精品锂离子电池工艺流程.docx
- 文档编号:11363161
- 上传时间:2023-05-31
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:19.36KB
精品锂离子电池工艺流程.docx
《精品锂离子电池工艺流程.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《精品锂离子电池工艺流程.docx(9页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
精品锂离子电池工艺流程
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。
一般用120oC常压烘烤2小时左右。
(2)导电剂:
脱水。
一般用200oC常压烘烤2小时左右。
(3)粘合剂:
脱水。
一般用120-140oC常压烘烤2小时左右,烘烤温度视分子量的大小决定。
(4)NMP:
脱水。
使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施,直接使用。
2.1.2物料球磨
a)将LiCoO2Super-P倒入料桶,同时加入磨球(干料:
磨球=1:
1),在滚瓶及上进行球磨,转速控制在60rmp以上;
b)4小时结束,过筛分离出球磨;
1.3操作步骤
a)将NMP倒入动力混合机(100L)至80℃,称取PVDF加入其中,开机;
参数设置:
转速25±2转/分,搅拌115-125分钟;
b)接通冷却系统,将已经磨号的正极干料平均分四次加入,每次间隔28-32分钟,第三次加料视材料需要添加NMP,第四次加料后加入NMP;
动力混合机参数设置:
转速为20±2转/分
c)第四次加料30±2分钟后进行高速搅拌,时间为480±10分钟;
动力混合机参数设置:
公转为30±2转/分,自转为25±2转/分;
a)真空混合:
将动力混合机接上真空,保持真空度为-0.09Mpa,搅拌30±2分钟;
动力混合机参数设置:
公转为10±2分钟,自转为8±2转/分
b)取250-300毫升浆料,使用黏度计测量黏度;
测试条件:
转子号5,转速12或30rpm,温度范围25℃;
将正极料从动力混合机中取出进行胶体磨、过筛,同时在不锈钢盆上贴上标识,与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。
1.4注意事项
a)完成,清理机器设备及工作环境;
b)操作机器时,需注意安全,避免砸伤头部。
2负极混料
2.1原料的预处理:
(1)石墨:
A、混合,使原料均匀化,提高一致性。
B、300~400℃常压烘烤,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(有些材料为保持表面特性,不允许烘烤,否则效能降低)。
(2)水性粘合剂:
适当稀释,提高分散能力。
★掺和、浸湿和分散:
★
(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)应适当降低搅拌浓度,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。
如条件允许应该适当升高搅拌温度,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,排除气体,促进固-液吸附,效果更佳。
★(6)分散原理、分散方法同正极配料中的相关内容
稀释:
将浆料调整为合适的浓度,便于涂布。
2.2物料球磨
a)将负极和Super-P倒入料桶同时加入球磨(干料:
磨球=1:
1.2)在滚瓶及上进行球磨,转速控制在60rmp以上;
b)4小时结束,过筛分离出球磨;
2.3操作步骤
a)纯净水加热至至80℃倒入动力混合机(2L)
b)加CMC,搅拌60±2分钟;
动力混合机参数设置:
公转为25±2分钟,自转为15±2转/分;
c)加入SBR和去离子水,搅拌60±2分钟;
动力混合机参数设置:
公转为30±2分钟,自转为20±2转/分;
d)负极干料分四次平均顺序加入,加料的同时加入纯净水,每次间隔28-32分钟;
动力混合机参数设置:
公转为20±2转/分,自转为15±2转/分;
e)第四次加料30±2分钟后进行高速搅拌,时间为480±10分钟;
动力混合机参数设置:
公转为30±2转/分,自转为25±2转/分;
f)真空混
合:
将动力混合机接上真空,保持真空度为-0.09到0.10Mpa,搅拌30±2分钟;
动力混合机参数设置:
公转为10±2分钟,自转为8±2转/分
g)取500毫升浆料,使用黏度计测量黏度;
测试条件:
转子号5,转速30rpm,温度范围25℃;
将负极料从动力混合机中取出进行磨料、过筛,同时在不锈钢盆上贴上标识,与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。
2.4注意事项
a)完成,清理机器设备及工作环境;
b)操作机器时,需注意安全,避免砸伤头部。
★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,以免增加麻烦;
★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方可以加入,以免组分材料性质变化;
★7、
3.1搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主;搅拌桨的使用以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;
3.28、出料前对浆料进行过筛,除去大颗粒以防涂布时造成断带;
3.39、对配料人员要加强培训,确保其掌握专业知识,以免酿成大祸;
3.410、配料的关键在于分散均匀,掌握该中心,其它方式可自行调整。
3.53.电池的制作
3.6极片尺寸
3.7拉浆工艺
a)集流体尺寸
正极(铝箔),间歇涂布
负极(铜箔),间歇涂布
b)拉浆重量要求
电极第一面双面重量(g)面密度(mg/cm2)重量(g)面密度(mg/cm2)
…
3.8裁片
a)正极拉浆后进行以下工序:
裁大片裁小片称片(配片)烘烤轧片极耳焊接
b)负极拉浆后进行以下工序:
裁大片裁小片称片(配片)烘烤轧片极耳焊接
3.4轧片要求
电极
压片后厚度(mm)
压片后长度(mm)
正极
0.125-0.145
362-365
负极
0.125-0.145
400-403
3.5配片方案
序号
正极重量(克)
负极重量(克)
备注
1
5.49-6.01
2.83-2.86
正极可以和重1-2个档次的负极进行配片
2
6.02-6.09
2.87-2.90
3
6.10-6.17
2.91-2.94
4
6.18-6.25
2.95-2.98
5
6.26-6.33
2.99-3.01
6
6.34-6.41
3.02-3.05
3.6极片烘烤
电极
温度
时间(小时)
真空度
正极
120±5
6-10
≦-0.09Mpa
负极
110±5
6-10
≦-0.09Mpa
备注:
真空系统的真空度为-0.095-0.10Mpa
保护气为高纯氮气,气体气压大于0.5Mpa
3.7极耳制作
正极极耳上盖组合超声波焊接
铝条边缘与极片边缘平齐
负极镍条直接用点焊机点焊,要求点焊数为8个点
镍条右侧与负极片右侧对齐,镍条末端与极片边缘平齐
3.8隔膜尺寸
3.9卷针宽度
3.10压芯
电池卷绕后,先在电芯底部贴上24mm的通明胶带,再用压平机冷压2次;
3.11电芯入壳前要求
胶纸镍条。
。
。
。
3.12装壳
3.13负极极耳焊接
负极镍条与钢壳用点焊机焊接,要保证焊接强度,禁止虚焊
3.14激光焊接
仔细上号夹具,电池壳与上盖配合良好后才能进行焊接,注意避免出现焊偏
3.15电池真空烘烤
温度
时间
真空度
80±5℃
16-22小时
≦-0.05Mpa
备注:
a)真空系统的真空度为-0.095~0.10Mpa
b)保护气为高纯氮气,气体气压大于0.5Mpa
c)每小时抽一次真空注一次氮气;
3.16注液量:
2.9±0.1g
注液房相对湿度:
小于30%
温度:
20±5℃
封口胶布:
宽红色胶布。
粘胶布时注意擦净注液口的电解液
用2道橡皮筋将棉花固定在注液口处
3.17化成制度
3.17.1开口化成工艺
a)恒流充电:
40mA*4h80mA*6h
电压限制:
4.00V
b)全检电压,电压大于3.90V的电池进行封口,电压小于3.90V的电池接着用60mA
恒流至3.90-4.00后封口,再打钢珠;
c)电池清洗,清洗剂为醋酸+酒精
3.17.2续化成制度
a)恒流充电(400mA,4.20V,10min)
b)休眠(2min)
c)恒流充电(400mA,4.20V,100min)
d)恒压充电(4.20V,20mA,150min)
e)休眠(30min)
f)恒流放电(750mA,2.75V,80min)
g)休眠(30min)
h)恒流充电(750mA,3.80V,90min)
i)恒压充电(3.80V,20mA,150min)
当从LiCoO2拿走XLi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。
负极C6其本身有自己的特点,当第一次化成后,正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中,当放电时Li回到正极LiCoO2中,但化成之后必须有一部分Li留在负极C6中,心以保证下次充放电Li的正常嵌入,否则电芯的压倒很短,为了保证有一部分Li留在负极C6中,一般通过限制放电下限电压来实现:
安全充电上限电压≤4.2V,放电下限电压≥2.5V。
包装与储存
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 精品 锂离子电池 工艺流程