锂电池的生产是一个复杂且精细的过程,涉及多个关键步骤和严格的质量控制。以下是锂电池生产的主要流程和关键要点:
一、极片制作
1. 正极配料
原料:活性物(如LFP、NCM等)、导电剂、粘结剂(如PVDF)。
流程:导电剂和粘结剂需分别进行烘烤,以去除水分。若采用湿法工艺,需提前配好PVDF胶液。将活性物、导电剂和粘结剂按一定比例混合,通过搅拌设备均匀分散,形成正极浆料。浆料需经过筛网过滤,去除大颗粒物和铁磁性物质。
关键参数:搅拌速度、温度、真空度、浆料的粒度和粘度等。
2. 负极配料
原料:活性物、导电剂、粘接剂、分散剂(常规负极体系为水系混料过程,溶剂为去离子水)。
流程:与正极配料类似,但需注意去离子水的导电率要求。将原料混合均匀后,形成负极浆料。浆料同样需经过筛网过滤。
关键参数:搅拌速度、时间、温度、真空度、浆料的粘度和粒度等。
3. 涂布
流程:将正极浆料或负极浆料分别涂布在铝集流体或铜集流体上。涂布方式可采用挤压涂或喷涂。涂布后需进行烘烤,以去除溶剂并固化浆料。
关键参数:涂布速度、烘烤温度、涂布层的厚度等。
4. 对辊/压实
流程:对涂布后的极片进行压实处理,以提高极片的密度和厚度均匀性。压实方式可采用热压或冷压。
关键参数:压实密度、反弹率、延伸率等。
5. 分条
流程:将整片极片裁剪成宽度一致的小条,以对应电池的高度。分条后需检查极片的毛刺情况。
关键参数:分条宽度、毛刺长度等。
6. 干燥与焊接
流程:对分条后的极片进行干燥处理,然后焊接极耳并进行极耳包胶处理。
关键参数:干燥温度、焊接强度、极耳长度和整形宽度等。
二、电芯制作
1. 卷绕
流程:将隔膜、正极片、负极片通过卷绕机卷绕成单个卷芯。卷绕过程中需保持负极包住正极,并通过隔膜将正负极片隔离。
关键参数:卷绕张力、极片对齐度等。
2. 入壳
流程:将卷芯插入钢壳或铝壳中。入壳前需进行Hi-Pot测试以检查是否存在高压短路,并进行吸尘处理以控制粉尘。
关键参数:入壳率、壳体尺寸等。
3. 电芯烘烤
流程:对入壳后的电芯进行烘烤处理,以去除电芯内部的水分和挥发性物质。
关键参数:烘烤温度和时间等。
4. 注液
流程:将电解液注入电芯中。注液前需对电芯进行除水处理,并严格控制环境的湿度。
关键参数:电解液成分、注液量等。
5. 超焊盖帽
流程:通过超声焊接将盖帽焊接在电芯上,以封闭电芯并防止电解液泄漏。
关键参数:焊接强度、盖帽尺寸等。
三、电池组装与检测
1. 化成
流程:对电芯进行化成处理,以激活电芯内部的正负极物质,并在负极表面形成良好的SEI膜。
关键参数:化成电流、电压和时间等。
2. 老化
流程:将化成后的电芯进行老化处理,以稳定电芯的性能并筛选出性能不合格的电芯。
关键参数:老化温度和时间等。
3. 模组组装
流程:将多个电芯组装成模组。组装前需对电芯进行清洁和涂胶处理,以提高电芯之间的粘接强度。组装过程中还需进行焊接、绝缘阻抗测试和下线测试等。
关键参数:模组尺寸、电芯排列方式、焊接强度等。
4. 包装与入库
流程:对组装好的模组进行包装处理,并送入仓库进行存储。
关键参数:包装材料、存储条件等。
综上所述,锂电池的生产过程涉及多个关键步骤和严格的质量控制。每个步骤都需要精确控制各种参数和条件,以确保蕞终产品的性能和质量。
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