鋰電池基礎知識

2021-03-03 23:29:23 字數 4584 閱讀 4727

基礎知識!!!

鋰離子電池原理及工藝流程

一、原理

1.0 正極構造

licoo2(鈷酸鋰)+導電劑(乙炔黑)+粘合劑(pvdf)+集流體(鋁箔) 正極

2.0 負極構造

石墨+導電劑(乙炔黑)+增稠劑(cmc)+粘結劑(sbr)+ 集流體(銅箔) 負極

3.0工作原理

3.1 充電過程

如上圖乙個電源給電池充電,此時正極上的電子e從通過外部電路跑到負極上,正鋰離子li+從正極「跳進」電解液裡,「爬過」隔膜上彎彎曲曲的小洞,「游泳」到達負極,與早就跑過來的電子結合在一起。

正極上發生的反應為

licoo2=充電=li1-xcoo2+xli++xe(電子)

負極上發生的反應為

6c+xli++xe*****lixc6

3.2 電池放電過程

放電有恆流放電和恒阻放電,恆流放電其實是在外電路加乙個可以隨電壓變化而變化的可變電阻,恒阻放電的實質都是在電池正負極加乙個電阻讓電子通過。由此可知,只要負極上的電子不能從負極跑到正極,電池就不會放電。電子和li+都是同時行動的,方向相同但路不同,放電時,電子從負極經過電子導體跑到正極,鋰離子li+從負極「跳進」電解液裡,「爬過」隔膜上彎彎曲曲的小洞,「游泳」到達正極,與早就跑過來的電子結合在一起。

二、工藝流程

三、電池不良專案及成因:

1.容量低

產生原因:

a. 附料量偏少; b. 極片兩面附料量相差較大; c. 極片斷裂;

d. 電解液少; e. 電解液電導率低; f. 正極與負極配片未配好;

g. 隔膜孔隙率小; h. 膠粘劑老化→附料脫落; i.卷芯超厚(未烘乾或電解液未滲透)

j. 分容時未充滿電; k. 正負極材料比容量小。

2.內阻高

產生原因:

a. 負極片與極耳虛焊; b. 正極片與極耳虛焊; c. 正極耳與蓋帽虛焊;

d. 負極耳與殼虛焊; e. 鉚釘與壓板接觸內阻大; f. 正極未加導電劑;

g. 電解液沒有鋰鹽; h. 電池曾經發生短路; i. 隔膜紙孔隙率小。

3.電壓低

產生原因:

a. 副反應(電解液分解;正極有雜質;有水); b. 未化成好(sei膜未形成安全);

c. 客戶的線路板漏電(指客戶加工後送回的電芯); d. 客戶未按要求點焊(客戶加工後的電芯);

e. 毛刺; f. 微短路; g. 負極產生枝晶。

4.超厚

產生超厚的原因有以下幾點:

a. 焊縫漏氣; b. 電解液分解; c. 未烘乾水分;

d. 蓋帽密封性差; e. 殼壁太厚; f. 殼太厚;

g. 卷芯太厚(附料太多;極片未壓實;隔膜太厚)。

5.成因有以下幾點

a. 未化成好(sei膜不完整、緻密); b. 烘烤溫度過高→粘合劑老化→脫料; c. 負極比容量低;

d. 正極附料多而負極附料少; e. 蓋帽漏氣,焊縫漏氣; f. 電解液分解,電導率降低。

6.**

a.分容櫃有故障(造成過充); b. 隔膜閉合效應差; c. 內部短路

7.短路

a. 料塵; b. 裝殼時裝破; c. 尺刮(小隔膜紙太小或未墊好);

d. 捲繞不齊; e. 沒包好; f. 隔膜有洞; g. 毛刺

8.斷路

a)極耳與鉚釘未焊好,或者有效焊點面積小;

b)連線片斷裂(連線片太短或與極片點焊時焊得太靠下)

四、各工序控制重點

(一) 配料:

1.溶液配製:

a)pvdf(或cmc)與溶劑nmp(或去離子水)的混合比例和稱量;

b)溶液的攪拌時間、攪拌頻率和次數(及溶液表面溫度);

c)溶液配製完成後,對溶液的檢驗:粘度(測試)\溶解程度(目測)及擱置時間;

d)負極:sbr+cmc溶液,攪拌時間和頻率。

2.活性物質:

a)稱量和混合時監控混合比例、數量是否正確;

b)球磨:正負極的球磨時間;球磨桶內鋼珠與混料的比例;鋼球中大球與小球的比例;

c)烘烤:烘烤溫度、時間的設定;烘烤完成後冷卻後測試溫度。

d)活性物質與溶液的混合攪拌:攪拌方式、攪拌時間和頻率。

e)過篩:過100目(或120目)分子篩。

f)測試、檢驗:

對漿料、混料進行以下測試:固含量、粘度、混料細度、振實密度、漿料密度。

(二)拉漿

1.集流體的首檢:

a)集流體規格(長寬厚)的確認;

b)集流體標準(實際)重量的確認;

c)集流體的親(疏)水性及外觀(有無碰傷、劃痕和破損)。

2.敷料量(標準值、上、下限值)的計算:

a)單面敷料量(以接近此標準的極片厚度確定單面厚度);

b)雙面敷料量(以最接近此標準的極片厚度確定雙面的極片厚度。)

3.漿料的確認:是否過稠(稀)\流動性好,是否有顆粒,氣泡過多,是否已乾結.

4.極片效果:

a)比重(片厚)的確認;

b)外觀:有無劃線、斷帶、結料(滾輪或極片背面)是否積料過厚,是否有未乾透或烤焦,有無露銅或異物顆粒;

5.裁片:規格確認有**刺,外觀檢驗。

(三)製片(前段):

1.刮片:

a)來料規格(長寬厚)型號、外觀確認;

b)與該型號相對應的刮法(刮紙)確認;

c)刮去的掉的尺寸和刮後極片外觀(摺痕、掉料、破損、浮料、未刮淨、未擦淨等);

2.分片:

a)刀口規格、大片極片的規格(長寬)、外觀確認;

b)分出的小片寬度;

c)分出的小片有**刺、起皺、或裁斜、掉料(正)。

3.分檔稱片:

a)稱量有無錯分;

b)外觀檢驗:尺寸超差(極片尺寸、刮後效果尺寸、掉料、摺痕、破損、浮料、未刮淨等)。

4.烘烤:

a)烤箱溫度、時間的設定;

b)放n2、抽真空的時間性效果(目測儀表)及時間間隔。

5.壓片:

a)確認型號和該型號正、負極片的標準厚度;

b)最高檔次極片壓片後(no.1或no.1及no.2)的厚度、外觀有無變形、起泡、掉料、有無粘機、壓疊。

c)極片的強度檢驗;

(四)製片後段:

1.鋁帶、鎳帶的長度、寬度、厚度的確認;

2.鋁帶、鎳帶的點焊牢固性;

3.膠紙必須按工藝要求的公差長度貼上;

4.極片表面不能有粉塵。

(五)蓋帽

1.裁連線片:測量尺寸規格、檢查有**刺、壓傷;

2.清洗連線片:檢查連線片是否清洗乾淨;

3.連線片退火:檢查有無用石墨粉覆蓋,烤爐溫度,放入取出時間;

4.組裝蓋帽:檢查各種配件是否與當日型號相符,裝配是否到位;

5.沖壓蓋帽:檢查沖壓高度及外觀;

6.全檢:對前工序員工自檢檢查的效果進行複核,防止不良品流入下一工序;

7.折連線片:檢查有無漏折、斷裂、有無折到位;

8.點蓋帽:檢查有無漏點、虛點、點穿;

9.全檢:對前工序員工自檢檢查的效果進行複核,防止不良品流入下一工序;

10.套套管:檢查尺寸、套管位置;

11.烘烤:烘烤溫度、時間、烘烤效果。

(六)捲繞

1.各型號的識別、隔膜紙、捲尺的規格、鋼(鋁)殼的捲繞注意事項;

2.結存極片的標識狀態;

3.點負極的牢固度(鋼、鋁殼);鋁殼正極的牢固性、負極的外觀;

4.絕緣墊片的放置;

5.折、壓合蓋帽(鋁殼)注意雜物外露和鋁殼外觀的維護;

6.定蓋工位:偏移度。

注意先下拉先生產。

(七)焊接

1.鋼、鋁殼電池焊接時注意沙孔;

2.焊接鋁殼的除錯、焊接時抽查的測試;

3.檢漏工位;

4.打膠。

注意先下拉先生產。

(八)注液

1.各種型號注液量;

2.手套箱內的濕度和室內濕度;

3.電池水分測試及放氣和抽真空時間;

4.烘烤前電池在烤箱放置注意事項;

5.烘烤12小時後電池上下層換位;

6.電池注液前後的封口。

(九)檢測

1.分容、化成引數的設定;

2.化成時電解液流出員工有沒有及時擦掉;

3.監督生產部新員工的操作;

4.注液組下來的電芯上注液孔是否有膠紙脫落;

5.各種實驗電池是否明顯標識區分;

6.提前亮燈的點要查明原因;

7.**後該點的校對;

8.鋼、鋁殼櫃的區分;

9.封口時哪些型號要倒轉來擠壓

10.封口擠壓是否使鋁電芯變形;

11.封口後上否及時清洗;

12.夾具頭是否清潔,是否有鏽蝕;

13.連線電腦的櫃子**後電壓的查詢,該點電壓電流曲線的情況匯的;

14.擱置、老化和封口區的環境溫濕度。

(十)包裝

1.對有的客戶抱怨過容量低的要加2分鐘容量;

2.對天宇這個客戶要控制尺寸的下限;

3.型號電池更改時是否清理整條拉,防止混料;

4.檢出的不良品是否用紅色周轉盒子裝,是否明顯標識;

5.訂單上有特別要求的是否得到員工的理解和執行;

6.噴碼內容是否正確,噴碼方向和位置是否正確;

7.壓板和鉚釘上是否有膠;

8.檢測儀器是否在有效期內,防止失準儀器**上使用(針對所有工位)。

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