锂离子电池生产控制要点课件.ppt
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1、锂离子电池生产控制要点,1,锂离子电池生产控制要点,锂离子电池生产控制要点,2,锂离子电池的主要原材料,一、主料 正极钴酸锂、负极石墨、电解液、隔膜纸 二、辅料 铝箔、铜箔、壳体等,锂离子电池生产控制要点,3,锂离子电池反应机理,LiCoO2+C LiC6+LixCoO2,锂离子电池生产控制要点,4,水分是锂电的大敌,所以整个生产过程中,在电芯没有封口前,都是在尽一切办法消除水分。 1、正极与水分反应,会消耗锂离子,影响容量,同时产生气体造成鼓壳; LiCoO2+CH2O LiC6+LixCoO2+LiOH+H2 2、水分和电解液反应,电解液分解,破坏SEI的完整性,影响电池的循环、平台等,并
2、产生氢氟酸,腐蚀电芯,造成漏液等。 LiPF6H2O LiF+PF3O+HF,锂离子电池与水分反应机理,锂离子电池生产控制要点,5,在生产过程如何控制水份呢?,1、环境湿度的控制; 2、 作业速度,流转速度控制; 3、 原材料烘烤,极片烘烤,电芯烘烤; 4、物料常规的保存与异常的处理;,锂离子电池生产控制要点,6,1、环境湿度的控制;,在条件允许的情况下,将操作环境湿度降到最低。尤其是注液车间,电解液对水分非常敏感,一点水分都会造成电解液性能下降。 所以在注液后,未封口前,注液孔的密封也是很重要的。因为出手箱的湿度在30%左右,只要没封住,电芯性能就非常差。,锂离子电池生产控制要点,7,2、
3、作业速度,流转速度控制;,环境湿度在低,如果产品空气中暴露时间长与短,吸收水分也有很大差别。 所以控制作业速度,加快产品流转速度,减少在空气暴露的时间,也可减少大量水分。 这就要求生产的基层管理,能够及时发现现场的一些小瓶颈,合理调配人员,保证流程流畅,对产品应以少量,多次的操作,转交为原则,不要怕麻烦,要以产品质量为重。,锂离子电池生产控制要点,8,3、 原材料烘烤,极片烘烤,电芯烘烤;,通过烘烤,去除原材料本身携带的水分; 通过真空烘烤,去除极片及电芯在加工过程吸收的水分; 以上虽然说起来简单,但员工的责任心非常重要,真空度,温度,烘烤时间,是否完全按工艺操作,是否按时换气,这些都将严重影
4、响烘烤效果,没有达到真正的烘烤目的,严重影响电池性能;,锂离子电池生产控制要点,9,4、物料常规的保存与异常的处理;,要求不使用的物料,都要密封保存或真空保存,以减少与水分接触的机会; 在同样烘烤时间内,材料本身水分含量越少,烘烤效果越好。 并且有些原材料长时暴露在空气中,会造成性能下降,甚至报废; 在发生一些异常情况时,应对材料加烘;,锂离子电池生产控制要点,10,生产过程中关键工序的控制点,锂离子电池生产控制要点,11,目的: 通过高温除去材料中的杂质和水分 控制点:温度、时间 温度偏高,时间过长正极材料结块 温度偏低,时间不够水分和杂质去除不干净,导致所有水分引起的问题。,1、正负极材料
5、烘烤,失控的后果,锂离子电池生产控制要点,12,目 的:各种原材料按标准比例均匀的混合在一起 控制点:配比、真空度,搅拌时间、固含量、黏度 比例错误造成容量低,极片质量差; 真空度达不到造成浆料吸收水分,影响性能; 时间不够造成混和不均匀,时间过长造成粘度不稳定, 甚至破坏原材料结构;,2、真空搅拌,失控的后果,锂离子电池生产控制要点,13,目 的: 使浆料均匀地涂覆在基体表面并烘干 控制点: 面密度、厚度、温度、速度 涂布厚度不稳定引起电池的局部不均匀,可能导致电池的容量和循环寿命的异常甚至安全问题 温度不稳定、速度过慢过快造成极片烘不干引起掉粉或过热影响极片的粘接性能,3、涂布,失控的后果
6、,锂离子电池生产控制要点,14,目 的:增加电极活性物质的密度并使表面平整 控制点:厚度(从观察极片的亮泽度看是否压死) 厚度未达到,极片偏厚,造成入壳难,电芯厚度超标; 厚度超出工艺要求,过压造成容量放不出,和电解液渗透困难,影响电芯性能; 辊面不平整极片表面不光滑甚至有毛刺,引起电池短路、自放电甚至出现安全问题,4、辊压,失控的后果,锂离子电池生产控制要点,15,目 的:按重量区分档次,使正负极搭配合理; 控制点:重量准确性、搭配原则即(配片原则) 重量错误、搭配错误,造成正负极比例不合理,影响容量发控及安全性能,5、极片称重,失控的后果,锂离子电池生产控制要点,16,目 的:使极片和极耳
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