锂电行业
# 锂电行业概述
# 1. 背景
锂电池是一种基于锂离子运动的电池技术,广泛应用于移动设备、电动汽车、能源储存等领域。它因其高能量密度、轻量化、长寿命和环保等特点,成为现代社会不可或缺的重要能源储存解决方案。
# 2. 锂电池原理
锂电池的工作原理基于锂离子在正极和负极之间的迁移。在充电过程中,锂离子从正极(通常是锂化合物,如氧化钴锂、磷酸铁锂等)释放出来,通过电解质电解液移动到负极(通常是碳材料,如石墨),储存在负极的结构中。在放电过程中,锂离子从负极释放出来,通过电解质移动回正极,产生电流供应外部设备使用。
# 3. 锂电行业的发展
锂电池技术自20世纪初开发以来,经历了持续的改进和发展。随着移动设备的普及和电动汽车的兴起,对高性能、高安全性、低成本的锂电池需求不断增加,推动了锂电行业的快速发展。
# 软包动力电池工艺流程介绍
# 1.电芯生产过程
电芯是一个电池系统的最小单元。多个电芯组成一个模组,再多个模组组成一个电池包,这就是车用动力电池的基本结构。电池就像一个储存电能的容器,能储存多少的容量,是靠正极片和负极片所覆载活性物质多少来决定的。正负电极极片的设计需要根据不同车型来量身定做的。正负极材料克容量,活性材料的配比、极片厚度、压实密度等对容量等的影响也至关重要。
# 2.软包工艺流程

# (1).前段工序


# 工序:制胶&混料
正极片制备 | 负极片制备 |
---|---|
1. 原材料的烘干 | 1. 原材料不需要烘干 |
- 磷酸铁锂:真空烘烤 | 2. 浆料制备 |
- 导电剂:常压烘烤 | - 纯净水倒入真空搅拌机中 |
- 粘合剂:常压烘烤 | - 加CMC,搅拌,完全溶解 |
2. 浆料搅拌 | - 加入SBR和去离子水,搅拌60分钟 |
- 将NMP倒入真空搅拌机中,PVDF加入其中 | - 负极干料分四次平均顺序加入搅拌机中 |
- 正极干料平均分四次加入 | - 真空下高速搅拌,时间为3—5小时 |
- 真空下高速搅拌,时间为3—5小时 | - 出料准备涂布 |
- 出料准备涂布 |

# 工序:涂布
正极涂布 | 负极涂布 |
---|---|
在精密的涂布机上面把浆料均匀地涂覆在铝箔 表面,涂布的厚度可以根据不同的要求进行调整。 | 在精密的涂布机上面把浆料均匀地涂覆在铜箔 表面,涂布的厚度可以根据不同的要求进行调整。 |

# 工序:辊压
极片辊压
:涂布后的极片在轧辊机上面辊压一次,达到工艺要求的厚度
# 工序:预分切、模切、分切
极片冲切
:辊过的极片在模切机上面切成需要的小片,准备叠片

# (2).中段工序


# 工序:叠片
叠片
:正极片、负极片、隔膜按照一定的顺序在自动叠片机上面层叠起来,层数按照工艺要求。
# 工序:极耳焊接
极耳焊接
:先进行极耳预焊,再进行极耳裁切,然后进行极耳主焊,对极耳焊接后的叠芯要进行短路检测,检测焊接状况。
# 工序:X-Ray
x-ray检测
是检测电芯正极与负极之间的对齐度,即要求至少负极要包住正极,以避免局部析锂,产生安全问题;检测设备有放射性,不过设备都有防护和隔离,并均需要安规认证,发射线时门是关闭的,可以放心使用;检测过程就像拍X-ray片一样,透射读取影像;
# 工序:电芯封装
电芯封装
:将铝塑膜冲坑成型后,将电芯放入铝塑膜坑体中密封,并将极耳露出。
注:封装好的电芯会留注液缝隙;
# 工序:烘烤
烘烤
:电芯不烘烤去注液会有安全隐患,电解液与极组中的水分发生反应,从涂布到组装时极片会吸收空气中的水分,水遇到电解液会变成酸性的,有腐蚀性里面会产生气体,化成时可能会爆炸,注液前一般要真空烘烤36小时并两小时换一次氮气
锂电池电解液
是不含水分子的有机物,水的存在对电池有极大危害,会引起电池发热和爆炸,因此在电池注液和封口前一定要经过真空烘烤,这是必须地,目的是除水。
# 工序:注液
电池注液
:注入一定量的电解液,从刚才的一封口把电解液注入进去,然后把一封口封住,这时候电池内部和外部就是完全隔离开来。
# (3).后段工序


# 工序:化成
化成
:是对注液后的电芯进行激活的过程,通过充放电使电芯内部发生化学反应形成SEI膜(SEI膜:是锂电池首次循环时由于电解液和负极材料在固液相间层面上发生反应,所以会形成一层钝化膜,就像给电芯镀了一层面膜,保证后续电芯在充放电循环过程中的安全、可靠和长循环寿命。将电芯的性能激活,还要经过X-ray监测、绝缘监测、焊接监测,容量测试等一系列“体检过程”。
化成工序
当中还包括,对电芯“激活”后第二次灌注电解液、称重、注液口焊接、气密性检测;自放电测试高温老化及静置保证了产品性能.
# 工序:抽气封口
抽气二封
:在这里有些公司成为两个工序: Degassing(排气)与二封,还有后面一个剪气袋加折边的工序,还有一些公司因电池大,产气量大,有一次化成、预deqas,二次化成,二次degas,二封工艺。
二封
时,首先由铡刀将气袋刺破,同时抽真空,这样气袋中的气体与一小部分电解液就会被抽出。然后马上二封封头在二封区进行封装,保证电芯的气密性。最后把封装完的电芯剪去气袋,封剪完气袋之后需要进行裁边与折边,就是将一封边与二封边裁到合适的宽度,然后折叠起来,保证电芯的宽度不超标,这样一个软包电芯就基本成型了。
# 工序:分容
锂电池分容
:简单理解就是容量分选、性能筛选分级。
电池的分容
是通过化成分容柜(由于化成和分容基本原理相同,化成和分容功能集成在同一个柜子内,称为化成分容柜)来完成的,分化成容柜的功能实际上就是象充电器一样的东西,只不过它可以同时为大量的电池充放电。
电池分容时通过电脑管理得到每一个检测点的数据,从而分析出这些电池容量的大小和内阻等数据,确定电池的质量等级,这个过程就是分容。电池首次分容后,需静置一段时间,一般不少于15天,在这个期间,有些内在的质量问题就会表现出来。
比如说自放电过大,内阻变大等等。静置期结束后,再次进行检测分容,把容量达不到等级,有质量问题的淘汰掉。分容的另外一个目的是对电池进行分类组编,就是筛选出单体的内阻和容量相同的单体进行组合。
# 工序:OCV1/ OCV2
- OCV是Open circuit voltage=开路电压,指的是电池不放电开路时,两极之间的电位差,OCV1和OCV2应该是不同状态下开路电压的区分。
- 开路电压(Open Circuit Voltage):电压范围 :0.01mV~100mV电压分辨率 :0.01mV【测试项目参数上下限值设定】:标准测试项目:开路电压(OCV) :量测范围 :0.001V 19.99V量测精度 :± 1mV电池内阻(ITR) :量测范围 :1m.999m。
- 一般来说,OCV1代表t1时间测量的开路电压,OCV2代表t2时间测量的开路电压,一般这是用来算锂电池的K值(单位时间内的压降,用来衡量锂电池自放电),K=OCV2-OCV1。
# 方形动力电池工艺流程介绍
# 1.方形工艺流程
