之前必做的检测工艺。
这个过程分为静态测试、动态测试和SOC调整。
国家对于新能源汽车动力的电性能要求是有规定的，如《GB/T-2015电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》。
GB/T-2015是电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法的标准，而GB/T.1-/T.2-/T.3-2015则是电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统的测试规程和安全性要求。
这些标准的出台旨在实现电动汽车产业的健康可持续发展。
动力电池PACK是电动汽车的核心能量源，主要由电芯、模块、电气系统、热管理系统、壳体和BMS等部分组成。
相对于消费电子电池PACK组装过程，动力电池PACK的自动化程度更高，技术要求也更高，属于技术密集型产业。
动力电池PACK的生产工艺流程包括贴片、电池焊接、固定、检测等多个环节，难以实现完全的自动化，因此属于劳动密集型的产业。
亚洲地区成为全球电池PACK组装基地的重要原因之一，台湾和大陆占据了全球消费电子电池PACK市场的主要份额，而随着大陆消费电子市场的崛起，大陆市场份额也越来越高。
中国的电池PACK产能在逐步扩大，XXX已成为宝马在德国之外最大的电池中心。
储能 动力电池 生产工艺
储能动力电池生产工艺
储能动力电池是以锂离子电池为主的一种电池，也是电动汽车中主要的能源储存方式。
储能动力电池的生产工艺可以分为以下几个步骤。
首先，需要准备电池的正负极材料和电解液。
正极材料通常采用锂铁磷酸盐、锂镍酸锰、锂钴酸锰等化合物，负极材料则通常采用石墨。
电解液通常是一种含有锂离子的有机液体。
接下来，需要将正负极材料制成电极片。
正极材料经过研磨和混料后，涂覆在铜箔上，负极材料也经过类似的工艺涂覆在铝箔上。
然后，正负极片分别进入烘箱中进行固化。
将电极片装配到电池壳体中。
通常情况下，电池壳体由两个壳体组成，正负极片分别与电池壳体的正负极接触。
接着，在电池壳体中注入电解液，保证电极片完全浸泡在电解液中。
装配电池的安全防护部件。
这些部件包括熔断器、保险丝等。
它们的作用是在电池发生异常情况时，阻止电流继续流动，从而减少电池的损坏。
进行电池的充放电测试。
在这个过程中，需要对电池进行多次充放电循环，以检验电池的性能和稳定性。
最后，需要对电池进行分容、分类和包装。
电池的分容是指根据电池的电容大小，将电池分成不同等级。
电池的分类是根据电池的性能和质量，将电池进行等级划分。
电池的包装则是将
电池放入特定的包装盒中，以便运输和销售。
总之，储能动力电池的生产工艺包括准备原材料、制作电极片、装配电池壳体、安装安全防护部件、充放电测试以及分容、分类和包装等多个步骤。
这些步骤的完成将会制造出高质量和性能稳定的储能动力电池。
锂电池的制造工艺流程
一、锂电池生产制造流程及核心设备（一）生产流程锂电池的生产工艺分为前、中、后三个阶段，前段工序的目的是将原材料加工成为极片，核心工序为涂布；中段目的是将极片加工成为未激活电芯；后段工序是检测封装，核心工序是化成、分容。
锂电设备按照电池生产制造流程，划分为前段设备、中段设备、后段设备。
前段设备价值占比约40%，其中涂布机价值占75%，辊压机价值大于分切机。
三元材料对前段设备的性能要求更高，前段设备价值占比会逐步增加。
中段设备价值占比约30%，其中卷绕机价值占比70%。
目前卷绕机市场集中度较高，CR3达到60%-70%。
卷绕机高端市场受到韩国KOEM和日本CKD的竞争，国内高端市占率50%。
后段设备价值占比约30%，其中化成分容系统占70%，组装占30%。
图片（二）前段：打造涂覆有正负极活性物质的极片1、前段工序前段工序主要包括浆料搅拌、正负极涂布、辊压、分切、极片制作和模切。
搅拌：先使用锂电池真空搅拌机，在专用溶剂和黏结剂的作用下，混合粉末状的正负极活性物质，经过高速搅拌均匀后，制成完全没有气泡的浆状正负极物质。
涂布：将制成的浆料均匀涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正、负极极片。
辊压：辊压机通过上下两辊相向运行产生的压力，对极片的涂布表面进行挤压加工，极片受到高压作用由原来蓬松状态变成密实状态的极片，辊压对能量密度的明显相当关键。
分切：将辊压好的电极带按照不同电池型号，切成装配电池所需的长度和宽度，要求在切割时不出现毛刺。
2、涂布机涂布的主要目的是将稳定性好、粘度好、流动性好的浆料，均匀地涂覆在正负极表面上。
其对锂电池的重要意义主要体现在一致性、循环寿命、安全性三方面。
在涂布过程中，若极片前、中、后三段位置正负极浆料涂层厚度不一致，或者极片前后参数不一致，则容易引起电池容量过低或过高，且可能在电池循环过程中形成析锂，影响电池寿命。
涂布过程要严格确保没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片中，如果混入杂物会引起电池内部微短路，严重时导致电池起火爆炸。
锂离子电池的生产技术与应用
锂离子电池的生产技术与应用目录：一、前言二、锂离子电池的生产技术三、锂离子电池的应用四、最新进展及未来展望五、结论一、前言随着科技的进步和社会发展，锂离子电池在生活中的应用越来越广泛。
从手机电池到电动汽车的动力电池，从智能手环到电动自行车，锂离子电池已经成为了现代生活中不可或缺的一部分。
在居民日常生活中，锂离子电池的应用使得电子产品使用更加便捷和普及。
在工业制造领域，锂离子电池代替了传统意义上动力蓄电池等大型能量存储设备，技术更加先进，使用更加便捷，具有更加广泛的应用前景。
二、锂离子电池的生产技术锂离子电池的生产技术主要包括三种：正极、负极和电解液的制造工艺。
其中，正极、负极和电解液是构成锂离子电池的三大基本材料。
正极和负极是锂离子电池的核心部分，分别由锂铁磷酸、三元材料和石墨材料制成；电解液由电解质、溶剂、添加剂等多种组分组成，形成完整的锂离子电池。
1.正极材料的制造工艺正极材料是锂离子电池最重要的部位，在过去的几十年里，正极材料技术一直在不断发展。
正极材料的制造需要准确的工艺技术、优秀的材料选用和严格的质量控制。
当前，常用的正极材料有锰酸锂、钴酸锂、三元材料和锂铁磷酸材料四种。
其中，三元材料的工艺复杂度较高，在生产过程中稳定性也要求较高，成本也更高，但其优点是能量密度和循环性能都优于其他材料。
锂铁磷酸材料虽然在能量密度方面比三元材料稍低，但其安全性和寿命较高，成本也较低，深受市场欢迎。
2.负极材料的制造工艺锂离子电池的负极材料主要由纯度较高的石墨材料制成，其生产工艺主要包括浆料制备、涂布、烘干、成型等多个环节。
锂离子电池的负极材料具有优异的耐腐蚀、强度高、比表面积大等优势，可以保证锂离子电池的长期使用寿命。
3.电解液材料的制造技术电解液是锂离子电池的重要组成部分，其主要功能是在电池内部传输离子，同时还具有保护电池内部的作用。
电解液的主要组成成分包括电解质、溶剂、添加剂等。
在电解质的选择上，电解质的性质会直接影响到电池的性能。
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。
锂离子电池制造工艺
锂离子电池制造工艺据涂布在线了解，差异主要来自于设备供应商不同、进口/国产比例差异等，工艺流程基本一致，价值量占比有偏差但总体符合该比例。
锂电生产前段工序对应的锂电设备主要包括真空搅拌机、涂布机、辊压机等;中段工序主要包括模切机、卷绕机、叠片机、注液机等;后段工序则包括化成机、分容检测设备、过程仓储物流自动化等。
除此之外，电池组的生产还需要Pack自动化设备。
锂电前段生产工艺：极片制造关系电池核心性能锂电池前端工艺的结果是将锂电池正负极片制备完成，其第一道工序是搅拌，即将正、负极固态电池材料混合均匀后加入溶剂，通过真空搅拌机搅拌成浆状。
配料的搅拌是锂电后续工艺的基础，高质量搅拌是后续涂布、辊压工艺高质量完成的基础。
涂布和辊压工艺之后是分切，即对涂布进行分切工艺处理。
如若分切过程中产生毛刺则后续装配、注电解液等程序、甚至是电池使用过程中出现安全隐患。
因此锂电生产过程中的前端设备，如搅拌机、涂布机、辊压机、分条机等是电池制造的核心机器，关乎整条生产线的质量，因此前端设备的价值量(金额)占整条锂电自动化生产线的比例最高，约35%。
锂电中段工艺流程：效率先行，卷绕走在叠片之前锂电池制造过程中，中段工艺主要是完成电池的成型，主要工艺流程包括制片、极片卷绕、模切、电芯卷绕成型和叠片成型等，是当前国内设备厂商竞争比较激烈的一个领域，占锂电池生产线价值量约30%。
目前动力锂电池的电芯制造工艺主要有卷绕和叠片两种，对应的电池结构形式主要为圆柱与方形、软包三种，圆柱和方形电池主要采用卷绕工艺生产，软包电池则主要采用叠片工艺。
圆柱主要以18650和26650为代表(Tesla单独开发了21700电池、正在全行业推广)，方形与软包的区别在于外壳分别采用硬铝壳和铝塑膜两种，其中软包主要以叠片工艺为主，铝壳则以卷绕工艺为主。
据涂布在线了解，软包结构形式主要面向中高端数码市场，单位产品的利润率较高，在同等产能条件下，相对利润高于铝壳电池。
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电池包的常用术语
额定能量：单位为KWh， 计算方法为“电芯容量*电芯电压=额定能量”，拿1颗18650电芯举例，3000mAh*3.7 （18650电芯电压）=11100mWh=11.1Wh。ES8为67KWh。
额定容量：单位为Ah， 这个是厂商实际放电所得出来的实际放电电量值。ES8为192Ah。 能量密度：单位为KWh/kg，计算公式为 额定能量/重量，ES8为134.68Wh/kg。2017年国家新能源补贴政策要求
石墨烯的微观构造，是一个由碳原子所组成的网状结构。因为具有极限的薄度(只有一层原子的厚度)， 所以阳离子的移动所受限制很小。同时正因为具有网状结构，由石墨烯所制成的电极材料也拥有充分的孔 洞。 从这个方面看，石墨烯无疑是一种非常理想的电极材料。
位于美国纽约州的伦斯勒理工学院(RPI，Rensselaer Polytechnic Institute)的研究者的研究表明：使 用石墨烯作为电池的阳极材料，其充放电速度将超过锂离子蓄电池的10倍。
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常见电动汽车对比
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市场份额
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江淮华霆生产过程
江淮华霆具有自主设计BMS的能力，是江淮新能源、云度新能源动力电池的供应商。其使用的电芯主要为深 圳比克的18650电芯，除此之外还在研制21700电芯。
铝板焊接正极 铝镍导电条
铝板焊接负极 导电片
支架自动涂胶
安装电芯
安装冷却水路 （液冷）
电芯与铝板焊接
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钛酸锂电池
钛酸锂电池是一种用作锂离子电池负极材料-钛酸锂，可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成 2.4V或1.9V的锂离子二次电池。此外，它还可以用作正极，与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电 池。钛酸锂具有高安全性、高稳定性、长寿命和绿色环保的特点。 优点 采用电动车辆取代燃油车辆是解决城市环境污染的最佳选择，其中锂离子动力电池引起了研究者的广泛关 注.为了满足电动车辆对车载型离子动力电池的要求，研制安全性高、倍率性能好且长寿命的负极材料是 其热点和难点。 商业化的锂离子电池负极主要采用碳材料，但以碳做负极的锂电池在应用上仍存在一些弊端： 1、过充电时易析出锂枝晶，造成电池短路，影响锂电池的安全性能; 2、易形成SEI膜而导致首次充放电效率较低，不可逆容量较大; 3、即碳材料的平台电压较低(接近于金属锂)，并且容易引起电解液的分解,从而带来安全隐患。 4、在锂离子嵌入、脱出过程中体积变化较大，循环稳定性差。 与碳材料相比，尖晶石型的Li4Ti5O12具有明显的优势： 1、它为零应变材料，循环性能好; 2、放电电压平稳，而且电解液不致发生分解，提高锂电池安全性能; 3、与炭负极材料相比，钛酸锂具有高的锂离子扩散系数(为2 *10-8cm2/s)，可高倍率充放电等。 4、钛酸锂的电势比纯金属锂的高，不易产生锂枝晶，为保障锂电池的安全提供了基础。 缺点 1、相对其他类型的锂离子动力电池能量密度会低一些。 2、胀气问题一直阻碍着钛酸锂电池的应用。 3、相对其他类型的锂离子动力电池价格偏高。 4、电池一致性仍存在差异，随着充放电次数的增加电池一致性差异会逐渐增大。
高温性能差 安全性差 生产技术门槛高
钴价格昂贵
适用于 客车、大巴、混动
高性能电动乘用车
能量密度低 电解质相容性差
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锂电池的分类及对比
下面就安全性、能量密度、单体标称电压、使用寿命、应用成本、低温衰减能力等方面分析磷酸铁锂电池和三元锂 电池优劣。 安全性： 三元锂电池：三元锂电池如果内部短路或是正极材料遇水，都会有明火产生。所以一般三元锂电池都会有一层钢壳 保护。特斯拉给电池组进行了全方位的保护，但是在极端的碰撞事故中，起火隐患还是有的。 磷酸铁锂电池：磷酸铁锂电池则要稳定许多，电池板就算是穿刺、短路也不会爆炸燃烧，遭到350℃的高温也不会起 火（三元锂电池在180-250℃就扛不住了）。所以在安全性能上，磷酸铁锂电池略胜一筹。 能量密度： 三元锂电池：三元锂电池的能量密度大，电压更高，所以同样重量的电池组电池容量更大，车子跑的距离也就更远， 速度也能更快。 使用寿命： 三元锂电池：三元锂电池的理论寿命是2000次充放电循环，但在实际使用中，当进行900次的充放电循环后，电池 容量就基本衰减到了55%。但如果每次电池充放电都控制在0%-50%或者25%-75%的循环中工作，即使经过3000 次的充放电循环，电池容量基本还能能够保持在70%左右，但这需要非常优秀的电池管理系统。 磷酸铁锂电池：磷酸铁锂电池即便是经过3000次0-100%的充放电使用，容量也才会衰减到80%，所以磷酸铁锂电 池的电池管理系统就没那么复杂，也就进一步降低了整车研发成本。 应用成本： 中国的锂矿、氧化铁磷酸盐储量丰富，制造磷酸铁锂电池有优势。而我国缺乏钴矿，制造必须采用钴元素的三元锂 电池会有些困难。所以，我国许多车企（包括电池企业）发展磷酸铁锂电池是很现实的。 所以，现在市面上采用三元锂电池的电动车，动力电池基本都是国外品牌产品（日本松下，韩国SK等），价格也相 应要比采用磷酸铁锂电池的车型（同级别）贵一些。 低温衰减能力： 三元锂电池在低温时的放电性能要优于磷酸铁锂电池。
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锂电池的分类及对比
锂离子电池是指正负极采用锂离子化合物的二次电池 锂电池的性能主要取决于正负极材料，常见的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元锂、磷酸铁锂。 能量密度、成本、安全性、热稳定性、循环寿命是动力锂电池的5个关键指标
正极材料 能力密度
钴酸锂
150
LCO
磷酸铁锂 150 LFP
电压平台 3.7 3.3
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石墨烯电池
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层 厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。
石墨烯电池，利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电 池。
从微观的角度看蓄电池的充放电过程，实际上是一个阳离子在电极中“镶嵌”和“脱离”的过程。所 以，如果电极材料中的孔洞越多，则这个过程进行的越迅速。在宏观的角度看则表现为蓄电池充放电的速 度越快。
镍钴铝酸 170
3.7
锂
NCA
镍钴锰酸 160
3.6
锂
NCM
锰酸锂
120
3.8
LMO
优点
充放电稳定 生产工艺简单
价格低 无污染 安全性高 循环寿命长
能量密度高 低温性能好
循环性能好 能量密度高 低温性能好 大倍率充电
锰资源价格便宜 安全性能好
缺点
钴价格昂贵 循环寿命较低
能量密度低/容量低 低温性能差 电压平台太长太平，使得soc估 计变得异常困难
纯电动乘用车动力电池系统的质量能量密度不低于90Wh/kg，对高于120Wh/kg 的按 1.1倍给予补贴 DOD：是指电池放出的容量占额定容量的百分数； 即循环深度,100%DOD,即电池每次放出的容量为100%,严格意
义上来说或者按国标来说,这里的100%是指电池实际容量的100%,但是,有很多厂家为了数据好看,他指的是 电池标称容量的100%,100%DOD的另外两个参数是终止电压和终止容量 SOC：剩余电量与额定电量的比值state of capacity SOH：表示电池可以储存电荷的能力 SOF(state of function)蓄电池功能状态，为SOC（state of charge）和SOH(state of health)的合集，主要表 示对蓄电池剩余电量和寿命的概念 充电倍率：是指电池充电的电流值，它在数值上等于额定容量的倍数。通常用C表示。
焊接检验
装外壳-模块 完成
模块组装连接 为模组
模组电极间电 阻检验
模组装入 PACK壳体
安装BMS， PDC，充电控 制模块风扇，
水管等附件
终检（气密、 压差、充放电、 温度、容量）
关键工序
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“石墨烯电池或将引领改革：充电10分钟跑1000公里” 报道：西班牙Graphenano公司(一家以工业 规模生产石墨烯的公司)同西班牙科尔瓦多大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池，其储电量是目前市 场最好产品的三倍，用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里，而其充电时间不到8分钟。虽然此 电池具有各种优良的性能，但其成本并不高。Graphenano公司相关负责人称，此电池的成本将比锂电池 低77%，完全在消费者承受范围之内。此外，在汽车燃料电池等领域，石墨烯还有望带来革命性进步。
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固态电池
固态电池是一种使用固体电极和固体电解液的电池。固态电池一般功率密度较低，能量密度较高。由于 固态电池的功率重量比较高，所以它是电动汽车很理想的电池 。 2020年固态电池技术研发有望取得突破性进展，在成本、能量密度和生产过程等方面进一步赶超锂离子 电池技术。 2030年，锂离子电池将不再是电动汽车电池主流，但其在某些电子原件领域仍有一席之地。 传统的液态锂电池又被科学家们形象地称为“摇椅式电池”，摇椅的两端为电池的正负两极，中间为电 解质（液态）。而锂离子就像优秀的运动员，在摇椅的两端来回奔跑，在锂离子从正极到负极再到正极 的运动过程中，电池的充放电过程便完成了。 固态电池的原理与之相同，只不过其电解质为固态，具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一 端，传导更大的电流，进而提升电池容量。因此，同样的电量，固态电池体积将变得更小。不仅如此， 固态电池中由于没有电解液，封存将会变得更加容易，在汽车等大型设备上使用时，也不需要再额外增 加冷却管、电子控件等，不仅节约了成本，还能有效减轻重量。 而且固态电池还有另一项优势——在事故中损坏时不易爆炸或起火。要知道的是，在此之前，在新能源 汽车领域与特斯拉同样享有盛名的菲斯科，后来之所以会破产并慢慢销声匿迹，在很大程度上就是因为 其频繁出现的电池起火事件以及其他故障。 现在最具考验的地方在于价格。液态锂电池的成本大约在200~300美元/千瓦时，如果使用现有技术制造 足以为智能手机供电的固态电池，其成本会达到1.5万美元，而足以为汽车供电的固态电池成本更是达到 令人咋舌的9000万美元。