锂电池制造工艺培训

电池培训教材
制程过程控制点— 4
刮粉
将极片上无效位置和极耳位置的覆料刮除
潜在问题
①刮粉尺寸不准—造成电池装配难度增加，甚至使正负极根本 无法吻合，引起电池的安全问题
②刮伤基体—导致断片或形成毛刺，严重时会引起电池的安全 问题
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制程过程控制点— 5
对辊
增加电极活性物质的密度并使表面平整
潜在问题
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电池分类
锌锰
一次电池
(原电池）
碱锰
电池
二次电池
（充电电池）
锂锰等 镍—镉
镍—氢
锂离子电池等
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电池相关术语
● 容量
● 内阻
● 工作电压
● 循环寿命
● 自放电
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锂离子电池反应机理
LiCoO2+C
LiC6+LixCoO2
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锂离子电池设计原则
一、锂离子容量即含量，正极活性物质的量决定容量。 ►LiCoO2+C LiC6+LixCoO2
点胶
加强电池封口处的密封性
潜在问题
胶水配制不当或操作不当—影响电池的外观
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制程过程控制点—35
出货测电压
检测电池的自放电情况
潜在问题
测量不准—有自放电较大电池直接出货，在使用过程中可能出
现安全问题
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①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
②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
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制程过程控制点—6
分条
按型号要求剪裁极片
潜在问题
①切口有毛刺—引起电池短路、自放电甚至出现安全问题 ②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
路或安全问题，正极活性物质被贴住会影响容量
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制程过程控制点—10
极片烘烤
除去极片中的水分
潜在问题
①温度过高—极片变脆，引起极片掉粉或电池短路，导致电池 自放电大甚至安全问题
②温度过低—极片除水不净，导致电池容量低、内阻不稳定、 循环差及尺寸异常
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制程过程控制点—11
卷绕
隔膜良好绝缘的基础上正负极良好地叠合
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制程过程控制点—2
搅拌
使各种原材料充分分散
潜在问题
①搅拌不均匀—引起电池局部不均匀，可能导致电池的容量、 内阻和循环寿命的异常甚至安全问题。 ②搅拌过程中有杂质混入—影响电池性能
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制程过程控制点— 3
拉浆
使浆料均匀地涂覆在基体表面并烘干
潜在问题
①拉浆厚度不稳定/拉浆机调试不到位—引起电池的局部不均匀， 可能导致电池的容量和循环寿命的异常甚至安全问题 ②温度不稳定—极片烘不干引起掉粉或过热影响极片的粘接性 能
②恒压电压不准
a、电压偏高会导致电池过充，影响电池性能和分容准确度，极 端时可能出现爆炸
b、电压偏低会导致电池充电不足，影响电池分容的准确度
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制程过程控制点—30
储存
检测电池的自放电情况
潜在问题
温度对储存结果有影响
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制程过程控制点—31
抛光
清理电池表面
潜在问题
①抛光不良—影响电池的外观
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制程过程控制点—24
测短路
检出短路电池
潜在问题
漏检或误检—短路或微短路的电池都会出现自放电大的情况，
严重时还会在充放电时出现爆炸
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制程过程控制点—25
注液
真空状态下定量注入电解液
潜在问题
①注液量不准—注液量过多会导致电池漏液和鼓壳，过少会导
致电池容量不足、内阻偏大、平台低及循环性差等问题
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制程过程控制点—7
正极焊接
使极片和极耳良好连接在一起
潜在问题
虚焊—电池断路或内阻偏大
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制程过程控制点—8
负极焊接
使极片和极耳良好连接在一起
潜在问题
铆接不牢—电池内阻增大甚至无穷大
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制程过程控制点—9
正负极贴胶纸
封住极耳部位可能存在的毛刺
潜在问题
贴的位置不当，露出毛刺或贴住活性材料—毛刺引起电池的短
潜在问题
①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
②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
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制程过程控制点—12
捏扁
将圆卷芯折成方形卷芯
潜在问题
捏扁时位置不对—使极耳偏离设计位置，引起套壳和盖板焊接
困难
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制程过程控制点—13
压扁
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制程过程控制点—22
测气密性
监测焊接效果
潜在问题
出现漏检或误检—影响电池的注液并出现盖底板漏液
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制程过程控制点—23
烘电池
除去电池中的水分
潜在问题
①温度失控—温度偏高会损坏电池，温度过低会影响水分的去
除，导致电池容量低、内阻不稳定、循环差及尺寸异常等问题
②抽真空时不达标—真空度不够会影响电池中水分的去除
点盖板
固定盖帽方便焊接
潜在问题
虚焊或炸火—虚焊会引起盖帽脱落，影响下步操作；炸火会导
致外观不良
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制程过程控制点—20
激光焊接
使电池壳和盖帽无缝连接
潜在问题
①焊接功率不稳定—容易出现焊接漏点，引起电池漏气或漏液
②焊接时有杂物炸火—引起电池漏气或漏液并影响电池外观
③焊接定位不良—导致电池焊接合格率低并影响电池外观
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锂离子电池设计原则
五、锂离子电池过充时一方面损坏正极结构，影响寿命；另一 方面析出锂枝晶，引起安全问题。 ►LiCoO2+C＋H2O LiC6+LiyCoO2+ Li
六、锂离子电池短路时产生极大电流可能会伤害人，而且容易 引起电池的安全问题。 电池短路瞬间电流： I=U/R=4.2/0.06=700A
二、正极过量会析出锂枝晶，易产生安全问题，所以负极比正
极稍微过量。
►LiCoO2+C LiC6+LixCoO2+ Li
三、电解液起到运输锂离子的作用，因此量必须保证。
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锂离子电池设计原则
四、水分会消耗锂离子，影响容量，同时产生气体造成鼓壳； 同时可能和电解质反应，影响电池的循环、平台等，所以锂离 子电池不能有水分。 ►LiCoO2+C＋H2O ►LiPF6＋H2O LiC6+LixCoO2+LiOH+H2 LiF+PF3O+HF
套壳
将电芯完好无损地装电池壳中
潜在问题
套破—使电池短路或自放电大，具有安全隐患
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制程过程控制点—16
焊正极耳
使正极耳和盖帽良好连接在一起
潜在问题
虚焊—导致电池断路或内阻偏大
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制程过程控制点—17
焊负极耳
使负极耳和钢壳良好连接
潜在问题
虚焊—导致电池断路或内阻偏大
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制程过程控制点—19
②定点抛光时间过长—电池过热影响电池的各项性能
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制程过程控制点—32
测电压
检测电池的自放电情况
潜在问题
测量不准—有自放电较大电池混入下一工序，电池在使用过程
中可能出现安全问题
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制程过程控制点—33
单充电
将电池荷电50%
潜在问题
电压控制不准—容易引起出货时的误判
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制程过程控制点—34
使电池芯叠层紧密，方便套壳
潜在问题
压力过大或过小—压力过大易导致电芯压坏短路，压力过小使
电芯压不到位，影响下步操作
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制程过程控制点—14
贴上下胶纸
避免电池芯和壳体或盖板间的短路
潜在问题
位置不当—在电池受外界震动或碰撞时不能完全避免电池的内
部短路，容易出现安全问题
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制程过程控制点—15
②注液时与外界隔离效果差—容易导致电池内含水量增加，引
起电池容量低、内阻大、平台低及循环性差等问题
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制程过程控制点—26
储存
使电解液充分渗透
潜在问题
储存时环境控制不好—容易使电池吸水，引电池各项性能异常
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制程过程控制点—27
预充
使电池在小电流的状态下活化
潜在问题
电流和时间控制不好— ①电池充电不到位引起后续判断不准甚至电池鼓壳
人体承受的正常电流： I=U/R=36/800=0.045A
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锂离子电池设计原则
七、隔膜纸起着隔离的作用，一定不能破损，否则正、负极直 接短路会带来安全问题。 正 极
放 电
隔膜纸
充 电
负极
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制程过程控制点—1
正负极材料热处理
通过高温除去材料中的杂质和水分
潜在问题
①温度偏高—正极材料结块 ②温度偏低—水分和杂质去除不干净，导致所有水分引起的 问题。
②预充前后时间控制不当会使电池内含水量增加，引起电池容
量低、内阻大、平台低及循环性差等问题
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制程过程控制点—28
测电压
检测电池的自放电情况
潜在问题
电压测量不准—对自放电电池检定出错，易在分容过程中出现
爆炸的异常情况
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制程过程控制点— 29
分容
检测电池的容量
潜在问题
电流和时间控制不好— ①放电电流不准—影响电池的分容准确度，出现误判现象