动力锂电池的生产工艺 锂电池生产工艺是一个复杂的过程,涉及多个步骤和工序

小编 2024-11-25 资讯中心 23 0

锂电池生产工艺是一个复杂的过程,涉及多个步骤和工序

锂电池生产工艺是一个复杂的过程,涉及多个步骤和工序,以确保电池的性能、安全和一致性。以下是锂电池生产工艺的一般介绍,结合了搜索结果中的信息。

### 锂电池生产工艺概述

**一、锂电池的工作原理**

锂电池主要由正极、负极、隔膜和电解液组成。工作时,锂离子(Li+)在正极和负极之间移动。充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极;放电时则相反。

**二、锂电池制造工艺流程**

锂电池的制造工艺可以分为三个主要阶段:前段工序(极片制造)、中段工序(电芯合成)、后段工序(化成封装)。

1. **前段工序**:涉及合浆、涂布、辊压、分切、制片等步骤,核心是将粉末状的正负极材料制作成卷芯。例如,搅拌是将正、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。

2. **中段工序**:包括卷绕、入壳、底焊、辊槽及烘烤等步骤,主要完成电池的成型。卷绕工序是圆柱形锂电池成形的重要工艺,通过卷绕机将正负极极片和隔膜卷成圆柱形卷芯。

3. **后段工序**:包括注液、焊接、封口、清洗及套膜等步骤。注液是将电解液注入烘烤后的卷芯,注液完成后,锂电池的四大主材均被应用到电芯之中。

**三、锂电池筛选工艺**

由于电池原材料、生产工艺等差别,电池容量、电压、内阻等性能存在差异。电池筛选工艺包括活化、化成、陈化、分选及分容工序,以确保电池组性能达到要求。

**四、锂电池结构**

锂电池主要由正极、负极、非水电解质和隔膜四部分组成。市场上主要的锂电池类型为磷酸铁锂电池和三元锂电池,二者正极原材料差异较大,生产工艺流程接近但工艺参数需变化。

**五、锂电池Pack工艺**

动力电池组系统是将众多单个电芯通过串、并联的方式连接起来的电池组。Pack工艺是连接上游电芯生产和下游整车应用的核心环节,涉及上料、支架粘贴、电焊、检测等工艺。

**六、磷酸铁锂和三元电池工艺**

磷酸铁锂电池因其高安全性和循环寿命而受到青睐,但能量密度相对较低。三元锂电池则具有更高的能量密度,适合用于乘用车市场。两种材料的生产工艺流程大致相同,但材料使用和配比上有所不同。

### 结论

锂电池生产工艺是一个涉及多个精细工序的复杂过程,要求严格的质量控制和精确的工艺管理。随着技术的发展和市场需求的变化,锂电池制造工艺也在不断优化和创新,以满足更高的性能和安全标准。

锂电池极片生产工艺及技术要点

本文详细探讨了锂电池制片工序中的关键控制点,包括搅拌、涂布、辊压、分切和极耳焊接。通过对每个关键控制点的深入分析,阐述了其对锂电池性能和安全性的重要影响。同时,本文还介绍了相应的控制方法和技术,以确保制片工序的稳定性和一致性。严格控制这些关键控制点可以显著提高锂电池的质量和可靠性,提供参考。

一、搅拌工艺

搅拌工艺是锂电池制片工序的第一步,其目的是将活性物质、导电剂、粘结剂等原材料均匀分散在溶剂中,形成稳定的浆料。搅拌过程中,需要确保浆料无团聚颗粒,固含量、黏度等参数符合要求。否则,将会影响涂布的质量和极片的性能。

为了实现均匀搅拌:

1. 搅拌设备,如行星式搅拌机、真空搅拌机等。

2. 优化搅拌工艺参数,如搅拌速度、时间、温度等。

3. 控制原材料的质量和粒度分布,确保其均匀性。

二、涂布工艺

锂电池涂布工艺是将搅拌好的浆料均匀地涂覆在集流体上,形成厚度均匀一致的极片。涂布过程中,需要保证涂布的厚度均匀一致,无划痕、露箔等缺陷,边缘整齐。否则,将会影响锂电池的容量和循环性能。

1. 涂布设备:实验室设备常用刮刀式涂布,其原理通过刮刀与基材之间的间隙来控制涂层厚度,形成均匀的涂层。辊涂转移式涂布是通过辊筒将浆料转移到基材上;狭缝挤压式涂布:多用于动力电池生产中,是通过狭缝挤出的方式将浆料均匀涂覆在基材上。

2. 涂布机参数:优化涂布工艺参数,如涂布速度、压力、温度等。

3. 黏度和固含量:控制浆料的黏度和固含量,确保其流动性和涂布性能。

三、锂电池辊压工艺

锂电池辊压工艺是将涂布后的极片通过辊压机进行压实,以提高极片的压实密度和机械强度。辊压过程中,需要控制辊压压力和厚度,使极片压实密度达到合适范围,同时要避免极片出现褶皱、断裂等问题。否则,将会影响锂电池的容量和循环性能。

1. 辊压机设备:如对辊压机、三辊压机等。

2. 参数:优化辊压工艺参数,如辊压压力、速度、温度等。

3. 极片厚度及宽度:控制极片的厚度和宽度,确保其一致性。

四、分切

分切是将辊压后的极片按照一定的尺寸进行切割,形成单个的极片。分切过程中,需要保证尺寸精度高,极片边缘不能有毛刺,防止影响电池性能和安全性。否则,将会导致电池内部短路,甚至引发安全事故。

1. 分切设备:如圆盘分切机、激光分切机等。

2. 优化分切工艺参数,如分切速度、压力、刀具角度等。

3. 控制点,控制极片的张力和对齐度,确保其稳定性。

五、极耳焊接

极耳焊接是将极片与极耳通过焊接的方式连接起来,形成电池的正负极。极耳焊接过程中,需要保证焊接牢固,电阻小,不能有虚焊、漏焊等情况。否则,将会影响电池的充放电性能和安全性。

1. 焊接设备:如激光焊接机、超声波焊接机等。

2. 优化焊接工艺参数,如焊接功率、时间、压力等。

3. 控制点:极耳的材质和尺寸,确保其与极片的匹配性。

七、结论

锂电池制片工序的关键控制点直接影响着锂电池的性能和安全性。通过对搅拌、涂布、辊压、分切和极耳焊接等关键控制点的深入研究和严格控制,以提高锂电池的质量和可靠性。

文章来源:锂电池技术知识平台

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