锂离子电池基础知识培训

软包装锂离子电池基础培训吕江英软包装锂离子电池基础培训•一、理论知识•二、基本物料•三、制造流程•四、最后的原则•五、常用知识•一、理论知识•电化学原理•LiMxOy+C6LI1-zMxOy+LizC6•充电时，锂离子由正极迁移到负极，并嵌入石墨层；放电时，锂离子由负极石墨层脱出，嵌入到正极活性物质层。充电放电软包装锂离子电池基础培训软包装锂离子电池基础培训•一、理论知识铅酸电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池软包装锂离子电池电压（V）2.01.21.23.7/3.23.7/3.2能量密度低低中高高循环寿命200200800500300环保污染污染绿色绿色绿色记忆效应无有轻微无无安全高高高低，需保护电路低，需保护电路应用领域UBS，汽车启动电源，基站电源，电动车等小型便携设备（刮须刀，收音机，mp3），电动工具，玩具等小型便携设备（刮须刀，收音机，mp3，数码相机），玩具等小型便携设备（手机/电脑/MP4/DVD），电动工具，电动车等小型便携设备(手机/电脑/MP4/篮牙/DVD)，电动工具，玩具，电动车等软包装锂离子电池基础培训•二、基本物料•1、电池基本组成•正极：正极活性物质+导电剂+粘接剂+集流体+极耳•负极：正极活性物质+导电剂+粘接剂+集流体+极耳•隔膜：聚乙烯薄膜或者聚乙烯聚丙烯三层膜或者粘接了无机粉末的无纺布隔膜；•电解液：导电锂盐的有机溶液；•包装膜：铝塑多层膜；软包装锂离子电池基础培训•二、基本物料•2、正极•锂离子电池的正极活性物质为锂金属氧化物或者其它类型的化合物，如：钴酸锂、锰酸锂、锂钴锰镍酸锂、磷酸亚铁锂、磷酸钴锂、磷酸锰锂、磷酸钒锂、聚苯胺等，目前量产的锂离子电池的正极活性物质都含有锂元素，并且锂离子能够在一定的电压条件下嵌入和脱出；•正极的导电剂一般为导电炭黑，常用的有SP、S-0、KS6等；•正极的粘接剂一般使用PVDF，主要型号有761、761A等，适用于有机溶剂体系；也有使用水性粘接剂的，主要是一些聚丙烯酸酯类的粘接剂，如：LA132、F105等，也有使用SBR的，SBR使用时，要配合CMC增稠剂使用；软包装锂离子电池基础培训•二、基本物料•3、负极•负极活性物质为石墨或者其它物质，如：硅、锡、钛酸锂等；石墨有人造石墨和天然改性石墨，或者两者的混合物，也有将硅、锡等材料的纳米颗粒和石墨混用的，可以大大提高负极的比容量；钛酸锂具有非常好的性能，具有零形变的特性，并且高倍率放电性能非常好；•负极的导电剂一般也是导电炭黑SP，或者不使用导电剂；•负极的粘接剂也分为有机溶剂性的和水性的，和正极相同；软包装锂离子电池基础培训•二、基础物料•4、电解液•电解液多为六氟磷酸锂的1mol/L碳酸酯溶液，根据电池的不同用途，溶质也可以是：六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟甲基二乙基磺酸锂或者其组合等，溶剂可以是碳酸二甲酯、碳酸乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯或者其不同比例的组合等。•电解液根据不同的安全性能的要求会添加不同的增强安全性能的添加剂，如防过充的、阻燃的、提高高温性能的、提高储存性能的、提高低温性能的等。软包装锂离子电池基础培训•二、基础物料•5、隔膜•常用的隔膜有三种：聚丙烯隔膜、聚乙烯和聚丙烯三层膜、粘接了无机颗粒的无纺布隔膜；•聚丙烯隔膜的制备有干法和湿法两种方法，干法属于拉伸膜，湿法属于涂布造孔类成膜，一般来说，湿法隔膜性能更好一点，厚度一般有16、20、22、26微米；•三层隔膜是由聚乙烯拉伸膜和聚丙烯拉伸膜复合而成，具有干法隔膜的特性，厚度一般有22、26、30微米；•无纺布隔膜有无机颗粒粘附到无纺布上制成，具有不收缩，吸液量大的有点，安全性能非常好，但是需要更高的干燥条件，厚度一般有30、45微米；软包装锂离子电池基础培训•二、基本物料•6、集流体•正极的集流体一般为铝箔，也有使用钛箔或者其它箔材的，适用于一些特殊的用途；铝箔为压延工艺制作，目前常用的厚度为15微米，面密度在36-40g/m2左右；为了增强铝箔的拉伸强度，普遍在铝箔中增加了其它元素，形成合金，后期还使用了其它工艺来增强铝箔的拉伸性能。•负极的集流体一般为铜箔，也有使用不锈钢或者镍箔的；铜箔有电解铜箔和压延铜箔，同时电解铜箔有双面光铜箔和单面光铜箔，常用铜箔的厚度为9微米，也有12微米的，面密度在89g/m2到110g/m2不等。软包装锂离子电池基础培训•二、基本物料•7、极耳•正极的极耳使用的是金属铝极耳，负极使用的是镍极耳，也可以使用铜极耳或者镀镍铜极耳，也有厂家使用铝极耳（需要特殊保护）；•极耳胶有三种，白胶、黑胶、黄胶；白胶为一种物质，改性的CPP；黑胶为多层结构，最外层为改性CPP，中间一层为PET，最内层为改性的CPP；黄胶类似黑胶，不同的是中间一层为网状结构的无纺布；三种极耳各有优劣，白胶的热封参数比较难以掌控，容易过熔；黑胶比较硬，难以弯折，且易分层；黄胶极耳柔软，但是同样存在这容易分层的缺点；•极耳需要能够耐电解液的浸泡，需要能够通过高温高湿的检验；铝极耳要能够弯折多次不断，镍极耳要容易上锡；软包装锂离子电池基础培训•二、基本物料•8、包装膜•软包装锂离子电池的包装膜为铝塑膜；•铝塑膜的主要生产厂家有两家，日本印刷DNP和昭和电工SHOWA；•铝塑膜由多层聚合物薄膜和Al层复合而成，最外层为PET或者NYLON层，粘接到Al层，内层为CPP层，也有在CPP和Al层间多粘接一层PET层的，用来防止短路；•铝塑膜的厚度常用的为112或者122微米厚的，也有用于超薄电池的87微米和动力电池的150微米厚度。软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程•1、来料检验——入库•2、前段领料——干燥——冷却——混料——涂布——断切——滚压——分条——分档——焊接极耳——拍平——粘接保护胶纸•3、分切隔膜；冲壳•4、中段卷绕（叠片）——平压及测短路——入壳——顶封——侧封——测短路及开口•5、后段干燥——注液——静置——预充——抽气——封边——切边——折边——第一次分容——老化——第二次分容——全检——喷码——出货•6、PACK来料全检——正极转镍——加锡——加保护板——加线（胶纸）——热缩膜——全检——喷码——包装出货软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程•1、来料检验——入库•1.1、正极材料检验项目•外包装、重量、色泽、比表面积、粒径、PH值、振实密度、发挥容量、加工性能、化学成分、水分等；•1.2、粘接剂（固体粘接剂PVDF）•外包装、重量、色泽、振实密度、溶解性能、水分、分子量等；•1.3、导电剂•外包装、重量、色泽、振实密度、比表面积、灰分、水分等；•1.4、铝箔•外包装、重量、外观、色泽、厚度、宽度、面密度、强度等；软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程•1、来料检验——入库•1.5、NMP•外包装、重量、色泽、含水量、溶解能力，游离氨含量等；•1.6、负极活性材料•外包装、重量、色泽、振实密度、比表面积、含水量、发挥容量、灰分放电效率等；•1.7、增稠剂•外包装、重量、色泽、含水量、分子量、粘度、溶解性等；•1.8、粘接剂（水性SBR）•外包装、重量、色泽、固含量、PH值等；软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程•1、来料检验——入库•1.9、铜箔•外包装、重量、外观、厚度、宽度、色泽、面密度、强度等；•1.10、胶纸（透明、高温）•外包装、重量、长度、外观、厚度、宽度、色泽、强度、粘接力、电解液浸泡等；•1.11、铝极耳•外包装、尺寸、和铝塑膜热熔性、耐电解液性、焊接性、弯折性等；•1.12、镍极耳•外包装、尺寸、和铝塑膜热熔性、耐电解液性、焊接性、上锡等；软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程•1、来料检验——入库•1.13、隔膜•外包装、色泽、厚度、宽度、长度、热收缩、孔隙率、强度等；•1.14、铝塑膜•外包装、色泽、厚度、宽度、长度、耐电解液性、可充深度、热封焊接性、与极耳焊接性等；•1.15、电解液•外包装、重量、生产日期、色泽、味道、导电率、密度、含水量、溶剂含量等；软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程•1、来料检验——入库•1.16、转镍条•外包装、重量、尺寸、外观、硬度、上锡性等；•1.17、焊锡•外包装、重量、尺寸、外观、熔融性、焊接性等；•1.18、保护板•外包装、尺寸、外观、保护性能、焊接性等；•1.19、热缩套管•外包装、尺寸、外观、温度性能、热缩性能等；软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程•2、前段•领料——干燥——冷却——混料——涂布——断切——滚压——分条——分档——焊接极耳——拍平——粘接保护胶纸•2.1、领料•数量、尺寸、配比、型号规格等确认；•2.2、干燥•物料、数量、温度、时间、换气间隔等；•2.3、冷却•温度、时间等；软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程•2、前段•2.4、混料•物料、数量、比例、温度、时间、速度、顺序、真空度、清洁、粘度、刮缸、分散效果、调粘度等；•2.5、涂布•物料、数量、速度、温度、面密度、外观、尺寸、干燥效果等；•2.6、断切•物料、数量、速度、尺寸、外观等；•2.7、滚压•物料、数量、速度、厚度、尺寸、外观、次数等；软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程•2、前段•2.8、分条•物料、数量、尺寸、毛刺、波浪型等；•2.9、分档•物料、数量、尺寸、重量等；•2.10、焊接极耳•物料、数量、焊点数量、压力、时间、功率、尺寸、间隙、焊接效果等；•2.11、拍平•物料、数量、效果、虚焊等；软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程•2、前段•2.12、粘接胶纸•物料、数量、尺寸、效果等；软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程•3、分切隔膜、冲壳•3.1、分切隔膜•隔膜供应商、型号、外观、规格、尺寸等；•3.2、冲壳•铝塑膜供应商、型号、厚度、尺寸、深度、裂痕、模具、腔体尺寸等；软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程4、中段卷绕（叠片）——平压及测短路——入壳——顶封——侧封——测短路及开口4.1、卷绕（叠片）正负极片、隔膜是否符合要求；卷绕（叠片）方式；极片是否插入到规定位置、（叠片数量）、对齐度、是否存在负极包不住正极以及隔膜包不住负极的情况、结尾是否在规定位置、极耳间距；4.2、平压及测短路压力、电芯数量、限位、温度、时间、厚度、间隙、短路、极耳间距；4.3、入壳壳子尺寸、正负极耳位置、是否合适、杂物等；软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程4.4、顶封热封机温度、压力、时间、封刀宽度、封刀整洁度、（胶条情况）、（铁氟龙胶带情况）、封刀平行度、热封效果、热封宽度、挤胶、极耳胶外露高度、极耳间距等。4.5、侧封热封机温度、压力、时间、封刀宽度、封刀整洁度、（胶条情况）、（铁氟龙胶带情况）、封刀平行度、热封效果、热封宽度、挤胶、电芯高度等。4.6、测短路及开口正负极之间是否短路、正负极与铝塑膜时候短路、正负极极耳是否反位、开口。软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程•5、后段干燥——注液——静置——预充——抽气——封边——切边——折边——第一次分容——老化——第二次分容——全检——喷码——出货•5.1干燥•干燥温度、时间、数量、换气次数、氮气水分含量等；•5.2注液•电解液供应商、型号、露点、容器干燥、清洗、气压、注液量、静置时间、真空度、外观、热封温度、时间、压力等；•5.3预充•电芯、夹子清洁、是否反向、程序设置、电压巡视、时间、容量、气胀；软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程•5.4抽气•真空度、卡槽深度、宽度、时间、压力、热封温度、失液量、厚度、外观等；•5.5封边•温度、压力、时间；•5.6切边•切边宽度、有效封边宽度；•5.7折边•折边宽度、高度、电芯宽度；•5.8第一次分容•流程、容量、电压等；软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程•5.9老化•老化温度、时间、电芯状态（电压、容量）；•5.10第二次分容•容量、流程、电压等；•5.11全检•尺寸、内阻、电压等；•5.12喷码•字体、大小、位置、是否清洗、粘接牢固等；•5.13出货•数量、电芯状态、包装、附件。软包装锂离子电池基础培训•三、制造流程•6、PACK•6.1、