锂电池的配方跟生产工艺讲解

锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它首要依靠Li+在两个电极之间往复嵌入和脱嵌来作业。跟着动力汽车等下流产业不断发展，锂离子电池的出产规模正在不断扩大。

一、作业原理1、正极结构

LiCoO2+导电剂+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔）

2、负极结构

石墨+导电剂+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+集流体（铜箔）

3、作业原理

3.1充电进程

一个电源给电池充电，此时正极上的电子e从经过外部电路跑到负极上，正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔阂上弯曲折曲的小洞，“游泳”抵达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。此时：

正极上产生的反响为：

负极上产生的反响为：

3.2电池放电进程

放电有恒流放电和恒阻放电，恒流放电其实是在外电路加一个能够随电压改变而改变的可变电阻，恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子经过。由此可知，只要负极上的电子不能从负极跑到正极，电池就不会放电。电子和Li+都是一起行动的，方向相同但路不同，放电时，电子从负极经过电子导体跑到正极，锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔阂上弯曲折曲的小洞，“游泳”抵达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。

3.3充放电特性

电芯正极选用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2，其间LiCoO2本是一种层结构很安稳的晶型，但当从LiCoO2拿走x个Li离子后，其结构可能产生改变，可是否产生改变取决于x的巨细。

经过研讨发现当x>0.5时，Li1-xCoO2的结构表现为极端不安稳，会产生晶型瘫塌，其外部表现为电芯的压倒终结。所以电芯在运用进程中应经过约束充电电压来操控Li1-xCoO2中的x值，一般充电电压不大于4.2V那么x小于0.5，这时Li1-xCoO2的晶型仍是安稳的。

负极C6其本身有自己的特点，当第一次化成后，正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中，当放电时Li回到正极LiCoO2中，但化成之后有必要有一部分Li留在负极C6中心，以保证下次充放电Li的正常嵌入，不然电芯的压倒很短，为了保证有一部分Li留在负极C6中，一般经过约束放电下限电压来实现：安全充电上限电压≤4.2V，放电下限电压≥2.5V。

回忆效应的原理是结晶化，在锂电池中简直不会产生这种反响。可是，锂离子电池在屡次充放后容量仍然会下降，其原因是复杂而多样的。首要是正负极资料本身的改变，从分子层面来看，正负极上包容锂离子的空穴结构会逐步塌陷、堵塞；从化学角度来看，是正负极资料活性钝化，呈现副反响生成安稳的其他化合物。物理上还会呈现正极资料逐步脱落等状况，总之终究下降了电池中能够自在在充放电进程中移动的锂离子数目。

过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极构成永久的损坏，从分子层面看，能够直观的了解，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构呈现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其间一些锂离子再也无法释放出来。

不适合的温度将引发锂离子电池内部其他化学反响生成我们不希望看到的化合物，所以在不少的锂离子电池正负极之间设有维护性的温控隔阂或电解质添加剂。在电池升温到必定的状况下，复合膜膜孔闭合或电解质变性，电池内阻增大直到断路，电池不再升温，保证电池充电温度正常。

二、锂电池的配方与工艺流程1.正负极配方

1.1正极配方：LiCoO2+导电剂+粘合剂+集流体（铝箔）

LiCoO2(10μm):96.0%

导电剂（CarbonECP）2.0%

粘合剂（PVDF761）2.0%

NMP（添加粘结性）:固体物质的分量比约为810:1496

a)正极粘度操控6000cps（温度25转子3）；

b)NMP分量须恰当调理，到达粘度要求为宜；

c)特别留意温度、湿度对黏度的影响

正极活性物质：

钴酸锂：正极活性物质，锂离子源，为电池进步锂源。非极性物质，不规矩形状，粒径D50一般为6-8μm，含水量≤0.2%，一般为碱性，pH值为10-11左右。

锰酸锂：非极性物质，不规矩形状，粒径D50一般为5-7μm，含水量≤0.2%，一般为弱碱性，pH值为8左右。

导电剂：链状物，含水量<1%，粒径一般为1-5μm。一般运用导电性优异的超导碳黑，如科琴炭黑CarbonECP和ECP600JD，其作用：进步正极资料的导电性，补偿正极活性物质的电子导电性；进步正极片的电解液的吸液量，添加反响界面，减少极化。

PVDF粘合剂：非极性物质，链状物，分子量从300,000到3,000,000不等；吸水后分子量下降，粘性变差。用于将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。常用的品牌如Kynar761。

NMP：弱极性液体，用来溶解/溶胀PVDF，一起用来稀释浆料。

集流体（正极引线）：由铝箔或铝带制成。

1.2负极配方：石墨+导电剂+增稠剂（CMC）+粘结剂（SBR）+集流体（铜箔）

负极资料（石墨）：94.5%

导电剂（CarbonECP）：1.0%(科琴超导碳黑)

粘结剂（SBR）：2.25%(SBR=丁苯橡胶胶乳）

增稠剂（CMC）：2.25%(CMC=羧甲基纤维素钠）

水：固体物质的分量比为1600:1417.5

a)负极黏度操控5000-6000cps（温度25转子3）

b)水分量需求恰当调理，到达黏度要求为宜；

c)特别留意温度湿度对黏度的影响

2、正负混料

石墨：负极活性物质，构成负极反响的首要物质；首要分为天然石墨和人工石墨两大类。非极性物质，易被非极性物质污染，易在非极性物质中涣散；不易吸水，也不易在水中涣散。被污染的石墨，在水中涣散后，简单重新团聚。一般粒径D50为20μm左右。颗粒形状多样且多不规矩，首要有球形、片状、纤维状等。

导电剂：其作用为：

a)进步负极片的导电性，补偿负极活性物质的电子导电性。

b)进步反响深度及利用率。

c)避免枝晶的产生。

d)利用导电资料的吸液才干，进步反响界面，减少极化。（可根据石墨粒度散布挑选加或不加）。

添加剂：下降不可逆反响，进步粘附力，进步浆料黏度，避免浆料沉积。

增稠剂/防沉积剂（CMC）：高分子化合物，易溶于水和极性溶剂。

异丙醇：弱极性物质，参加后可减小粘合剂溶液的极性，进步石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂网状交链，进步粘结强度。

乙醇：弱极性物质，参加后可减小粘合剂溶液的极性，进步石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂线性交链，进步粘结强度（异丙醇和乙醇的作用从本质上讲是一样的，大批量出产时可考虑成本要素然后挑选添加哪种）。

水性粘合剂（SBR）：将石墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。小分子线性链状乳液，极易溶于水和极性溶剂。

去离子水（或蒸馏水）：稀释剂，斟酌添加，改变浆料的流动性。

负极引线：由铜箔或镍带制成。

2.1正极混料：

2.1.1质料的预处理

1)钴酸锂：脱水。一般用120°C常压烘烤2小时左右。

2)导电剂：脱水。一般用200°C常压烘烤2小时左右。

3)粘合剂：脱水。一般用120-140°C常压烘烤2小时左右，烘烤温度视分子量的巨细决定。

4)NMP：脱水。运用枯燥分子筛脱水或选用特别取料设备，直接运用。

2.1.2物料球磨：

1)4小时完毕，过筛别离出球磨；

2)将LiCoO2和CarbonECP倒入料桶，一起参加磨球（干料：磨球=1:1），在滚瓶及上进行球磨，转速操控在60rmp以上

2.1.3质料的掺和：

1)粘合剂的溶解（按规范浓度）及热处理。

2)钴酸锂和导电剂球磨：使粉料开端混合，钴酸锂和导电剂粘合在一起，进步团聚作用和的导电性。配成浆料后不会独自散布于粘合剂中，球磨时刻一般为2小时左右；为避免混入杂质，一般运用玛瑙球作为球磨介子。

2.1.4干粉的涣散、浸湿：

原理：固体粉末放置在空气中，跟着时刻的推移，将会吸附部分空气在固体的外表上，液体粘合剂参加后，液体与气体开端争夺固体外表；如果固体与气体吸附力比与液体的吸附力强，液体不能浸湿固体；如果固体与液体吸附力比与气体的吸附力强，液体能够浸湿固体，将气体挤出。

当潮湿角≤90°，固体浸湿。当潮湿角>90°，固体不浸湿。

正极资料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿，所以正极粉料涣散相对简单。

涣散办法对涣散的影响：

1)静置法（时刻长，作用差，但不损害资料的原有结构）；

2)拌和法：自转或自转加公转（时刻短，作用佳，但有可能损害个别资料的自身结构）。

拌和桨对涣散速度的影响：拌和桨大致包含蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。一般蛇形、蝶形、桨型拌和桨用来对付涣散难度大的资料或配料的初始阶段；球形、齿轮形用于涣散难度较低的状态，作用佳。

拌和速度对涣散速度的影响。一般说来拌和速度越高，涣散速度越快，但对资料自身结构和对设备的损害就越大。

浓度对涣散速度的影响。一般状况下浆料浓度越小，涣散速度越快，但太稀将导致资料的糟蹋和浆料沉积的加重。

浓度对粘结强度的影响。浓度越大，柔制强度越大，粘接强度越大；浓度越低，粘接强度越小。

真空度对涣散速度的影响。高真空度有利于资料缝隙和外表的气体排出，下降液体吸附难度；资料在完全失重或重力减小的状况下涣散均匀的难度将大大下降。

温度对涣散速度的影响。适合的温度下，浆料流动性好、易涣散。太热浆料简单结皮，太冷浆料的流动性将大打折扣。

稀释：将浆料调整为适宜的浓度，便于涂布。

2.1.5操作进程

a)将NMP倒入动力混合机（100L）至80°C，称取PVDF参加其间，开机；参数设置：转速25±2转/分，拌和115-125分钟；

b)接通冷却体系，将现已磨号的正极干料均匀分四次参加，每次距离28-32分钟，第三次加料视资料需求添加NMP，第四次加料后参加NMP；动力混合机参数设置：转速为20±2转/分

c)第四次加料30±2分钟后进行高速拌和，时刻为480±10分钟；动力混合机参数设置：公转为30±2转/分，自转为25±2转/分；

d)真空混合：将动力混合机接上真空，坚持真空度为-0.09Mpa，拌和30±2分钟；动力混合机参数设置：公转为10±2分钟，自转为8±2转/分

e)取250-300毫升浆料，运用黏度计丈量黏度；测验条件：转子号5，转速12或30rpm，温度规模25°C；

f)将正极料从动力混合机中取出进行胶体磨、过筛，一起在不锈钢盆上贴上标识，与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。

2.1.6留意事项

a)完结，清理机器设备及作业环境；

b)操作机器时，需留意安全，避免砸伤头部。

2.2负极混料

2.2.1质料的预处理：

1)石墨：

A、混合，使质料均匀化，进步一致性。

B、300~400°C常压烘烤，除掉外表油性物质，进步与水性粘合剂的相容才干，修圆石墨外表棱角（有些资料为坚持外表特性，不允许烘烤，不然效能下降）。

2)水性粘合剂：恰当稀释，进步涣散才干。

2.2.2掺和、浸湿和涣散：

1)石墨与粘合剂溶液极性不同，不易涣散。

2)可先用醇水溶液将石墨开端潮湿，再与粘合剂溶液混合。

3)应恰当下降拌和浓度，进步涣散性。

4)涣散进程为减少极性物与非极性物距离，进步势能或外表能，所认为吸热反响，拌和时总体温度有所下降。如条件允许应该恰当升高拌和温度，使吸热变得简单，一起进步流动性，下降涣散难度。

5)拌和进程如参加真空脱气进程，扫除气体，促进固-液吸附，作用更佳。

6)涣散原理、涣散办法同正极配料中的相关内容

2.2.3稀释：

将浆料调整为适宜的浓度，便于涂布。

2.2.4物料球磨

1)将负极和KetjenblackECP倒入料桶一起参加球磨（干料：磨球=1:1.2）在滚瓶及上进行球磨，转速操控在60rmp以上；

2)4小时完毕，过筛别离出球磨；

2.2.5操作进程

1)纯净水加热至至80°C倒入动力混合机（2L）

2)加CMC，拌和60±2分钟；动力混合机参数设置：公转为25±2分钟，自转为15±2转/分；

3)参加SBR和去离子水，拌和60±2分钟；

动力混合机参数设置：公转为30±2分钟，自转为20±2转/分；

4)负极干料分四次均匀顺序参加，加料的一起参加纯净水，每次距离28-32分钟；动力混合机参数设置：公转为20±2转/分，自转为15±2转/分；

5)第四次加料30±2分钟后进行高速拌和，时刻为480±10分钟；

动力混合机参数设置：公转为30±2转/分，自转为25±2转/分；

6)真空混合：将动力混合机接上真空，坚持真空度为-0.09到0.10Mpa，拌和30±2分钟；

动力混合机参数设置：公转为10±2分钟，自转为8±2转/分

7)取500毫升浆料，运用黏度计丈量黏度；

测验条件：转子号5，转速30rpm，温度规模25°C；

8)将负极料从动力混合机中取出进行磨料、过筛，一起在不锈钢盆上贴上标识，与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。

2.2.6留意事项

1)完结，清理机器设备及作业环境；

2)操作机器时，需留意安全，避免砸伤头部。

配料留意事项：

ü避免混入其它杂质；

ü避免浆料飞溅；

ü浆料的浓度（固含量）应从高往低逐步调整，避免添加费事；

ü在拌和的间歇进程中要留意刮边和刮底，保证涣散均匀；

ü浆料不宜长时刻放置，避免沉积或均匀性下降；

ü需烘烤的物料有必要密封冷却之后方能够参加，避免组分资料性质改变；

ü拌和时刻的长短以设备功能、资料参加量为主；

ü拌和桨的运用以浆料涣散难度进行替换，无法替换的可将转速由慢到快进行调整，避免损害设备；

ü出料前对浆料进行过筛，除掉大颗粒以防涂布时构成断带；

ü对配料人员要加强培训，保证其把握专业知识，避免变成大祸；

ü配料的要害在于涣散均匀，把握该中心，其它办法可自行调整。

一、电池制造所需参数

1、极片尺度

2、拉浆工艺

a)集流体尺度

正极（铝箔），间歇涂布

负极（铜箔），间歇涂布

b）拉浆分量要求

3、正极拉浆后进行以下工序：

裁大片裁小片称片（配片）烘烤轧片极耳焊接负极拉浆后进行以下工序：

裁大片裁小片称片（配片）烘烤轧片极耳焊接

.4、轧片要求

5、配片方案

6、极片烘烤

备注：真空体系的真空度为-0.095-0.10Mpa；维护气为高纯氮气，气体气压大于0.5Mpa

7、极耳制造

a)正极：

正极极耳在正极片处选用超声波焊接。铝条结尾与极片边际平齐。

b)负极：

镍条尺度：0.10×3.0×48mm，镍条直接用点焊机点焊，要求点焊点数为8个点镍条右侧与负极片右侧对齐，镍条结尾与极片边际平齐。

8隔阂尺度：0.025×44.0×790±5mm

9卷针宽度：22.65±0.05mm

10压芯：电池卷绕后，先在电芯底部贴上24mm宽的通明胶纸，再用压平机冷压两次。

11电芯入壳前要求

胶纸1：10.0×38.0±1.0mm，胶纸在电芯两边散布均匀；

胶纸2：10.0×38.0±1.0mm，镍条在胶纸中心；

胶纸3：24.0×30.0±2.0mm，胶纸在电芯两边散布均匀；

镍条右侧距电芯右侧为7.0±1.0mm。

12装壳

装壳时使用双手一起用力，慢慢将电芯装入电池壳中，制止划伤电芯。

13负极极耳焊接

负极镍条与钢壳用点焊机进行焊接，要保证焊接强度，制止虚焊。

14激光焊接

激光焊接时应细心上夹具，电池壳与上盖合作杰出后才干进行焊接，留意避免呈现焊偏。

15电池真空烘烤

备注：

(1)真空体系的真空度为-0.095~-0.10MPa；

(2)维护气为高纯氮气，气体压力＞0.5MPa；

(3)每小时抽一次真空注一次氮气

16注液量：2.9±0.1g

注液房相对湿度：≤30%，温度：20±5℃封口胶布：6mm宽红色胶布，粘胶纸时留意擦净注液口处的电解液用2道橡皮筋将棉花固定在注液口处。

17化成准则

（1）开口化成工艺

a)恒流充电：40mA×4h；80mA×6h

电压约束：4.00V

b)全检电压，电压≥3.90V的电池进行封口，电压<3.90V的电池用60mA恒流至3.90~4.00V后封口，再打钢珠

c)电池清洗，清洗剂为醋酸+酒精

（2）续化成准则

按程序进行续化成：

a)恒流充电（400mA，4.20V，10min）

b)休眠（2min）

c)恒流充电（400mA，4.20V，100min）

·d)恒压充电（4.20V，20mA，150min）

e)休眠（30min）

f)恒流放电（750mA，2.75V，80min）

g)休眠（30min）

h)恒流充电（750mA，3.80V，90min）

j)恒压充电（3.80V，20mA，150min）

（3）检测分容

按如下层次对电池进行分容：

电池下柜后全检电压，电压＜3.77V的电池选用程序补电：

（1）恒流充电（750mA，3.80V，10min）

（2）休眠（2min）

（3）恒流充电（750mA，3.80V，30min）

（4）恒压充电（3.80V，20mA，60min）

18电池复检

电池下柜分容后在室温下放置20天进行复检，进程如下：

a)用整形机对电池整形；

b)全检电池厚度、电压、内阻，分类办法如下：

二、电池制造工艺流程

1、（正、负极）干混→湿混→滚涂膏体在导电基体上→3步枯燥→卷绕→切边（切成必定宽度）→辊压→卷绕（备用）干混选用球磨,磨球是玻璃球或氧化锆陶瓷球；

湿混选用。行星式拌粉机,其叶片分别装在2-3个轴上,混合作用更好。湿混中溶剂数量要恰当,构成适宜的流反常,以取得滑润的涂层。滚涂电极膏体要保证必定的粘度,膏体涂于铝箔或铜箔的双面,而涂层的厚度取决于电池的型号。然后再相继经过3个加热区进行枯燥,NMP（或水）从涂层中随热空气或枯燥氮气流动而挥发,溶剂能够收回再利用。辊压是为了进步涂层的密度,并使电极厚度能契合电池安装的尺度,辊压阶段的压力要适中,避免卷绕时粉料散落。

2、电池的拼装

圆柱电池的安装工艺流程：绝缘底圈入筒→卷绕电芯入筒→刺进芯轴→焊负极集流片于钢筒→刺进绝缘圈→钢筒滚线→真空枯燥→注液→组合帽（PTC元件等）焊到正极引极上→封口→X射线查看→编号→化成→循环→陈化。

方形电池安装工艺流程：绝缘底入钢盒→片状组合电芯入筒→负极集流片焊于钢盒→上密封垫圈→正极集流片焊于杆引极→组合盖（PTC元件等）焊到旋引极上→组合盖定位→激光焊接→真空枯燥→注液→密封→X射线查看→编号→化成→循环→陈化。

安装工艺说明：以圆柱形电池为例（方形电池基本进程相同）。卷绕芯入筒曾经,将铝条（0.08—0.15㎜厚、3㎜宽）和镍条（0.04—0.10㎜厚,3㎜宽）分别用超声波焊接在正、负极导电基体的指定处作为集流引极。

电池隔阂一般选用PE/PP2层或PP/PE/PP3层组成,隔阂都是经过120℃热处理过的,以添加其阻挠性和进步其安全性。

正极、隔阂、负极3者叠合后卷绕入筒,因为选用涂膏电极,故有必要让膏体资料与基体结合得好,以构成高密度电极,特别要避免掉粉,避免其穿透隔阂而引起电池内部短路。

在卷绕电芯刺进钢筒曾经,放一个绝缘底入钢筒底部是为了避免电池内部短路这关于一般电池都是相同的。

电解质一般选用LiPF6和非水有机溶剂,在真空注液曾经,电池要真空枯燥24/h,以除掉电池组分中的水分和潮气,避免LiPF6与水反响构成HF而缩短寿数。

电池密封选用涂密封胶、刺进垫圈、卷边加断面缩短进程,基本原理与碱性可充电池相同。封口今后,电池要用异丙醇和水的混合液除掉油污物和溅出的电解液,然后再枯燥。运用一种气味传感器或“嗅探器”元件查看电池漏液状况。

整个电池安装完结今后,电池要用X射线判定电池内部结构是否正常,关于电芯不正、钢壳裂缝、焊点状况、有无短路等进行查看,扫除有上述缺点的电池,保证电池质量。

最终一道工序是化成,电池第1次充电,阳极上构成维护膜,称为固体电解质中心相层(SEI),它能避免阳极与电解质反响,并是电池安全操作、高容量、长寿数的要害要素。电池经过几次充放电循环今后陈化2—3周,剔去微短路电池,再进行容量分选包装后即成为产品了。

三、电池的功能

1、电功能：

（1）额外容量：0.5C放电，单体电池放电时刻不低于2h，电池组放电时刻不低于1h54min（95%）；

（2）1C放电容量：1C放电，单体电池放电时刻不低于57min（95%），电池组放电时刻不低于54min（90%）；

（3）低温放电容量：-20?C下0.5C放电，单体或电池组放电时刻均不低于1h12min（60%）；

（4）高温放电容量：55?C下0.5C放电，单体电池放电时刻不低于1h54min（95%），电池组放电时刻不低于1h48min（90%）；

（5）荷电坚持及康复才干：满电常温下放置28天，荷电坚持放电时刻不低于1h36min（80%），荷电康复放电时刻不低于1h48min（90%）；

（6）贮存功能：进行贮存实验的单体电池或电池组应选自出产日期缺乏3个月的，贮存前充50％～60％的容量，在环境温度40℃±5?C，相对湿度45％～75％的环境贮存90天。贮存期满后取出电池组，用0.2C充满电放置1h后，以0.5C恒流放电至中止电压,上述实验可重复测验3次，放电时刻不低于1h12min（60%）；

（7）循环寿数：电池或电池组选用0.2C充电，0.5C放电做循环，当连续两次放电容量低于72min（60%）时中止测验，单体电池循环寿数不低于600次，电池组循环寿数不低于500次；

（8）高温放置寿数：应选自出产日期缺乏三个月的单体电池的进行高温放置寿数实验，进行放置前应充入50%±5%的容量，然后在环境温度为55℃±2?C的条下放置7天。7天后将电池取出，在环境温度为20℃±5?C下放置2～5h。先以0.5C将电池放电至中止电压，0.5h后按0.2C进行充电，静置0.5h后，再以0.5C恒流放电至中止电压，以此容量作为康复容量。以上进程为1周循环，直至某周放电时刻低于72min（60%）,实验完毕。放置寿数不低于56天（8周循环）。

2、安全功能

（1）继续充电：将单体电池以0.2ItA恒流充电，当单体电池端电压到达充电约束电压时，改为恒压充电并坚持28d，实验完毕后，应不走漏、不泄气、不决裂、不起火、不爆破（相当于满电浮充）。

（2）过充电：将单体电池用恒流稳压源以3C恒流充电，电压到达10V后转为恒压充电，直到电池爆破或起火或充电时刻为90min或电池外表温度安稳（45min内温差≤2?C）时中止充电，电池应不起火、不爆破（3C10V）；将电池组用稳压源以0.5ItA恒流充电，电压到达n×5V（n为串联单体电池数）后转为恒压充电，直到电池组爆破或起火或充电时刻为90min或电池组外表温度安稳（45min内温差≤2?C）时中止充电，电池应不起火、不爆破。

（3）强制放电（反向充电）：将单体电池先以0.2ItA恒流放电至中止电压，然后以1ItA电流对电池进行反向充电，要求充电时刻不低于90min，电池应不起火、不爆破；将电池组其间一只单体电池放电至中止电压，其他均为充满电态的电池，再以1ItA恒流放电至电池组的电压为0V时中止放电，电池应不起火、不爆破。

（4）短路测验：将单体电池经外部短路90min，或电池外表温度安稳（45min内温差≤2?C）时中止短路，外部线路电阻应小于50mΩ，电池应不起火、不爆破；将电池组的正负极用小于电阻0.1Ω的铜导线连接直至电池组电压小于0.2V或电池组外表温度安稳（45min内温差≤2?C），电池应不起火、不爆破

3、机械功能

（1）揉捏：将单体电池放置在两个揉捏平面中心，逐步添加压力至13kN，圆柱形电池揉捏方向笔直于圆柱轴的纵轴，方形电池揉捏电池的宽面和窄面。每只电池只能接受一次揉捏。实验成果应契合4.1.2.1的规则。在电池组上放一直径为15cm的钢棒对电池组的宽面和窄面揉捏电池组，揉捏至电池组原尺度的85%，坚持5min，每个电池组只接受一次揉捏。

（2）针刺：将单体电池放在一钢制的夹具中，用φ3mm～φ8mm的钢钉从笔直于电池极板的方向贯穿（钢针停留在电池中），继续90min，或电池外表温度安稳（45min内温差≤2℃）时中止实验。

（3）重物冲击：将单体电池放置于一钢性平面上，用直径15.8mm的钢棒平放在电池中心，钢棒的纵轴平行于平面，让分量9.1kg的重物从610mm高度自在落到电池中心的钢棒上；单体电池是圆柱形时，碰击方向笔直于圆柱面的纵轴；单体电池是方形时，要碰击电池的宽面和窄面，每只电池只能接受一次碰击。

（4）机械冲击；将电池或电池组选用刚性固定的办法（该办法能支撑电池或电池组的所有固定外表）将电池或电池组固定在实验设备上。在三个互相笔直的方向上各接受一次等值的冲击。至少要保证一个方向与电池或电池组的宽面笔直，每次冲击按下述办法进行：在开始的3ms内，最小均匀加速度为735m/s2，峰值加速度应该在1225m/s2和1715m/s2之间。

（5）振荡：将电池或电池组直接安装或经过夹具安装在振荡台面上进行振荡实验。实验条件为频率10Hz～55Hz，加速度29.4m/s2，XYZ每个方向扫频循环次数为10次，扫频速率为1oct/min。

（6）自在跌落：将单体电池或电池组由高度（最低点高度）为600mm的位置自在跌落到水泥地面上的20mm厚的硬木板上，从XYZ三个方向各一次。自在跌落完毕后。

4、环境适应性

（1）高温烘烤：将单体电池放入高温防爆箱中，以（5±2?C）/min升温速率升温至130℃，在该温度下保温10min。

（2）高温贮存：将单体电池或电池组放置在75±2?C的烘箱中放置48h，电池应，应不走漏、不泄气、不决裂、不起火、不爆破。

（3）低气压：（UL规范）。

二，锂电池的制造及其功能；

一、电池制造所需参数

1、极片尺度

2、拉浆工艺

a)集流体尺度

正极（铝箔），间歇涂布

负极（铜箔），间歇涂布

b）拉浆分量要求

3、正极拉浆后进行以下工序：

裁大片裁小片称片（配片）烘烤轧片极耳焊接负极拉浆后进行以下工序：

裁大片裁小片称片（配片）烘烤轧片极耳焊接

.4、轧片要求

5、配片方案

6、极片烘烤

备注：真空体系的真空度为-0.095-0.10Mpa；维护气为高纯氮气，气体气压大于0.5Mpa

7、极耳制造

a)正极：

正极极耳在正极片处选用超声波焊接。铝条结尾与极片边际平齐。

b)负极：

镍条尺度：0.10×3.0×48mm，镍条直接用点焊机点焊，要求点焊点数为8个点镍条右侧与负极片右侧对齐，镍条结尾与极片边际平齐。

8隔阂尺度：0.025×44.0×790±5mm

9卷针宽度：22.65±0.05mm

10压芯：电池卷绕后，先在电芯底部贴上24mm宽的通明胶纸，再用压平机冷压两次。

11电芯入壳前要求

胶纸1：10.0×38.0±1.0mm，胶纸在电芯两边散布均匀；

胶纸2：10.0×38.0±1.0mm，镍条在胶纸中心；

胶纸3：24.0×30.0±2.0mm，胶纸在电芯两边散布均匀；

镍条右侧距电芯右侧为7.0±1.0mm。

12装壳

装壳时使用双手一起用力，慢慢将电芯装入电池壳中，制止划伤电芯。

13负极极耳焊接

负极镍条与钢壳用点焊机进行焊接，要保证焊接强度，制止虚焊。

14激光焊接

激光焊接时应细心上夹具，电池壳与上盖合作杰出后才干进行焊接，留意避免呈现焊偏。

15电池真空烘烤

备注：

(1)真空体系的真空度为-0.095~-0.10MPa；

(2)维护气为高纯氮气，气体压力＞0.5MPa；

(3)每小时抽一次真空注一次氮气

16注液量：2.9±0.1g

注液房相对湿度：≤30%，温度：20±5℃封口胶布：6mm宽红色胶布，粘胶纸时留意擦净注液口处的电解液用2道橡皮筋将棉花固定在注液口处。

17化成准则

（1）开口化成工艺

a)恒流充电：40mA×4h；80mA×6h

电压约束：4.00V

b)全检电压，电压≥3.90V的电池进行封口，电压<3.90V的电池用60mA恒流至3.90~4.00V后封口，再打钢珠

c)电池清洗，清洗剂为醋酸+酒精

（2）续化成准则

按程序进行续化成：

a)恒流充电（400mA，4.20V，10min）

b)休眠（2min）

c)恒流充电（400mA，4.20V，100min）

·d)恒压充电（4.20V，20mA，150min）

e)休眠（30min）

f)恒流放电（750mA，2.75V，80min）

g)休眠（30min）

h)恒流充电（750mA，3.80V，90min）

j)恒压充电（3.80V，20mA，150min）

（3）检测分容

按如下层次对电池进行分容：

电池下柜后全检电压，电压＜3.77V的电池选用程序补电：

（1）恒流充电（750mA，3.80V，10min）

（2）休眠（2min）

（3）恒流充电（750mA，3.80V，30min）

（4）恒压充电（3.80V，20mA，60min）

18电池复检

电池下柜分容后在室温下放置20天进行复检，进程如下：

a)用整形机对电池整形；

b)全检电池厚度、电压、内阻，分类办法如下：

二、电池制造工艺流程

1、（正、负极）干混→湿混→滚涂膏体在导电基体上→3步枯燥→卷绕→切边（切成必定宽度）→辊压→卷绕（备用）干混选用球磨,磨球是玻璃球或氧化锆陶瓷球；

湿混选用。行星式拌粉机,其叶片分别装在2-3个轴上,混合作用更好。湿混中溶剂数量要恰当,构成适宜的流反常,以取得滑润的涂层。滚涂电极膏体要保证必定的粘度,膏体涂于铝箔或铜箔的双面,而涂层的厚度取决于电池的型号。然后再相继经过3个加热区进行枯燥,NMP（或水）从涂层中随热空气或枯燥氮气流动而挥发,溶剂能够收回再利用。辊压是为了进步涂层的密度,并使电极厚度能契合电池安装的尺度,辊压阶段的压力要适中,避免卷绕时粉料散落。（欢饮关注：锂电联盟会长公众号）

2、电池的拼装

圆柱电池的安装工艺流程：绝缘底圈入筒→卷绕电芯入筒→刺进芯轴→焊负极集流片于钢筒→刺进绝缘圈→钢筒滚线→真空枯燥→注液→组合帽（PTC元件等）焊到正极引极上→封口→X射线查看→编号→化成→循环→陈化。

方形电池安装工艺流程：绝缘底入钢盒→片状组合电芯入筒→负极集流片焊于钢盒→上密封垫圈→正极集流片焊于杆引极→组合盖（PTC元件等）焊到旋引极上→组合盖定位→激光焊接→真空枯燥→注液→密封→X射线查看→编号→化成→循环→陈化。

安装工艺说明：以圆柱形电池为例（方形电池基本进程相同）。卷绕芯入筒曾经,将铝条（0.08—0.15㎜厚、3㎜宽）和镍条（0.04—0.10㎜厚,3㎜宽）分别用超声波焊接在正、负极导电基体的指定处作为集流引极。

电池隔阂一般选用PE/PP2层或PP/PE/PP3层组成,隔阂都是经过120℃热处理过的,以添加其阻挠性和进步其安全性。

正极、隔阂、负极3者叠合后卷绕入筒,因为选用涂膏电极,故有必要让膏体资料与基体结合得好,以构成高密度电极,特别要避免掉粉,避免其穿透隔阂而引起电池内部短路。

在卷绕电芯刺进钢筒曾经,放一个绝缘底入钢筒底部是为了避免电池内部短路这关于一般电池都是相同的。

电解质一般选用LiPF6和非水有机溶剂,在真空注液曾经,电池要真空枯燥24/h,以除掉电池组分中的水分和潮气,避免LiPF6与水反响构成HF而缩短寿数。

电池密封选用涂密封胶、刺进垫圈、卷边加断面缩短进程,基本原理与碱性可充电池相同。封口今后,电池要用异丙醇和水的混合液除掉油污物和溅出的电解液,然后再枯燥。运用一种气味传感器或“嗅探器”元件查看电池漏液状况。

整个电池安装完结今后,电池要用X射线判定电池内部结构是否正常,关于电芯不正、钢壳裂缝、焊点状况、有无短路等进行查看,扫除有上述缺点的电池,保证电池质量。

最终一道工序是化成,电池第1次充电,阳极上构成维护膜,称为固体电解质中心相层(SEI),它能避免阳极与电解质反响,并是电池安全操作、高容量、长寿数的要害要素。电池经过几次充放电循环今后陈化2—3周,剔去微短路电池,再进行容量分选包装后即成为产品了。

三、电池的功能

1、电功能：

（1）额外容量：0.5C放电，单体电池放电时刻不低于2h，电池组放电时刻不低于1h54min（95%）；

（2）1C放电容量：1C放电，单体电池放电时刻不低于57min（95%），电池组放电时刻不低于54min（90%）；

（3）低温放电容量：-20?C下0.5C放电，单体或电池组放电时刻均不低于1h12min（60%）；

（4）高温放电容量：55?C下0.5C放电，单体电池放电时刻不低于1h54min（95%），电池组放电时刻不低于1h48min（90%）；

（5）荷电坚持及康复才干：满电常温下放置28天，荷电坚持放电时刻不低于1h36min（80%），荷电康复放电时刻不低于1h48min（90%）；

（6）贮存功能：进行贮存实验的单体电池或电池组应选自出产日期缺乏3个月的，贮存前充50％～60％的容量，在环境温度40℃±5?C，相对湿度45％～75％的环境贮存90天。贮存期满后取出电池组，用0.2C充满电放置1h后，以0.5C恒流放电至中止电压,上述实验可重复测验3次，放电时刻不低于1h12min（60%）；

（7）循环寿数：电池或电池组选用0.2C充电，0.5C放电做循环，当连续两次放电容量低于72min（60%）时中止测验，单体电池循环寿数不低于600次，电池组循环寿数不低于500次；

（8）高温放置寿数：应选自出产日期缺乏三个月的单体电池的进行高温放置寿数实验，进行放置前应充入50%±5%的容量，然后在环境温度为55℃±2?C的条下放置7天。7天后将电池取出，在环境温度为20℃±5?C下放置2～5h。先以0.5C将电池放电至中止电压，0.5h后按0.2C进行充电，静置0.5h后，再以0.5C恒流放电至中止电压，以此容量作为康复容量。以上进程为1周循环，直至某周放电时刻低于72min（60%）,实验完毕。放置寿数不低于56天（8周循环）。

2、安全功能

（1）继续充电：将单体电池以0.2ItA恒流充电，当单体电池端电压到达充电约束电压时，改为恒压充电并坚持28d，实验完毕后，应不走漏、不泄气、不决裂、不起火、不爆破（相当于满电浮充）。

（2）过充电：将单体电池用恒流稳压源以3C恒流充电，电压到达10V后转为恒压充电，直到电池爆破或起火或充电时刻为90min或电池外表温度安稳（45min内温差≤2?C）时中止充电，电池应不起火、不爆破（3C10V）；将电池组用稳压源以0.5ItA恒流充电，电压到达n×5V（n为串联单体电池数）后转为恒压充电，直到电池组爆破或起火或充电时刻为90min或电池组外表温度安稳（45min内温差≤2?C）时中止充电，电池应不起火、不爆破。

（3）强制放电（反向充电）：将单体电池先以0.2ItA恒流放电至中止电压，然后以1ItA电流对电池进行反向充电，要求充电时刻不低于90min，电池应不起火、不爆破；将电池组其间一只单体电池放电至中止电压，其他均为充满电态的电池，再以1ItA恒流放电至电池组的电压为0V时中止放电，电池应不起火、不爆破。

（4）短路测验：将单体电池经外部短路90min，或电池外表温度安稳（45min内温差≤2?C）时中止短路，外部线路电阻应小于50mΩ，电池应不起火、不爆破；将电池组的正负极用小于电阻0.1Ω的铜导线连接直至电池组电压小于0.2V或电池组外表温度安稳（45min内温差≤2?C），电池应不起火、不爆破

3、机械功能

（1）揉捏：将单体电池放置在两个揉捏平面中心，逐步添加压力至13kN，圆柱形电池揉捏方向笔直于圆柱轴的纵轴，方形电池揉捏电池的宽面和窄面。每只电池只能接受一次揉捏。实验成果应契合4.1.2.1的规则。在电池组上放一直径为15cm的钢棒对电池组的宽面和窄面揉捏电池组，揉捏至电池组原尺度的85%，坚持5min，每个电池组只接受一次揉捏。

（2）针刺：将单体电池放在一钢制的夹具中，用φ3mm～φ8mm的钢钉从笔直于电池极板的方向贯穿（钢针停留在电池中），继续90min，或电池外表温度安稳（45min内温差≤2℃）时中止实验。

（3）重物冲击：将单体电池放置于一钢性平面上，用直径15.8mm的钢棒平放在电池中心，钢棒的纵轴平行于平面，让分量9.1kg的重物从610mm高度自在落到电池中心的钢棒上；单体电池是圆柱形时，碰击方向笔直于圆柱面的纵轴；单体电池是方形时，要碰击电池的宽面和窄面，每只电池只能接受一次碰击。

（4）机械冲击；将电池或电池组选用刚性固定的办法（该办法能支撑电池或电池组的所有固定外表）将电池或电池组固定在实验设备上。在三个互相笔直的方向上各接受一次等值的冲击。至少要保证一个方向与电池或电池组的宽面笔直，每次冲击按下述办法进行：在开始的3ms内，最小均匀加速度为735m/s2，峰值加速度应该在1225m/s2和1715m/s2之间。

（5）振荡：将电池或电池组直接安装或经过夹具安装在振荡台面上进行振荡实验。实验条件为频率10Hz～55Hz，加速度29.4m/s2，XYZ每个方向扫频循环次数为10次，扫频速率为1oct/min。

（6）自在跌落：将单体电池或电池组由高度（最低点高度）为600mm的位置自在跌落到水泥地面上的20mm厚的硬木板上，从XYZ三个方向各一次。自在跌落完毕后。

4、环境适应性

（1）高温烘烤：将单体电池放入高温防爆箱中，以（5±2?C）/min升温速率升温至130℃，在该温度下保温10min。

（2）高温贮存：将单体电池或电池组放置在75±2?C的烘箱中放置48h，电池应，应不走漏、不泄气、不决裂、不起火、不爆破。

（3）低气压：（UL规范）。