鋰電池生產過程圖解

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第一步 負極勻漿

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第二步 正極勻漿

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第三步 塗布

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第四步 碾壓

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第五步 分切

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第六步 烘烤

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第七步 卷繞

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第八步 入殼

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第九步 點焊

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第十步 烘烤

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第十一步 注液

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第十二步 焊蓋帽

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第十三步 清洗

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第十四步 乾燥儲存

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第十五步 檢測對齊度

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第十六步 殼體噴碼

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第十七步 化成

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組裝後的電池,被給予一定的電流,使電池正負極活性物質被激發,最後使電池具有放電能力的電化學過程稱為化成,電池只有經過化成後才能作為電源使用。

第十八步 OCV測量

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第十九步 常溫度儲存

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第二十步 分容

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電池在製造過程中,因工藝原因使電池的實際容量不可能完全一致,通過一定的充放電檢測,將電池按容量分類的過程稱為分容。

第二十一步 最後工序

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關於鋰電池化成-老化工藝的分析與總結

鋰離子電池的生產製造,是由一個個工藝步驟嚴密聯絡起來的過程。整體來說,鋰電池的生產包括極片製造工藝、電池組裝工藝以及最後的注液、封口、化成、老化工藝。在這三個階段的工藝中,每道工序又可分為數道關鍵工藝,每一步都會對電池最後的性能形成很大的影響。

在極片製造工藝階段,可細分為漿料製備、漿料塗覆、極片輥壓、極片分切、極片乾燥五道工藝。在電池組裝工藝,又根據電池規格型號的不同,大致分為卷繞、入殼、焊接等工藝。組裝完成後的注液工藝又包括注液、封口。最後是電池的化成、老化、分容三步工藝。在電池製作完成後,需要對電池進行初次預激活和穩定化,也就是最後的化成-老化-分容工序。

鋰電池生產過程圖解

一、化成
關於化成(Pre-formation)的概念,就是對製造出來的鋰離子電池進行一次小電流的充放電。在鋰電池製作完成後,需要對電池進行小電流的充放電。關於預充電的目的,主要是兩個:

1、電池製作完成後,電極材料並不是處在最佳適用狀態,或者物理性質不合適(例如顆粒太大,接觸不緊密等),或者物相本身不對(例如一些合金機理的金屬氧化物負極),需要進行首次充放電對其激活。

2、在鋰電池進行第一次充電過程中,Li+從正極活物質中脫出,經過電解液-隔膜-電解液後,嵌入負極石墨材料層間。在此過程中,電子沿著外圍電路從正極遷移到負極。此時,由於鋰離子嵌入石墨負極電位較低電子會先與電解液反應生成SEI膜和部分氣體。

在此過程中會產生部分氣體產生同時伴隨少量電解液的消耗,有些電池廠家會在此過程後進行電池

排氣和補液的操作,尤其是對於 LTO電池來說,會產生大量的氣體造成電池鼓包厚度超過10%。對於石墨負極來說,產氣量較少,不必要進行排氣的操作,這是因為在第一次充電過程中產生的SEI膜阻礙了電子與電解液的進一步反應,不再產生氣體。這也就是石墨體系電池不可逆容量的來源,雖然造成了不可逆容量損失,但是也成就了電池的穩定。

二、老化

老化一般就是指電池裝配注液完成後第一次充電化成後的放置,可以有常溫老化也可有高溫老化,兩者作用都是使初次充電化成後形成的SEI膜性質和組成更加穩定,保證電池電化學性能的穩定性。老化的目的主要有三個:

1、電池經過預化成工序後,電池內部石墨負極會形成一定的量的SEI膜,但是這個膜結構緊密且孔隙小,將電池在高溫下進行老化,將有助於SEI結構重組,形成寬鬆多孔的膜


2、化成後電池的電壓處於不穩定的階段,其電壓略高於真實電壓,老化的目的就是讓其電壓更準確穩定


3、將電池置於高溫或常溫下一段時間,可以保證電解液能夠對極片進行充分的浸潤,有利於電池性能的穩定。

鋰電池生產過程圖解

電池的化成-老化工藝是必不可少的,在實際生產中根據電池的材料體系和結構體系選擇電池充放電工藝,但是電池的化成必須在小電流的條件下充放電。經過這兩步關鍵工藝後,再對穩定下來的電池進行分容,經過包裝等工序後就可以出廠了。

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