锂离子动力电池电芯生产工艺及设备

1锂离子动力电池电芯项目生产工艺及设备一、技术方案（一）技术来源以磷酸铁锂为正极材料制造的锂离子动力电池，是目前国内外最先进的锂离子电池。这种材料与以住的锂离子电池正极材料LicoO2、LiMn204和LiNiMO2(钴酸锂和锰酸锂)相比，其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的。产品的特点：1、高能量密度。其理论比容量为170mAh/g，产品实际比容量可超过140mAh/g。2、超长寿命。一般以LicoO2、LiMn204和LiNiMO2为正极材料的锂离子电池寿命最多为600次，而磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到2000次以上。3、使用安全。磷酸铁锂完全解决了钴酸锂和锰酸锂的安全隐患问题，钴酸锂和锰酸锂在强烈的碰撞下会产生爆炸对消费者的生命安全构成威胁，而磷酸铁锂以经过严格的安全测试即使在最恶劣的交通事故中也不会产生爆炸堪为最特色的锂离子电池。4、快速充电性能。磷酸铁锂正极材料的锂电池，可以使用大倍率充电，最快可在1小时内将电池充满。5、耐高温。磷酸铁锂电热峰值可达350℃---500℃,而钴酸锂和锰酸锂只在200℃左右。锂离子动力电池电芯制造工艺是公司技术人员根据锂电池的工2作原理，在消化、吸收国内成熟的锂电池制造技术的基础上，自主研发的生产工艺，经科技查新，属国内先进，该工艺已获得国家知识产权局专利申请受理，申请号为：200710163661.6。（二）制备工艺1、将高分子聚合物、无机化合物与辅料在搅拌情况下进行充分混合均匀，经过筛，制得分散体。2、按规定的量涂布在规定规格的模板上，辊压、分切、卷绕（叠片）、焊接等经老化性检验即得。3、充电测试包装。（三）主要工艺流程1、正极片的生产（1）将磷酸铁锂、聚四氟乙烯乳液、去离子水按一定的比例混合，经过真空搅拌机搅拌5小时，再经80目的过筛进行筛滤，制得正极涂料。（2）用涂布机把涂料涂在铝箔上（涂布机温度为110℃，速度为2米/分）。（3）把涂过的极片分切后进行真空烘烤（120℃，6h，电加热），再进行辊杂（辊成0.14-0.16mm）。（4）为了与其它元件相连，在极片上焊上铝带。2、负极片的生产（1）将石墨、羟甲基纤维素钠（CMC）、去离子水按一定的比例混合，经过真空搅拌机搅拌5小时，再经100目的过筛进行筛滤，制3得负极涂料。（2）用涂布机把涂料涂在铝箔上（涂布机温度为110℃，速度为2米/分）。（3）把涂过的极片分切后进行真空烘烤（120℃，6h），再进行辊杂（辊成0.14-0.16mm）。（4）为了与其它元件相连，在极片上焊上铝带。3、电芯的生产（1）将正负板片进行配对，加上绝缘隔膜纸后进行卷绕。（2）把卷好的电芯放入壳体，焊上盖帽，进行激光焊封口。（3）把焊好的电芯放入真空烘箱（电加热）中120℃烘烤8小时，然后迅速转入注液箱中进行注液（注液箱温度：23±2℃，相对湿度：2%），电解液为外购六氟磷酸锂溶液。（4）注液后的电池，进行充电化成，充电10小时后，进行封口，然后置烘箱中进行45℃下老化72小时，再进行检测分类，包装出货。二、设备方案根据生产艺需要，年产2000万颗锂离子电池电芯需要新增主要生产设备583台(套)，主要为涂布机、辊扎机、动力电池化成柜、动力电池检测柜、隔离式真空干噪箱等设备。项目主要设备选用国产先进设备，大部分为通用性设备（方型、圆柱形、聚合物和动力电池），圆柱形设备是在方型电池的基础上，加入滚槽机、封口机；动力电池设备是在方型电芯的基础上换一下检测设备；聚合物设备只是在方型电芯设备加入封口设备、注液设备和外壳修饰设备，此设备包括便携4式电源设备和动力电池设备。表1设备清单一览表设备名称型号数量设备供应商一、制浆车间52高温烤箱650度6慈溪市烘箱厂真空搅拌机100L6上海申港机械厂食品搅机60L6上海申港机械厂空调設備2当地采购烘箱300度6慈溪市烘箱厂振动筛4新乡三圆堂机械公司行星式球磨机5L4七星华创球磨机100L4七星华创储料罐4江苏启东市长江机械厂胶体磨4温州七星乳品设备厂真空筛料机6信宇人二、涂布车间25涂布机800/17米7七星华创或自制回收设备6信宇人搅拌设备6信宇人空调設備4当地采购除湿机2杭州川井电器公司三、制片车间44辊压机800*8004北京七星华创裁片机80004信宇人分条机8004恒瑞超声波焊机1500W/40hz12镇江天华电阻焊机双针4镇江天华吸尘设备4恒瑞真空烤箱三层8信宇人真空泵20L2恒瑞中央空调（和制片混用）2杭州川井电器公司四、装配车间174真空烤箱三层6信宇人输送带40M6自动卷绕机6信宇人或自制手动卷绕机100信宇人或自制热压机6七星华创或自制吸尘设备4信宇人或自制铝塑膜冲壳机12七星华创电阻焊机双针6镇江天华超声波焊机1500W/40hz4镇江天华修边机14七星华创真空泵20L2恒瑞空调設備4当地采购除湿机4杭州川井电器公司五、注液车间40真空烤箱三层16信宇人手套箱（带净化和干燥系统）6恒瑞封口机6恒瑞注液机6恒瑞或自制除湿机2无锡奥波除湿设备有限公司空调設備2当地采购真空泵20L2恒瑞六、化成、分容、检测2485化成柜双256点/5-15A100深圳子木科技有限公司分容柜双256点/10-20A100深圳子木科技有限公司除湿机2杭州川井电器公司空调設備4当地采购老化房2自制真空封（边）口设备6七星华创自动切边机6七星华创烫边机6七星华创七、包装16激光打码机2深圳文仪科技设备厂红外线热收缩包装机4杭州萧山万丰机电设备厂合计583四、总平面布置本项目总平面布置是在已征用的工业用地的基础上统一规划设计。生产区与办公、经营开发分离，物流与人流分离，供电、供水线路简捷，土地利用及投资合理，建筑物平面布局美观、大方，突出与环境协调。利于树立企业形象，便于企业进一步发展。项目总占地48551.1㎡(72.83亩)，总建筑面积47361.4㎡，总建筑占地面积17921.3㎡，分生产和生活两个区域建设。本项目生产设备583台套，新建生产厂房及办公生活设施65380㎡，其中新建10栋钢筋混凝土生产车间、2栋仓库、1栋锅炉房和1栋高压配电间，总建筑面积56460㎡；2栋倒班公寓、1栋职工公寓、1栋食堂、1栋办公大楼和1间门卫室，建筑面积8920㎡。工程总占地48551.1㎡(72.83亩)，其中行政及生活设施用地面积4769.6㎡(占总占地面积的9.82%),厂房及辅助配套设施占地面积15191.7㎡(占总占地面积的31.3%),管线占地面积4855.1㎡(占总占地面积的10%),绿地面积7185.6㎡(占总占地面积的14.8%，场地及道路占地面积16549.4㎡（占总占地面积的34.08%）。总建筑面积47361.4㎡，其中行政及生活设施建筑面积21058㎡，厂房及辅助配6套设施建筑面积26303.4㎡。其中容积率为0.97,绿化率14.8%,建筑系数0.41。