聚合物锂离子电池生产基础工艺培训.docx

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聚合物锂离子电池生产基础工艺培训

聚合物锂离子电池生产基础工艺培训

软包装锂离子电池基础培训吕江英软包装锂离子电池基础培训一、理论知识二、基本物料三、制造流程四、最后的原则五、常用知识软包装锂离子电池基础培训一、理论知识电化学原理LiMxOyCLIzMxOyLizC充电时锂离子由正极迁移到负极并嵌入石墨层放电时锂离子由负极石墨层脱出嵌入到正极活性物质层。

软包装锂离子电池基础培训一、理论知识铅酸电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池软包装锂离子电池电压（V）能量密度低低中高高循环寿命环保污染污染绿色绿色绿色记忆效应无有轻微无无安全高高高低需保护电路低需保护电路应用领域UBS汽车启动电源基站电源电动车等小型便携设备（刮须刀收音机mp）电动工具玩具等小型便携设备（刮须刀收音机mp数码相机）玩具等小型便携设备（手机电脑MPDVD）电动工具电动车等小型便携设备（手机电脑MP篮牙DVD）电动工具玩具电动车等软包装锂离子电池基础培训二、基本物料、电池基本组成正极：

正极活性物质导电剂粘接剂集流体极耳负极：

正极活性物质导电剂粘接剂集流体极耳隔膜：

聚乙烯薄膜或者聚乙烯聚丙烯三层膜或者粘接了无机粉末的无纺布隔膜电解液：

导电锂盐的有机溶液包装膜：

铝塑多层膜软包装锂离子电池基础培训二、基本物料、正极锂离子电池的正极活性物质为锂金属氧化物或者其它类型的化合物如：

钴酸锂、锰酸锂、锂钴锰镍酸锂、磷酸亚铁锂、磷酸钴锂、磷酸锰锂、磷酸钒锂、聚苯胺等目前量产的锂离子电池的正极活性物质都含有锂元素并且锂离子能够在一定的电压条件下嵌入和脱出正极的导电剂一般为导电炭黑常用的有SP、S、KS等正极的粘接剂一般使用PVDF主要型号有、A等适用于有机溶剂体系也有使用水性粘接剂的主要是一些聚丙烯酸酯类的粘接剂如：

LA、F等也有使用SBR的SBR使用时要配合CMC增稠剂使用软包装锂离子电池基础培训二、基本物料、负极负极活性物质为石墨或者其它物质如：

硅、锡、钛酸锂等石墨有人造石墨和天然改性石墨或者两者的混合物也有将硅、锡等材料的纳米颗粒和石墨混用的可以大大提高负极的比容量钛酸锂具有非常好的性能具有零形变的特性并且高倍率放电性能非常好负极的导电剂一般也是导电炭黑SP或者不使用导电剂负极的粘接剂也分为有机溶剂性的和水性的和正极相同软包装锂离子电池基础培训二、基础物料、电解液电解液多为六氟磷酸锂的molL碳酸酯溶液根据电池的不同用途溶质也可以是：

六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟甲基二乙基磺酸锂或者其组合等溶剂可以是碳酸二甲酯、碳酸乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯或者其不同比例的组合等。

电解液根据不同的安全性能的要求会添加不同的增强安全性能的添加剂如防过充的、阻燃的、提高高温性能的、提高储存性能的、提高低温性能的等。

软包装锂离子电池基础培训二、基础物料、隔膜常用的隔膜有三种：

聚丙烯隔膜、聚乙烯和聚丙烯三层膜、粘接了无机颗粒的无纺布隔膜聚丙烯隔膜的制备有干法和湿法两种方法干法属于拉伸膜湿法属于涂布造孔类成膜一般来说湿法隔膜性能更好一点厚度一般有、、、微米三层隔膜是由聚乙烯拉伸膜和聚丙烯拉伸膜复合而成具有干法隔膜的特性厚度一般有、、微米无纺布隔膜有无机颗粒粘附到无纺布上制成具有不收缩吸液量大的有点安全性能非常好但是需要更高的干燥条件厚度一般有、微米软包装锂离子电池基础培训二、基本物料、集流体正极的集流体一般为铝箔也有使用钛箔或者其它箔材的适用于一些特殊的用途铝箔为压延工艺制作目前常用的厚度为微米面密度在gm左右为了增强铝箔的拉伸强度普遍在铝箔中增加了其它元素形成合金后期还使用了其它工艺来增强铝箔的拉伸性能。

负极的集流体一般为铜箔也有使用不锈钢或者镍箔的铜箔有电解铜箔和压延铜箔同时电解铜箔有双面光铜箔和单面光铜箔常用铜箔的厚度为微米也有微米的面密度在gm到gm不等。

软包装锂离子电池基础培训二、基本物料、极耳正极的极耳使用的是金属铝极耳负极使用的是镍极耳也可以使用铜极耳或者镀镍铜极耳也有厂家使用铝极耳（需要特殊保护）极耳胶有三种白胶、黑胶、黄胶白胶为一种物质改性的CPP黑胶为多层结构最外层为改性CPP中间一层为PET最内层为改性的CPP黄胶类似黑胶不同的是中间一层为网状结构的无纺布三种极耳各有优劣白胶的热封参数比较难以掌控容易过熔黑胶比较硬难以弯折且易分层黄胶极耳柔软但是同样存在这容易分层的缺点极耳需要能够耐电解液的浸泡需要能够通过高温高湿的检验铝极耳要能够弯折多次不断镍极耳要容易上锡软包装锂离子电池基础培训二、基本物料、包装膜软包装锂离子电池的包装膜为铝塑膜铝塑膜的主要生产厂家有两家日本印刷DNP和昭和电工SHOWA铝塑膜由多层聚合物薄膜和Al层复合而成最外层为PET或者NYLON层粘接到Al层内层为CPP层也有在CPP和Al层间多粘接一层PET层的用来防止短路铝塑膜的厚度常用的为或者微米厚的也有用于超薄电池的微米和动力电池的微米厚度。

软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、来料检验入库、前段领料干燥冷却混料涂布断切滚压分条分档焊接极耳拍平粘接保护胶纸、分切隔膜冲壳、中段卷绕（叠片）平压及测短路入壳顶封侧封测短路及开口、后段干燥注液静置预充抽气封边切边折边第一次分容老化第二次分容全检喷码出货、PACK来料全检正极转镍加锡加保护板加线（胶纸）热缩膜全检喷码包装出货软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、来料检验入库、正极材料检验项目外包装、重量、色泽、比表面积、粒径、PH值、振实密度、发挥容量、加工性能、化学成分、水分等、粘接剂（固体粘接剂PVDF）外包装、重量、色泽、振实密度、溶解性能、水分、分子量等、导电剂外包装、重量、色泽、振实密度、比表面积、灰分、水分等、铝箔外包装、重量、外观、色泽、厚度、宽度、面密度、强度等软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、来料检验入库、NMP外包装、重量、色泽、含水量、溶解能力游离氨含量等、负极活性材料外包装、重量、色泽、振实密度、比表面积、含水量、发挥容量、灰分放电效率等、增稠剂外包装、重量、色泽、含水量、分子量、粘度、溶解性等、粘接剂（水性SBR）外包装、重量、色泽、固含量、PH值等软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、来料检验入库、铜箔外包装、重量、外观、厚度、宽度、色泽、面密度、强度等、胶纸（透明、高温）外包装、重量、长度、外观、厚度、宽度、色泽、强度、粘接力、电解液浸泡等、铝极耳外包装、尺寸、和铝塑膜热熔性、耐电解液性、焊接性、弯折性等、镍极耳外包装、尺寸、和铝塑膜热熔性、耐电解液性、焊接性、上锡等软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、来料检验入库、隔膜外包装、色泽、厚度、宽度、长度、热收缩、孔隙率、强度等、铝塑膜外包装、色泽、厚度、宽度、长度、耐电解液性、可充深度、热封焊接性、与极耳焊接性等、电解液外包装、重量、生产日期、色泽、味道、导电率、密度、含水量、溶剂含量等软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、来料检验入库、转镍条外包装、重量、尺寸、外观、硬度、上锡性等、焊锡外包装、重量、尺寸、外观、熔融性、焊接性等、保护板外包装、尺寸、外观、保护性能、焊接性等、热缩套管外包装、尺寸、外观、温度性能、热缩性能等软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、前段领料干燥冷却混料涂布断切滚压分条分档焊接极耳拍平粘接保护胶纸、领料数量、尺寸、配比、型号规格等确认、干燥物料、数量、温度、时间、换气间隔等、冷却温度、时间等软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、前段、混料物料、数量、比例、温度、时间、速度、顺序、真空度、清洁、粘度、刮缸、分散效果、调粘度等、涂布物料、数量、速度、温度、面密度、外观、尺寸、干燥效果等、断切物料、数量、速度、尺寸、外观等、滚压物料、数量、速度、厚度、尺寸、外观、次数等软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、前段、分条物料、数量、尺寸、毛刺、波浪型等、分档物料、数量、尺寸、重量等、焊接极耳物料、数量、焊点数量、压力、时间、功率、尺寸、间隙、焊接效果等、拍平物料、数量、效果、虚焊等软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、前段、粘接胶纸物料、数量、尺寸、效果等软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、分切隔膜、冲壳、分切隔膜隔膜供应商、型号、外观、规格、尺寸等、冲壳铝塑膜供应商、型号、厚度、尺寸、深度、裂痕、模具、腔体尺寸等软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、中段卷绕（叠片）平压及测短路入壳顶封侧封测短路及开口、卷绕（叠片）正负极片、隔膜是否符合要求卷绕（叠片）方式极片是否插入到规定位置、（叠片数量）、对齐度、是否存在负极包不住正极以及隔膜包不住负极的情况、结尾是否在规定位置、极耳间距、平压及测短路压力、电芯数量、限位、温度、时间、厚度、间隙、短路、极耳间距、入壳壳子尺寸、正负极耳位置、是否合适、杂物等软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、顶封热封机温度、压力、时间、封刀宽度、封刀整洁度、（胶条情况）、（铁氟龙胶带情况）、封刀平行度、热封效果、热封宽度、挤胶、极耳胶外露高度、极耳间距等。

、侧封热封机温度、压力、时间、封刀宽度、封刀整洁度、（胶条情况）、（铁氟龙胶带情况）、封刀平行度、热封效果、热封宽度、挤胶、电芯高度等。

、测短路及开口正负极之间是否短路、正负极与铝塑膜时候短路、正负极极耳是否反位、开口。

软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、后段干燥注液静置预充抽气封边切边折边第一次分容老化第二次分容全检喷码出货干燥干燥温度、时间、数量、换气次数、氮气水分含量等注液电解液供应商、型号、露点、容器干燥、清洗、气压、注液量、静置时间、真空度、外观、热封温度、时间、压力等预充电芯、夹子清洁、是否反向、程序设置、电压巡视、时间、容量、气胀软包装锂离子电池基础培训三、制造流程抽气真空度、卡槽深度、宽度、时间、压力、热封温度、失液量、厚度、外观等封边温度、压力、时间切边切边宽度、有效封边宽度折边折边宽度、高度、电芯宽度第一次分容流程、容量、电压等软包装锂离子电池基础培训三、制造流程老化老化温度、时间、电芯状态（电压、容量）第二次分容容量、流程、电压等全检尺寸、内阻、电压等喷码字体、大小、位置、是否清洗、粘接牢固等出货数量、电芯状态、包装、附件。

软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、PACK、来料检验电芯全检（外观、电压、内阻、容量、尺寸）保护板全检（外观、性能）插头（外观、性能）线、胶纸、热缩膜等进行抽检外观、性能、正极转镍焊接强度、镍带尺寸、焊接尺寸、加锡加锡量、高度、短路软包装锂离子电池基础培训三、制造流程、加保护板保护板规格、端子方向、虚焊、锡珠、联锡、时间、温度等、加线（胶纸）线（胶纸）的规格、方向、虚焊、锡珠、联锡、时间、温度等、热缩膜型号、颜色、尺寸、温度、速度等、全检尺寸、内阻、电压、外观、性能等喷码字体、大小、位置、是否清洗、粘接牢固等出货数量、包装、附件等。

软包装锂离子电池基础培训四、最后的原则锂离子电池设计制造最根本的原则：

、尽一切办法除去水分、负极可逆容量一定大于正极可逆容量、尽一切办法去除毛刺、粉尘软包装锂离子电池基础培训五、常用知识、锂离子电池的能量密度的计算方法体积比能量（WhL）＝容量（mAh）*（V）*【长*宽*厚（mm）】重量比能量（Whkg）=容量（mAh）*（V）电芯重量（g）、锂离子电池的使用环境一般来讲锂离子电池可以在摄氏度的环境中使用使用不同的电解液体系可以增宽电池的使用温度范围。

软包装锂离子电池基础培训五、常用知识、充放电电流的称呼电流的规定一般为*C比如C“C”代表的是电芯的容量即：

英文单词“Capacity”的第一个字母C的电流就是*标称容量一般情况下大于C以上的放电电流就叫倍率放电了。

、充放电制度锂离子电池使用先恒流再恒压的充电方式小的充放电电流对电池的损害小有利于延长电池的寿命一般情况下的充电电流为C放电电流为C、充放电深度有％的充放电深度有％的充放电深度即：

“浅充浅放”浅充浅放有利于延长电池的寿命充放电深度的比例就是充放电的容量和电池标称容量的比例。

软包装锂离子电池基础培训五、常用知识、保护板由于锂离子电池的安全性在电压过高时电池会被过充造成起火、膨胀、爆炸等安全隐患电池过放会造成电池气涨、短路等隐患电池性能直接降低因此锂离子电池必须配备保护线路板限制电池的充放电电压以保护电池。

锂离子电池的充电截止电压为V放电截止电压为V保护板的充电截断电压为V放电截断电压为V。

、锂离子电池常用的标准国标：

GBUL认证CE认证UN（运输）等。

、锂离子电池常做的安全检测项目过充、过放、短路、高低温、高温高湿、热冲击、重物冲击、挤压、针刺、海拔模拟等要求一般为不爆炸、不燃烧、不漏液等。

软包装锂离子电池基础培训五、常用的知识、电池的内阻对电池性能的影响电池的内阻越低电池的倍率放电性能越好电池的放电平台就越高容量相等的情况下内阻低的电池的功率会更高同等条件下的放电时间就越长。

同等型号的叠片电池比卷绕电池的内阻要低。

、公司目前为什么不做叠片叠片效率非常低导致人工成本非常高且目前没有熟手员工。

、扣式二次电池的用途主要用于一些对容量要求不高的用电器中如无绳电话、遥控器、mp、电子词典等小型电器中软包装锂离子电池基础培训五、常用的知识、电池的典型的充放电曲线图是怎么样的？

红色曲线为电压蓝色曲线为电流。

软包装锂离子电池基础培训五、常用的知识、电池的内阻和容量有什么样的关系？

电池的内阻和容量是逆相关的关系即：

容量越大内阻越小容量越小内阻越大但是二者并不是简单的直线比例关系而是和材料的种类、导电剂的种类以及含量、极片的厚度以及压实、电解液的种类、隔膜的孔隙率以及厚度、甚至焊接的质量、温度等均有关系。

内阻的单位一般以毫欧（mΩ）来表示。

、电池储存应该注意的事项由于锂离子电池的电压较高同时锂离子电池不能够过放所以一般情况下电池的储存条件是半电（V左右）温度以不高于摄氏度为好（电压太高容易短路出现火花同时电池内部反应加剧性能衰减加快高温也会使电池内部反应加剧性能衰减加快）干燥环境。

软包装锂离子电池基础培训五、常用的知识、电池的不良一般有哪些表现方式？

电池的不良一般表现为：

低（零）电压、高内阻、气涨、漏液、充不进电、不能够放电、燃烧、开裂等。

、造成低电压的原因有哪些？

造成低电压的原因可能有：

内部短路、外部短路、储存时间太长、反向充电、保护板自放电大等。

、高内阻的原因有哪些？

造成高内阻的原因可能有：

电池储存时间太长、电池经受过过充电或者过放电、电池经历过高温、电池经历过短路或者高倍率放电并导致内部气化、电池内部沉锂、电池内部极片间接触不良等。

软包装锂离子电池基础培训五、常用的知识、造成电池气涨的原因有哪些？

导致电池气涨的原因有：

高温、短路、过充电、过放电、高倍率放电、储存过久后的充放电、电池密封不严密、内部化学反应。

、造成电池漏液的原因有哪些？

热封不良、极耳不良、外力刺穿、多次弯折都有可能造成电池漏液。

、导致电池充不进电、放不出电的原因有哪些？

导致电池充不进电、放不出电的原因可能有：

电池气涨、电池高内阻、低温、内部虚焊、保护板损坏等。

软包装锂离子电池基础培训五、常用的知识、造成电池起火燃烧开裂的原因有哪些？

造成电池起火燃烧开裂的原因主要有：

过充、内部短路。

软包装锂离子电池不会发生猛烈的爆炸但是有可能会燃烧开裂。

、和客户商谈电池业务需要注意的问题电池的空间尺寸（最大值）、工作电流、工作环境（主要是温度）、截止电压、是否需要我司加保护板、保护板的类型、出线方向、出线长度、线径、颜色、接头类型。

、常规型号的尺寸公司一般的型号的尺寸公差：

厚度为负公差、宽度和长度为正公差mm。

相差mm模具就无法使用材料就必须更换更好的材料造成公司利润率下降甚至亏本有的客户经常利用这一个陷阱。

软包装锂离子电池基础培训五、常用的知识、电池的最小容量（标称容量）如何估算？

对于纯钴酸锂的电池可以按照以下公式来估算容量：

容量＝（厚度）*（宽度）*（长度x）*对于纯锰酸锂的电池可以按照以下公式来估算容量：

容量＝（厚度）*（宽度）*（长度x）*对于纯三元的电池可以按照以下公式来估算容量：

容量＝（厚度）*（宽度）*（长度x）*对于混合的体系可以按照适当的比例来搭配：

如：

纯钴酸锂的计算结果为纯锰酸锂的计算结果为纯三元的计算结果为那么钴酸锂：

锰酸锂：

三元＝：

：

的配合的容量为（***）＝。

当厚度＝时x＝当厚度时x＝当长度时在前面的基础上x要再减小。

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