鋰電池制造工藝原理及應(yīng)用

鋰電池是鋰離子聚合物電池的統(tǒng)稱。從材料上來講有磷酸鐵鋰電池，鈷酸鋰電池，三元鋰電池等。從外觀上分類有，方形，圓柱和紐扣等。其中圓柱形的最早出現(xiàn)在市場(chǎng)是由索尼在1989年推出的18650型號(hào)圓柱鋰電池。鋰電池的工作原理大概是，正極采用鋰化合物L(fēng)ixMO2,（如LixNiO2,或LiMn2O4、 LixCoO2等）,負(fù)極采用鋰碳層間化合物L(fēng)ixC6。電解質(zhì)為溶解有LiPF6,LiAsF6等的有機(jī)溶液。在充放電過程中，Li在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象地稱為“搖椅式電池”（Rocking Chair Batteries,縮寫為RCB）0<X<0.5 X的增大會(huì)提高容量及放電電位。

鋰電池制造工藝流程

勻漿：鋰離子電池的極片是電芯中最重要的組成部分，勻漿即指鋰離子正負(fù)極片上的所涂漿料的制備過程，漿料的制備需要將正負(fù)極物料、導(dǎo)電劑及粘結(jié)劑進(jìn)行混合，所制備的漿料需要均一、穩(wěn)定。不同鋰電池生產(chǎn)廠家都有自己的勻漿工藝配方，勻漿過程中的加料順序、加料比例及攪拌工藝都對(duì)勻漿效果有著極大的影響。勻漿結(jié)束后需要對(duì)漿料進(jìn)行固含量、粘度、細(xì)度等測(cè)試，以確保漿料性能滿足要求。

涂布：制備好的正、負(fù)極漿料需涂覆在鋁箔或者銅箔上并烘干，這個(gè)過程即為涂布。涂布工藝是鋰離子電池制造的核心工序，在很大程度上決定著鋰離子電池的性能。涂布后的極卷要求表面平整，色澤均一，無(wú)露箔、顆粒、劃痕、褶皺等。

鋰電池制備工藝

鋰電池生產(chǎn)制造過程自動(dòng)化程度呈現(xiàn)獨(dú)立單元式結(jié)構(gòu)，每個(gè)工序或單元，采用全自動(dòng)化或半自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行工作，單元之間為了便于銜接和管理，采用人工轉(zhuǎn)移或流水線轉(zhuǎn)移的方式，保證生產(chǎn)過程的流暢性。

鋰電池生產(chǎn)制造要求條件高，電池材料成本較高，因此需要對(duì)各自動(dòng)化生產(chǎn)單元的工藝參數(shù)實(shí)時(shí)采集監(jiān)控，例如壓力、溫度、電壓、內(nèi)阻等。要求對(duì)所有相關(guān)物料批次均有明確的批次追溯信息。當(dāng)下鋰電池生產(chǎn)存在單機(jī)自動(dòng)化、生產(chǎn)品單一、人工產(chǎn)品切換、交付周期長(zhǎng)、產(chǎn)線智能化低等問題。

1、鋰電池流程性的制造方式，計(jì)劃涉及的因素較多，比如資源負(fù)荷、物料情況、交付時(shí)間、優(yōu)先級(jí)、計(jì)劃執(zhí)行實(shí)績(jī)等，不得不依賴于人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)劃排程，容易出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致訂單延期、資源沖突、負(fù)荷不均衡、停工待料、頻繁換線、經(jīng)常加班等情況。

2、鋰電池生產(chǎn)管理部門無(wú)法及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取各個(gè)制造現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)信息，無(wú)法把握實(shí)時(shí)變化的現(xiàn)場(chǎng)情況;造成了生產(chǎn)計(jì)劃與現(xiàn)場(chǎng)制造信息不同步，使得計(jì)劃執(zhí)行過程大打折扣，由于現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法完全貫徹計(jì)劃，計(jì)劃反而只能被動(dòng)地根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)滯后的情況經(jīng)常進(jìn)行反向調(diào)整。

3、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)缺少對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和對(duì)設(shè)備負(fù)荷情況進(jìn)行分析的手段，生產(chǎn)管理人員不能及時(shí)全面了解整個(gè)車間設(shè)備運(yùn)行的總體情況，無(wú)法對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，從而使生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)有出現(xiàn)設(shè)備閑忙不均的狀況，鋰電池生產(chǎn)制作設(shè)備利用率不高。

4、工單的生產(chǎn)過程包括生產(chǎn)進(jìn)度、質(zhì)量狀況、返工狀況、維修狀況、在制品狀況等信息都無(wú)法及時(shí)了解;每個(gè)車間、每條產(chǎn)線目前的投入、產(chǎn)出狀況，目標(biāo)達(dá)成狀況等都無(wú)法及時(shí)了解，從而無(wú)法快速?zèng)Q策以保證生產(chǎn)目標(biāo)的達(dá)成。

鋰電池生產(chǎn)制造流程工藝的改進(jìn)，可以很大一定程度的節(jié)省生產(chǎn)制造成本，所以現(xiàn)在鋰電池行業(yè)的許多廠家都在不斷的尋求鋰電池生產(chǎn)制造的最大程度的一體化自動(dòng)化生產(chǎn)制造設(shè)備，減少人為參與的工序，降低電池次品率。

鋰電池的制造工藝

鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。

鋰電老兵馬工帶你看看鋰電芯21道生產(chǎn)工序，每一個(gè)工序都是會(huì)經(jīng)過檢驗(yàn)合格后轉(zhuǎn)入下工序。

負(fù)極配料

正極配料

涂布

碾壓

分切

烘烤

卷繞

入殼

點(diǎn)焊殼底

檢測(cè)對(duì)齊

焊蓋帽

注液

烘烤

化成

分容

干燥存放

清洗

噴碼

常溫存放

OCV

包裝

鋰電池工藝設(shè)計(jì)

鋰離子電池的工藝技術(shù)非常嚴(yán)格、復(fù)雜，這里只能簡(jiǎn)單介紹一下其中的幾個(gè)主要工序。頭條萊垍

（1）制漿用專門的溶劑和粘接劑分別與粉末狀的正負(fù)極活性物質(zhì)混合，經(jīng)高速攪拌均勻后，制成漿狀的正負(fù)極物質(zhì)。頭條萊垍

（2）涂膜將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面，烘干，分別制成正負(fù)極極片。萊垍頭條

（3）裝配按正極片--隔膜--負(fù)極片--隔膜自上而下的順序放好，經(jīng)卷繞制成電池極芯，再經(jīng)注入電解液、封口等工藝過程，即完成電池的裝配過程，制成成品電池。垍頭條萊

（4）化成用專用的電池充放電設(shè)備對(duì)成品電池進(jìn)行充放電測(cè)試，對(duì)每一只電池都進(jìn)行檢測(cè)，篩選出合格的成品電池，待出廠。 鋰電池生產(chǎn)---涂布機(jī) 鋰電池組裝設(shè)備萊垍頭條

鋰電池制造工藝原理及應(yīng)用視頻

換上此款電池后，手機(jī)現(xiàn)在的續(xù)航真的不錯(cuò)，是正品的，里面包裝也很有儀式感，看著就很放心，里面有使用說明書，操作說明也很簡(jiǎn)單易懂，很滿意所以我來評(píng)價(jià)了真的非常Nice，容量好大，本來看著這部手機(jī)待機(jī)時(shí)間越來越不耐用了，以為要換手機(jī)了，現(xiàn)在換了電池簡(jiǎn)直是滿血復(fù)活，已經(jīng)推薦給周圍的人了，電池能用很久了，玩兒的時(shí)候不會(huì)發(fā)燙，這個(gè)就讓人比較很放心了。 電池不錯(cuò)，容量大，也有賣家贈(zèng)送的拆機(jī)工具和視頻，很方便。拆機(jī)的時(shí)候兩個(gè)步驟需要注意一下：

一是拆屏幕時(shí)邊緣會(huì)有膠，用吹風(fēng)加熱一下比較好拆；

二是在撕舊電池膠時(shí)盡量慢一點(diǎn)，避免把膠拉斷，其他步驟都很簡(jiǎn)單。

鋰電池制造工藝原理及應(yīng)用研究

鋰電池分為鋰金屬電池和鋰離子電池兩種。

1、鋰金屬電池

鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。放電反應(yīng)原理為：Li+MnO2=LiMnO2

2、鋰離子電池

鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為：LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)；充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為：6C+XLi++Xe- = LixC6；充電電池總反應(yīng)：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6

擴(kuò)展資料：

相較于以化石燃料為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)能源供給方式，鋰電池的出現(xiàn)打破了以往的碳基供能方式，減少了碳排放量，為可持續(xù)發(fā)展提供了新路徑。

從上世紀(jì)90年代開始，鋰電池開始進(jìn)入市場(chǎng)，逐漸成為電器和IT終端設(shè)備的動(dòng)力選擇。更小的體積、更穩(wěn)定的性能、更好的循環(huán)性，使鋰電池逐漸遍布人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)方面，助力人類向清潔世界邁出重要一步。

鋰電池制造工藝原理及應(yīng)用pdf

鋰電池隔膜濕法的工藝原理是將結(jié)晶性聚合物、熱塑性聚合物以及具有高沸點(diǎn)的小分子化學(xué)物稀釋劑(比如石蠟油)進(jìn)行混合,在高溫下形成均相溶液,然后降低溶液溫度,使混合物發(fā)生固液相分離或者液液分離,將小分子化學(xué)物稀釋劑萃取脫除后,形成熱塑性與結(jié)晶性聚合物的多孔隔膜。

鋰電池制造工藝原理及應(yīng)用論文

金屬鉀電池與鋰離子電池的比較

從手機(jī)到太陽(yáng)能再到電動(dòng)汽車，人們?cè)絹碓揭蕾囯姵?。?duì)安全、高效和強(qiáng)大的能量存儲(chǔ)的需求不斷上升，導(dǎo)致人們?cè)絹碓蕉嗟匾筇娲L(zhǎng)期主導(dǎo)該領(lǐng)域的可充電鋰離子電池技術(shù)。

美國(guó)倫斯勒理工學(xué)院的研究人員在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上宣布該報(bào)告討論他們?nèi)绾慰朔渫贿@長(zhǎng)時(shí)間挑戰(zhàn),開發(fā)了一個(gè)功能類似于鋰離子電池但依賴鉀(一種物質(zhì)資本日益豐富和更便宜的元素)的金屬電池。

電池由兩個(gè)電極組成一端是正極，另一端是負(fù)極(在電池中稱為正極和負(fù)極，在電池中稱為正極和負(fù)極)。假如你觀察鋰離子電池內(nèi)部，你通常會(huì)發(fā)現(xiàn)鋰鈷氧化物制成的正極和石墨制成的負(fù)極。在充放電過程中，鋰離子在兩個(gè)電極之間來回流動(dòng)。

在這種情況下，假如研究人員想要簡(jiǎn)單地用鋰鈷氧化物取代鉀鈷氧化物，電池的功能就會(huì)降低。鉀是一種較大較重的元素，所以它的能量密度較低。相反，倫斯勒的團(tuán)隊(duì)希望通過用金屬鉀代替石墨陽(yáng)極來改善鉀的功能。

就功能而言，這種電池可能是傳統(tǒng)鋰離子電池的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。尼克希爾卡拉特卡爾(NikhilKoratkar)教授是倫斯勒學(xué)院(rensselaer)一位很有天賦的教授，專門研究機(jī)械、航空航天和核工程，他是這篇論文的重要作者。

盡管金屬電池顯示出了巨大的潛力，但傳統(tǒng)陽(yáng)極上金屬沉積物(樹突)的出現(xiàn)卻給它們帶來了麻煩。枝晶是由金屬鉀在充放電過程中不均勻沉積而形成的?？ɡ乜柦淌谡f，隨著時(shí)間的推移，金屬鉀的卷須變得越來越長(zhǎng)，幾乎就像樹枝相同。

假如晶體長(zhǎng)得太長(zhǎng)，它們最終會(huì)刺穿隔膜，阻礙電極之間的接觸，使電池短路。電池中的短路會(huì)出現(xiàn)熱量，并有點(diǎn)燃設(shè)備中的有機(jī)電解質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)。

在這篇文章中，Koratkar教授和他的團(tuán)隊(duì)，包括rensselaer的博士生PrateekHundekar，以及馬里蘭大學(xué)的研究人員，包括化學(xué)和生物分子工程學(xué)教授王春生，解釋了他們是如何解決樹突問題的，為商業(yè)應(yīng)用鋪平了道路。通過較高的充放電速率運(yùn)行電池，可以很好地控制電池內(nèi)部溫度的升高，并可以很好地完成負(fù)極中枝晶的自校正行為。

Koratkar教授將這種自我修正的過程比作一場(chǎng)風(fēng)暴后的除雪。風(fēng)和陽(yáng)光把雪片從堆里移走，縮小了堆的大小，最終把它完全壓扁。

同樣的道理，電池內(nèi)部的溫度升高不會(huì)熔化金屬，但它確實(shí)有助于激活金屬表面鉀原子的分散，鉀原子從它們積累的金屬鉀水平移動(dòng)，以幫助撫平樹突。

通過這種方法，我們的想法是在夜間或不使用電池的時(shí)候使用電池處理系統(tǒng)，利用系統(tǒng)供應(yīng)的局部熱量完成樹突的自校正。Koratkar教授說。

Koratkar教授和他的團(tuán)隊(duì)還證明了鋰金屬電池也能以同樣的方式自我校正，但是他們發(fā)現(xiàn)鉀金屬電池要更少的熱量來做到這一點(diǎn)。Koratkar教授表示，這一重要發(fā)現(xiàn)表明，金屬鉀電池比鋰金屬電池更加有效、更安全、更加有用。

我希望看到一個(gè)從傳統(tǒng)鋰離子電池到金屬電池的范式轉(zhuǎn)變。Koratkar教授說:金屬電池是制造電池最有用的方法，但目前還不是因?yàn)闃渫粏栴}。我認(rèn)為，用鉀金屬制造金屬電池是很有前途的。

鋰離子電池制造工藝原理與應(yīng)用

鋰離子電池工作原理

鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。

充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為

LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)

充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為

6C+XLi++Xe-=LixC6

充電電池總反應(yīng)：LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6

鋰電池生產(chǎn)工藝詳解

一種低成本、低能耗、零污染鋰電池負(fù)極材料生產(chǎn)工藝，它涉及鋰電池負(fù)極材料領(lǐng)域。它的工藝流程為：石墨原料—純化處理—五機(jī)添加物—高溫?zé)啤鬯椤旨?jí)—檢測(cè)—包裝—成品；本發(fā)明具有容量大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記性等優(yōu)點(diǎn)，且成本低、能耗低、無(wú)污染。