1、 锂离子电池基本工艺介绍 工艺车间 制片车间 装配车间 检测车间 制片车间 分档 点焊分切 材料烘烤 制浆 涂布 对辊 全检 转交 工艺流程工艺流程 工序功能：将正极或负极活性物质按一定比例与专用导电剂、粘结剂和溶工序功能：将正极或负极活性物质按一定比例与专用导电剂、粘结剂和溶 剂混合均匀，并调制成浆剂混合均匀，并调制成浆。 制浆制浆 混和混和原料预处理原料预处理干粉分散干粉分散稀释稀释 四个步骤：四个步骤： 浆料控制点 : 1. 粘度 2.粒度颗 3. 固含量 工序控制点： 1.拌速度搅 2.拌度搅温 3.拌度搅浓 4.空度真 正极制浆正极制浆 原料预处理原料预处理：正极活性物质、导电剂、粘
2、结剂常压烘烤脱水、溶剂采用干燥分子 筛或者特殊取料设施脱水 原料混和原料混和： a. 粘结剂的溶解及热处理； b. 活性物质和导电剂球磨 干粉分散干粉分散：粘结剂液体浸湿固体，挤出气体的过程 正极材料中的所有组分均能被粘结剂溶液浸湿，所以正极料粉分散相对容易正极料粉分散相对容易 分散方法：静止法静止法 ( ( 分散时间长，效果差，但不损伤材料原结构）分散时间长，效果差，但不损伤材料原结构） 搅拌法搅拌法（时间短，效果佳，但有可能损伤材料自身结构）（时间短，效果佳，但有可能损伤材料自身结构） 搅拌速度：搅拌速度：越高，分散越快，但对材料自身结构和对设备损伤大越高，分散越快，但对材料自身结构和对设
3、备损伤大 搅拌温度：搅拌温度：适宜的温度，浆料流动性好，易分散，太热浆料容易结皮，太冷流动性降低适宜的温度，浆料流动性好，易分散，太热浆料容易结皮，太冷流动性降低 搅拌浓度：搅拌浓度：越小，分散越快，但过稀导致材料浪费和浆料沉淀加重越小，分散越快，但过稀导致材料浪费和浆料沉淀加重 真空度：真空度：高真空度有利于材料缝隙和表面气体排出，降低液体吸附难度，易于分散均匀高真空度有利于材料缝隙和表面气体排出，降低液体吸附难度，易于分散均匀 稀释稀释：将浆料调整为合适的浓度，便于涂布 负极制浆负极制浆 负极制浆原理与正极制浆原理相同负极制浆原理与正极制浆原理相同 注意点注意点： a. 石墨与粘结剂溶液极
4、性不同，不易分散，可先用醇（乙醇、异丙醇）先用醇（乙醇、异丙醇） 水溶液初步润湿水溶液初步润湿，再与粘结剂溶液混合； b. 适当降低搅拌浓度，提高分散性降低搅拌浓度，提高分散性； c. 分散过程为减少极性物与非极性物间的距离，提高势能或表面能，为吸 热反应，适当升高搅拌温度，提高流动性，降低分散难度适当升高搅拌温度，提高流动性，降低分散难度。 制浆注意事项：制浆注意事项： 1. 浆料的固含量应从高往低逐步调整 2. 在搅拌的间歇过程中注意刮边和刮底，确保分散均匀 3. 浆料不宜长时间搁置，以免其沉淀或均匀性下降 4. 搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主设计考虑 5. 出料前对浆料进行过筛
5、，除去大颗粒以防涂布时造成断带 制浆制浆 涂布涂布 工序功能工序功能：将浆料将浆料连续连续、均匀地涂覆在传送、均匀地涂覆在传送集流体集流体的表面，烘干，分别的表面，烘干，分别 制成正负制成正负极片极片。 原理原理：涂辊转动带动浆料，通过调整刮刀间隙来调 节浆料转移量，并利用背辊或涂辊的转动将浆料转移 到基材上，按工艺要求，控制涂布层的厚度以达到重 量要求，同时，通过干燥加热除去平铺于基材上的浆 料中的溶剂，使固体物质很好地粘结于基材上。 技术路线技术路线：单层涂布，干燥后再进行反面涂布， 包括连续涂布定长分切和定长分段涂布 涂布涂布 工序控制点 : 1. 涂布速度 2. 涂布面密度 3. 干燥
6、度温 4. 力张 放卷接片拉片张力控制 自动纠偏涂布干燥自动纠偏 张力控制自动纠偏收卷 根据正负极浆料的根据正负极浆料的 固含量、比重调节固含量、比重调节 涂布机机头刀具间涂布机机头刀具间 隙，控制涂布厚度隙，控制涂布厚度 涂布面密度控制？ 干燥速度：干燥过慢，涂层表面有流动性，厚度不稳定；干燥过快， 表面形成粘结剂膜层，内部溶剂挥发会造成表面层起皱现象。通常采 用分段干燥，中间段温度最高。 涂布和干燥要做到首件三检 - 厚度、质量、尺寸符合要求，并定时检 验对应的拉浆速度、烘烤时间等。 加热温度或时间不够，难以除去浆料中的液体，使部分粘结剂溶解， 造成活性物质剥落；加热温度过高，则粘结剂发生
7、晶化，也会使活性 物质剥落，从而造成电芯内短路。另外，干燥温度和烘干时间不合适 还会造成铝箔氧化和极片偏湿； 涂布涂布 涂布注意事项：涂布注意事项： 高质量极片高质量极片：极片表面平整、光滑、敷料均匀、附着力好、干燥、不 脱料、不掉料、不缺料、无积尘、无划痕、无气泡 刮粉刮粉（连续涂布定长分切）（连续涂布定长分切） 卷状极片裁片 刮粉刷粉 对辊对辊 工序功能工序功能：将涂布后的极片压实，达到合适的密度和厚度将涂布后的极片压实，达到合适的密度和厚度 原理原理：通过调节压辊的间隙以调节压力，从而调节极片被压实的厚度和密度 工序控制点：工序控制点： a. 滚压应注意厚度符合工艺要求； b. 压片时应
8、注意气泡、掉料、极片变形、波浪边等。 目的目的：使活性物质与网栅及 集流体接触紧密，减小电子 移动距离，降低极片的厚度 ，增加装填量，提高电池体 积利用率，提高电池容量 分切分切 工序功能工序功能：将滚压后的极片卷，先裁成大片，然后分切成工将滚压后的极片卷，先裁成大片，然后分切成工 艺要求的极片宽度艺要求的极片宽度 焊接焊接 工序功能：工序功能：将多个 Al （正极）、 Ni （负极）极耳一起 焊接成为裸电芯 原理原理：超声波焊接利用超声频率的机械振动能量在静压力的共同作 用下，将弹性振动能量转变为工件间的摩擦功、形变能及随后有限 的温升，从而达到连接异种金属的目的。 其他流程其他流程 贴胶纸
9、点片 外观检查计数 正极基体：铝箔（约 0.012m 厚 ) 正极物质：钴酸锂 +super P+PVDF 正极集流体：铝带加镍带（约 0.1mm 厚） 高温胶带（约 0.05mm 厚） 正极片结构正极片结构 负极片结构负极片结构 负极基体：铜箔（约 0.008mm 厚 ) 负极物质：石墨 + 纳米硅 +La133 负极集流体：镍带（约 0.07mm 厚） 装配车间 电池烘烤 封装入壳 极片烘烤 扫粉 卷绕 平压 注液 抽气预封 冲壳 全检 转交 工艺流程工艺流程 工序功能工序功能：小条正负极极片、隔膜按顺序卷绕组合成裸电芯小条正负极极片、隔膜按顺序卷绕组合成裸电芯 卷绕卷绕 要求要求： a.
10、 控制卷绕车间湿度控制卷绕车间湿度 b. 正负极涂布误差涂布误差尽量小，正负极剪切误差剪切误差尽量小 c. 操作过程及时调整正负极片、隔膜位置调整正负极片、隔膜位置 d. 隔膜、极片表面平整，不起褶皱，松紧度设计松紧度设计 e. 检测短路检测短路 顶封顶封 工序功能：工序功能：将裸电芯包上包装铝箔或铝塑膜，对顶部和侧边进 行热封装 主要控制顶封和侧封拉力主要控制顶封和侧封拉力 注液注液 工序功能：将电解液加入到电芯中，并将电芯完全封住工序功能：将电解液加入到电芯中，并将电芯完全封住 环境要求：环境要求：电芯注液前要进行除水，关键点水分控制（手套箱湿度）电芯注液前要进行除水，关键点水分控制（手套
11、箱湿度） 原理：原理：水作为电解液中一种痕量组分 ，对锂离子电池 SEI 膜的形成和电池性 能有非常大的影响，满充状态的负极与 锂金属性质相近，可以直接与水发生反 应。因此，在锂离子电池的制作过程中 必须严格控制环境的湿度和正负极材料 、电解液的含水量。 检测车间 分容 折边 切边 搁置 化成 测电压 抽气封 高温老化 入半成品库 工艺流程工艺流程 测电压并分档，未达到电压 要求的重新进行化成 a. 充电激活有效物质 b. 负极形成 SEI 钝化 膜 释放化成产生的气体 切去气袋和多余的侧边 将侧边折 起，完成 电芯最终 外形 根据电池 容量分档 形成的 SEI 膜更 稳定 化成条件化成条件 列为机密列为机密 控制控制 车间车间 温度温度 工艺流程工艺流程 化成 抽气封切边 分容电池半成品 Thank you !
