圆柱电池工艺流程
一、材料准备
1. 步骤1:材料干燥;
2. 工艺流程:对原料进行干燥处理,去除材料多余的水分,提高称重的准确性,减少水分对制浆的影响,同时有助于减少表面吸附物质;
3. 设备:真空干燥箱。
二、原料调配
1. 步骤2:干粉处理、浆料制作;
2. 工艺流程:将活性物质粉末、导电剂、粘结剂等称重后通过研磨、搅拌、过滤,制得用于涂敷极片的浆料;
3. 设备:天平秤:按照配方比例称量相应材料;
球磨机:制备好的材料用干、湿两种方法粉碎和混磨。混料罐中心轴作行星运动,罐中磨球在高速运动中研磨和混和样品;
搅拌机:对配制好的正负极混合物进行真空搅拌;
粘度计:测量浆料粘度,记录涂覆效果较好时的浆料粘度,以便下一次实验时将电池浆料调节到此粘度;
过滤装置:用浆料过滤装置滤去浆料掉不符合要求的粒径的各种硬质颗粒,MR-CTGL-2还有除铁功能,有利于提高电池性能;
浆液供料系统:为锂离子电池涂布工艺设计,可应用于各种浆液材料的供料。
三、极片制作
1.1. 步骤3:极片涂布;
1.2. 工艺流程:将稳定性好、粘度合适、流动性好的浆料均匀地涂覆在正负极集流体上,井将浆料中的溶剂进行烘干的一种工艺。涂布的效果对电池容量、
内阻、循环寿命以及安全性有重要影响;
1.3. 设备:涂布机。
正负极极片的制备流程相同,区别在于正极涂布在铝箔上,负极涂布在在铜箔上,为什么?
(1) 两者的导电性都相对较好,质地比较柔软,价格也相对较低。
(2) 铝本身比较活泼,在低电位下,铝会出现嵌锂,生成锂铝合金,不宜作为负极的集流体。如果使用铝箔作为负极的集流体,铝会和锂形成合金,
然后粉化,严重影响电池的寿命和性能。
铜在高电位下容易氧化,不宜作为正极的集流体,铜表面的氧化层属于半导体,电子导通,氧化层太厚时,阻抗会增加。同时锂不会与铜在低电位下形成嵌锂合金。
2.1. 步骤4: 极片辊压;
2.2. 工艺流程:极片在涂布、干燥完成后,活物质与集流体箔片的剥离强度很低,需要对其进行辊压,以增强活物质与箔片的粘接强度,以防在电解液浸泡、
电池使用过程中剥落。同时,极片辊压可以压缩电芯体积,提高电芯能量密度,降低极片内部活物质、导电剂、粘结剂之间的孔隙率,降低电池的电阻提高电池性能;
2.3. 设备:辊压机。
3.1. 步骤5:极片横切;
3.2. 工艺流程:用于极片和隔膜定长横切;
3.3. 设备:自动横切机。
4.1. 步骤6:极片分条;
4.2. 工艺流程:按宽度要求对正负极片进行分条;
4.3. 设备:电动分条机。
5.1. 步骤7:极片干燥;
5.2. 工艺流程:所有极片材料都是会吸水的,在填充电解液之前,一定要进行干燥;
5.3. 设备:真空干燥箱。
四、电芯制作
6.1. 步骤8:极耳焊接;
6.2. 工艺流程:超声波点焊机,将铝极耳和镍极耳分别焊接到正负极极片上;
6.3. 设备:超声波极耳焊接机。
7.1. 步骤9:极片卷绕;
7.2. 工艺流程:将极片和隔膜放到卷绕机上卷绕叠放次序:隔膜+正极+隔膜+负极);
7.3. 设备:卷绕机。
8.1. 步骤10:电芯短路测试;
8.2. 工艺流程:测量电芯是否短路;
8.3. 设备:短路测试仪。
9.1. 步骤11:负极点焊;
9.2. 工艺流程:把电芯放入电池壳中,用点焊机将负极极耳与负极壳焊接;
9.3. 设备:负极点焊机。
10.1. 步骤12:外壳滚槽;
10.2. 工艺流程:用滚槽机将电池壳滚槽成型,便于封装;
10.3. 设备:半自动圆柱电池滚槽机。
11.1. 步骤13:电芯干燥;
11.2. 工艺流程:将电芯放入真空干燥箱中进一步的烘干;
11.3. 设备:真空干燥箱。
12.1. 步骤14:手套箱内注液静置封装;
12.2. 工艺流程:将电芯、电解液和静置箱、盖帽焊接机、圆柱电池封装机等相关物品移至手套箱内,将适量电解液注入电池壳中,注入电解液后,
进行真空静置,盖帽焊接,用封装机进行电池封装;
12.3. 设备:手套箱、注液器、真空静置箱、超声波焊接机、圆柱电池封口机。
13.1. 步骤15:电芯干燥;
13.2. 工艺流程:将电芯放入真空干燥箱中进一步的烘干;
13.3. 设备:真空干燥箱。
五、电池检测
14.1. 步骤16:电池测试;
14.2. 工艺流程:对电池进行充、放电,以激活电池中的活性物质,并测试电池的电容量做相应的循环测试,测量内阻
(内阻是指电池在工作时,电流流过电池 内部所受到的阻力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻大会导致电池放电工作电压降低,
放电时间缩短),完整拆卸电池壳后对电芯进行分析;
14.3. 设备:八通道电池测试仪、内阻测试仪、圆柱电池拆卸机。