锂电池制造的13大流程及关键参数.docx
CK俯视图视图涂布走带示意图负极涂布将负极浆料挤压涂或喷涂在铜集流体AB面上，单面密度约10-15mgcm2,涂布烤箱温度常规4-8节或更多，每节烘烤温度80-105°C,按实际需要调整，避免烘烤开裂出现横向裂纹。转移辐速比L2-1.3,间隙位打薄10-15um,涂布水份W3000ppm,车间负极温度W30°C,湿度W25虬4正极制片正极涂布干燥完，需要在工艺时间内进行对辐。对辐即对极片进行压实，目前有热压和冷压两种工艺。热压压实相对冷压高，反弹率较低；冷压工艺相对简单易操作控制。对辐主要设备到如下工艺值：压实密度、反弹率、延伸率。同时要注意极片表面无脆片、硬块、掉料、波浪边等现象且间隙处不允许断裂。此时车间环境温度W23、湿度W25%。压实：单位体积敷料的质量，目前常规物料的真密度数据:常趣物质真密度表物质真密度数值(gcm3)LFP3.6LCO5.1LMO4.3PVDF1.5铝箔2.7反弹率：一般反弹2-3m；延伸率：正极极片一般在Lo02左右。常却物质真密度表物质真密度数值(gcm3)石墨2.26硬碳0.8-0.9软破1.5CMC0.6SBR0.9铜箔8.8-8.9(单光与双光不同)常用负极压实表反弹率：一般在4-8LlnI左右；延伸率：一般在LOOI2左右。负极分条与正极分条工艺类似，X和丫向毛刺都需要控制。车间环境温度W23、露点W-30。6正极片制备分条完毕后，需对正极片进行干燥处理(120),再就是焊接铝极耳和极耳包胶工艺。此时需要考虑极耳长度和整形宽度。以某锂电池设计为例，设计极耳外露主要考虑到正极耳要焊接盖帽和滚槽时合理配合。极耳外露过长，滚槽时易使极耳与钢壳短路；过短极耳无法焊接盖帽。极目前超声焊头有线状和点状，国内工艺较多采用线状(过流、焊强考虑)。另采用高温胶将极耳包覆，主要考虑到金属毛刺和金属碎屑造成短路风险。此车间环境温度W23C、露点W-30、正极水份含量W500-1000ppmo参考工艺参数极耳外露值约20-25mm极片整形高度约80-85mm焊接强度约2-3kg焊接面积满足过流设计包胶面积高温胶盖住极耳4-5mm某型正极耳焊接简易工艺极耳外露25mm,约OInIm极耳焊接示意图高温胶卷绕型正极耳包胶示意图7负极片制备需对负极片进行干燥处理(105-110oC),再就是焊接银极耳和极耳包胶工艺。也需要考虑极耳长度和整形宽度。此车间环境温度W23、露点W-30、负极水分含量W500T000ppm0参考工艺参数极耳外露值极片整形高度焊接强度焊接面积约16-18mm约77mm2kg满足过流设计某型负极耳焊接简易工艺8卷绕卷绕就是将隔膜、正极片、负极片通过卷绕机成单个卷芯。原理是采用负极包住正极，再通过隔膜将正负极片隔离。因为常规体系负极作为电池设计的控制电极，容量设计高于正极,使在化成充电时正极的Li+能在负极“空位"存放。卷绕需要特别关注卷绕张力和极片对齐度。卷绕张力小，会影响内阻和入壳率；张力过大易造成短路或断片风险。对齐度指负极、正极和隔膜的相对位置，负极宽度59.5三,正极58mm、隔膜61mm,三者居中对齐，避免短路风险。卷绕张力一般在正张力0.08-0.15Mpa,负张力0.08-0.15Mpa；上隔膜张力0.08-0.15Mpa,下隔膜张力0.08-0.15Mpa,具体要依据设备和工艺调整。此车间环境温度W23C、露点W-30、水分含量500-1000ppmo卷绕极片隔膜叠放顺序示意图卷绕成卷芯示意图9入壳卷芯入壳前需要进行Hi-Pot测试电压200-500V（测试是否存在高压短路），吸尘处理（入壳前进一步控制粉尘）。这里需要强调锂电的三大控制点水分、毛刺、粉尘。前面工序完成后，将下面垫垫入卷芯底部后弯折负极耳，使极耳面正对卷芯卷针孔，最后垂直插入钢壳或铝壳（以某型号为例，外直径约为18mm,高度约为71.5mm）。当然卷芯的横截面积要小于钢壳内截面积，大约入壳率在97-98.5%,因为要考虑到极片反弹值和后期注液时下液程度。同入面垫工序,将上面垫也装配完成。此车间环境温度W23°C、露点W-40°Co卷芯下面垫钢壳或铝壳入壳示意图10滚槽将焊针（一般是铜质或合金材质），插入卷芯中间孔。常用焊针规格在2.5*1.6mm,达到负极极耳焊接强度212N为合格，过低容易虚焊，内阻偏大；过高容易将钢壳表面的银层焊掉，导致焊点处生锈露液等隐患。滚槽简单理解就是将卷芯固定在壳体内不晃动。此工序需特别注意横向挤压速度和纵向下压速度匹配，避免横向速度过大将壳体割破,纵向速度过快槽口银层脱落或影响槽高进行影响封口。需要检测槽深、扩口、槽高工艺值是否达标（通过实际和理论计算）。常见的滚刀规格有1.0、1.2、1.5mm。滚槽完成后需要再次对整体吸尘处理，避免金属碎屑，真空度W-0.065Mpa,吸尘时间l-2so此车间环境温度W23、露点W-40。点底焊滚槽点底焊和滚槽示意图11电芯烘烤圆柱电芯经过滚槽之后，接下就是非常重要的一步：烘烤。电芯在制作过程中，会带入一定的水分，如果不及时得把水分控制在标准之内，将会严重影响电池性能的发挥和安全性能。一般采用自动真空烤箱进行烘烤，整齐放入待烘烤电芯，在烘箱里面摆好干燥剂，设置参数，加热升温至85（以磷酸铁锂电芯举例），需要经过几个真空干燥循环才能达到标准。几种不同尺寸电芯烘烤标准：不同尺寸电芯烘烤标准烘烤烘烤正极片负极片型号温度时长含水量含水量hPPMPPM14系列85601500150018系列85721200120022系列8572500500注：设置温度85,实际温度85±3°C12注液将烘烤好的电芯进行水分测试，符合前面的烘烤标准后，才能进行下一步：注入电解液。将烘烤合格的电芯快速放入真空手套箱内，进行称重，记录重量,套上注液套杯，将设计好重量的电解液加入套杯中（一般会进行泡液实验：将电芯放入电解液中，浸泡一段时间，测试电芯最大吸液量,一般按实验量进行注液），放入真空箱中抽真空（真空度w-O.09Mpa）,加速电解液侵润极片。进行几次循环后，取出电芯进行称重，计算注液量是不是符合设计值，少了需要进行补液，超了需要倒掉多余部分，直到符合设计要求。手套箱环境：温度W23、露点W-45。13超焊盖帽提前将盖帽放入手套箱中，一手将盖帽紧扣在超焊机下模具，一手拿电芯，电芯正极耳与盖帽极耳对齐，确认正极耳与盖帽极耳对齐OK后，踩下超焊机脚踏板开关。之后需要全检电芯：自检极耳焊接效果，首先是观察极耳是否对齐；其次是轻拉极耳，看极耳是否松开。超焊盖帽虚焊的电芯需要重新进行超焊。超焊机设备参数经髓值型号14系列18系列22系列功率5-185-1812-40预压ms1-41-41-4焊接ms8-188-1810-25保压ms1-31-31-3气压/MPa0.2-0.30.2-0.30.3-0.6
