锂电池怎么制作 锂电池基本制作及注意事项

小编 2024-10-08 电池定制 23 0

锂电池基本制作及注意事项

【能源人都在看,点击右上角加'关注'】

一、材料理化性能定义及描述

比表面积(m2/g):指材料单位质量粒子所具有的表面积。(测试方法:计算单位重量的材料所吸附的氩气体积)。粒径(µm):材料颗粒大小的描述,指材料粒子的直径大小。D50则描述材料平均粒径大小。振实密度(g/cm3):材料通过一定机械振动所得单位质量所振实下去的体积。

另外,还有材料本身结构、外观型态、放电容量、容量效率、杂质含量等也是各项材料性能制约因素。

二、电极中的各种材料及其基本用途特性

1、导电剂类

碳墨类导电剂,属无定形碳,导电性能良好,有强吸附性,比表面积大,约为60-100 m2/g,其本身没有容量。人造石墨类导电剂,导电性较碳墨类稍差,但比表面积较小,为10-30m2/g,本身有容量,约为290mAh/g,其加工性能较好。另外还有天然石墨类,因其本身导电性良好,也可作为导电剂,又因本身容量较高,也可作为负极材料。而纳米级碳纤维,导电性能良好,加工性能良好,但价格昂贵。

2、电极材料

就一般锂离子二次电池而言正极材料:钴酸锂,本身克容量135-150mAh/g,压实密度3.65-4.00g/cc,LiCoO2为正极的锂离子电池具有开路电压高、比能量高(理论比能量1068Wh/kg,理论容量274mAh/g)、循环寿命长、能快速放电的特点,但价格贵。负极材料:人造石墨、中间相碳微球、天然石墨改性类等等。普通人造石墨:克容量290-310mAh/g,压实1.45-1.55g/cc。中间相碳微球:克容量310-320mAh/g,压实1.55-1.65g/cc。天然石墨改性:克容量320-340mAh/g,压实1.55-1.65g/cc。

3、胶类

对于俗名为PVDF的高分子胶来说,其化学名为聚偏氟乙烯,其粘度的大小受分子量、官能团位置及加工工艺影响。一般来说,对于相同加工工艺、相同官能团位置,则其分子量越大其粘度越高,但随着粘度的增高,其对浆料的沉降现象也就更为明显。而CMC和SBR则为水性体系中所配合使用的胶。CMC(羧甲基纤维素纳):白色或微黄色粉末,本身有粘接性能,但在水性体系中其最基本作用还是分散材料及SBR。SBR(丁苯橡胶乳 ):白色带浅蓝色乳状液体,高分子化合物,与CMC混合使用,其粘接性能较好。

三、电池表现良好性能需要满足的几个条件

对于材料来说,要使其表现出良好的性能,无非要达到以下几个条件:1、材料本身结构的完美性,颗粒大小的均一性,颗粒外观的平滑性; 2、活性物分子在电极中的均一散布; 3、活性物分子与导电剂的良好接触; 4、顺畅地传导网络; 5、与电解液良好的浸润程度; 6、针对各种材料性能的良好工艺条件。

四、搅拌方法及顺序

1、搅胶

PVDF:按照所要配置的浓度称取足量的PVDF干粉,放入干燥烘箱内,以70-80度恒温烘烤60-120min,再称取足量的NMP入配胶容器中,将容器固定,再匀速分散地将PVDF干粉加入容器中,边搅动边溶解,直到加完PVDF干粉,将容器尽量密封,搅拌3-4h,待干粉完全溶解,可慢搅以除去胶中的气泡或是将其溶液倒入固定容器中,密封静置一段时间即可。此胶忌水,其浓度一般为12%。

CMC:方法步骤基本同上,只是该溶液体系为水性,其溶剂为去离子水而非NMP,且该溶液体系浓度一般为2-3.5%。

2、搅油性材料

将材料取足量于160度真空烘箱真空烘烤4h,取出材料待其冷却后再行搅拌,一般步骤如下:

2.1 加入导电剂SP,用足量NMP将其润湿,并快搅10-20min。

2.2 向第一步中加入其它导电剂,快搅10-20min。

2.3 加入活性物及胶,用勺子搅拌,后将其置于搅拌器上高速搅拌,直至看到浆料表面较为光滑,转而将其固定于搅拌器上搅拌2h(此步要求浆料要高速稠搅,达到分散之目的)。

2.4 调节其固含,慢搅30min以便除尽汽泡。

2.5 取下浆料,过滤。

3、搅水性材料

3.1 加入导电剂SP,用少量NMP将其润湿,并搅拌10-20min。

3.2 向第一步中加入其它导电剂、活性物及CMC与适量的H2O,用勺子搅拌,后将其置于搅拌器上高速搅拌,直至看到浆料表面较为光滑,再将其固定于搅拌器上搅拌1.2-1.5h(此步要求浆料要高速稠搅,达到分散之目的)。

3.3 向第二步中加入适量的H2O调节稀稠。

3.4 向上一步浆料中加入足量的SBR,中速搅拌至SBR完全溶解,大概30min左右。(加SBR时要求低温慢速)

3.5 加入浆料含水量10-15%NMP(含第1步中加的NMP),慢搅除气泡,30min左右。

3.6 取下浆料,过滤。

五、实验过程中常见问题、解决方案及影响

1、烘料目的、时间及温度。电极材料:为除去其中的水份、油脂及尘灰,烘烤条件一般为160度4H。胶:主要除水份,烘烤条件一般70-80度烘烤60-120min。草酸:除水份及结晶水,烘烤条件一般70-80度烘烤30-60min。

2、导电剂的使用原则。导电剂一般混合使用,采用取长补短法则。

3、导电剂添加量对电池的影响。导电剂加少对容量、循环、平台、高低温放电性能及大电流放电、安全性能、内阻等均有影响。

4、配料时加料顺序之区别与优劣。导电剂与胶添加顺序、草酸添加顺序、NMP在水性料中的添加顺序等等。

5、胶加少及加错对电池性能的影响。

6、配料时急速冷却有何影响。

7、在油性负极配置中为何加草酸以及草酸的加法与及量如何。加草酸有两个目的:除去铜箔表面氧化层及在铜箔表面形成腐蚀沟,增加浆料对铜箔的附着性。其用量一般为PVDF用量的2%。

8、CMC、SBR在水性料中的作用及注意事项。CMC与SBR均有粘接性,在浆料中配合使用,其中CMC在此时主要起分散作用,SBR则主要起粘接作用。

9、配水性负极为何加NMP以及用量方法如何。水性负极中添加NMP主要是增加负箔表面张力,使浆料表看来更为光滑,且为了避免拉浆时的收边现象。不过,加料时应注意:SBR与NMP均为高分子有机物,快速或高温均能使两种材料发生反应,出现果冻状且伴有气体产生,表现为浆料中的小气孔。

10、固含、粘度和胶种类之间关系。

11、拉浆时烘箱温度高低如何。拉浆进温度过低极片未完全烘干致后序掉粉,温度过高,极片掉粉或出现明显裂纹、及有收边现象。

12、拉浆面密度不均匀或偏大偏小。拉浆面密度不均匀分为几个方面:极片前后面密度不一致,两边面密度不一致,极片搅料不均匀导致拉浆时面密度不一致,材料本身性能不稳定致拉浆面密度不稳定,另外还有极片面密度偏大或是偏小。

13、对辊压力调试。从两个方面来说,一是从粒子的微观结构来讲,二是从电极外观来说(起皮、掉粉、压皱)。

14、制片过程中与制片完后极片烘烤条件设制。极片烘烤目的是为了去除水份,但对其温度及时间却有控制,在制片过程中极片烘烤温度为130度,而在制片完成后极片烘烤温度为90度。

15、极片的储存条件。制片完成后,极片要储存在密封干燥环境中。

免责声明:以上内容转载自中国化学与物理电源行业协会,所发内容不代表本平台立场。

全国能源信息平台联系电话:010-65367702,邮箱:hz@people-energy.com.cn,地址:北京市朝阳区金台西路2号人民日报社

锂电池生产过程图解,超详细

“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。

锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。我们所熟知的特斯拉电动汽车便是用的18650锂离子电池通过串并联组成的电池板。

下面将图文解读锂电池21道生产工序,了解锂电池的制造过程。

第一步:负极匀浆。

第二步:正极匀浆。

第三步:涂布。

第四步:碾压。

第五步:分切。

第六步:烘烤。

第七步:卷绕。

第八步:入壳。

第九步:点焊。

第十步:烘烤。

第十一步:注液。

第十二步:焊盖帽。

第十三步:清洗。

第十四步:干燥储存。

第十五步:检测对齐度。

第十六步:壳体喷码。

第十七步:化成。

组装后的电池,被给予一定的电流,使电池正负极活性物质被激发,最后使电池具有放电能力的电化学过程称为化成,电池只有经过化成后才能作为电源使用。

第十八步:OCV测量。

第十九步:常温度储存。

第二十步:分容。

电池在制造过程中,因工艺原因使电池的实际容量不可能完全一致,通过一定的充放电检测,将电池按容量分类的过程称为分容。

第二十一步:最后工序。

相关问答

如何 制作锂电池 ?

第二步--涂布将第一步制备的浆料以指定厚度均匀涂布到集流体(铝箔或铜箔等)上,并烘干溶剂。第三步--极片冲切将上一步制作出来的极片冲切成指定的尺寸形状...

怎样在家做 锂电池 ?

锂电池的密度大,重量轻。理论上允许放电2500到3000次。从而可以享受到愉快出行的生活。锂电池目前可以选用的,只有...如果你是做着玩,自己用,搞研究那都行,如果...

锂电池 生产的工序?

锂电池的生产工序通常包括:电极材料制备、电解液制备、电极制备、电池组装和测试等环节。首先,电极材料经过混合、球磨和干燥等多个步骤得到;其次,电解液被...

碳酸锂怎么做 电池 ?

工业碳酸锂提纯制备电池级碳酸锂主要是有苛化法、重结晶法、沉淀法、电解法、氢化法等。经过向工业碳酸锂与去离子水浆料中参加精制熟石灰,使其产生可溶性的...

怎样在家做 锂电池 ?-ZOL问答

自家的电动车,有条件的可以去组装锂电池,锂电池的密度大,重量轻。允许充电3000次。从而可以享受到愉快出行的生活。锂电池目前可以选用的,只有两种:磷酸铁锂...

怎么组装 锂电池 ?

锂电池组装方法要做个人锂电池组装需要准备工具和电池以及设计计算好要什么样容量、电压、放电电流等的电池。技巧1、计算好自己需要的电池性能计算好自己...

25v 锂电池怎么 做?

1.准备材料和仪器。需要准备正极材料、负极材料、电解液、隔膜、电池壳体、电池盖子、电池保护板、电池测试仪器等。2.制备正极材料。正极材料通常是锂钴酸...

锂电池 制作 工艺流程是什么?_天涯问答

锂电池的制作工艺流程是什么?_天涯问答

如何组装 锂电池 ?

锂电池组装方法要做个人锂电池组装需要准备工具和电池以及设计计算好要什么样容量、电压、放电电流等的电池。技巧1、计算好自己需要的电池性能计算好自己...

60伏 锂电池制作 方法?

电动车锂电池制作主要分两大步骤,一个是锂电芯的制造,另一个是将锂电芯一个个通过串联或是并联的方式来实现想要的电动车锂电池组的电压大小和容量大小以及充...