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铁锂电池制造过程,锂电池生产原材料有哪些

来源:小鱼儿玄机2站  日期:2019-06-06 11:19  浏览量:

  铁锂电池制造过程,锂电池生产原材料有哪些?锂电池的生产材料种类很多,大致分正极,负极,隔膜,外壳,电解液。目前市场上采用较多的锂电池主要为磷酸铁锂电池和三元锂电池,二者正极原材料差异较大,生产工艺流程比较接近但工艺参数需变化巨大。

锂电池制造.jpg

  铁锂电池制造过程

  活性材料的制浆—搅拌工序

  搅拌就是将活性材料通过真空搅拌机搅拌成浆状。这是铁锂电池生产的第一道工序,该道工序质量控制的好坏,将直接影响锂电池的质量和成品合格率。而且该道工序工艺流程复杂,对原料配比,混料步骤,搅拌时间等等都有较高的要求。

  这里搅拌的是铁锂电池的活性材料。此外,在搅拌的这一过程中需要严格控制粉尘,以防止粉尘对电池一致性产生影响,在宁德时代的生产车间对粉尘的管控水平相当于医药级别。

  将搅拌好的浆料涂在铜箔上—涂布工序

  这道工序就是将上一道工序后已经搅拌好的浆料以每分钟80米的速度被均匀涂抹到4000米长的铜箔上下面。而涂布前的铜箔只有6微米厚,可以用“薄如蚕翼”来形容。涂布至关重要,需要保证极片厚度和重量一致,否则会影响锂电池的一致性。涂布还必须确保没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片。否则会导致电池放电过快,甚至会出现安全隐患。

  将铜箔上负极材料压紧再切分—冷压与预分切

  在碾压车间里,通过辊将附着有正负极材料的极片进行碾压,一方面让涂覆的材料更紧密,提升能量密度,保证厚度的一致性,另一方面也会进一步管控粉尘和湿度。将冷压后的极片根据需要生产锂电池的尺寸进行分切,并充分管控毛刺的产生,这样做的目的是避免毛刺扎穿隔膜,产生严重的安全隐患。

  切出电池上正负极的小耳朵—极耳模切与分条

  极耳模切工序就是用模切机形成电芯用的导电极耳。我们知道铁锂电池是分正负极的,极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体,通俗的说电池正负两极的耳朵,是在进行充放电时的接触点。而接下来的分条工序就是通过切刀对电池极片进行分切。

  完成电芯的雏形—卷绕工序

  在这里,锂电池的正极片、负极片、隔离膜以卷绕的方式组合成裸电芯。先进的CCD视觉检测设备可实现自动检测及自动纠偏,确保电芯极片不错位。

  去除水分和注入电解液—烘焙与注液

  水分是铁锂电池系统的大敌,电池烘烤工序就是为了使电池内部水份达标,确保电池在整个寿命周期内具有良好的性能。而注液,就是往电芯内注入电解液。电解液就像电芯身体里流动的血液,能量的交换就是带电离子的交换。这些带电离子从电解液中运输过去,到达另一电极,完成充放电过程。电解液的注入量是关键中的关键,如果锂电池电解液注入量过大,会导致电池发热甚至直接失效,如果注入量过小,则又影响电池的循环性。

  电芯激活的过程—化成

  化成是对注液后的锂电芯进行激活的过程,通过充放电使电芯内部发生化学反应形成SEI膜,保证后续电芯在充放电循环过程中的安全、可靠和长循环寿命。化成工序当中还包括,对电芯“激活”后第二次灌注电解液、称重、注液口焊接、气密性检测;自放电测试高温老化及静置保证了产品性能。

  锂电池生产原材料有哪些?

  锂电池材料构成主要有:正极材料、负极材料、隔膜、电解液。

  1.在正极材料当中,最常用的材料有钴酸锂,锰酸锂,磷酸铁锂和三元材料。正极材料占有较大比例,因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能,其成本也直接决定锂电池成本高低。

  2.在负极材料当中,目前负极材料主要以天然石墨和人造石墨为主。正在探索的负极材料有氮化物、PAS、锡基氧化物、锡合金、纳米负极材料,以及其他的一些金属间化合物等。负极材料作为锂电池四大组成材料之一,在提高电池的容量以及循环性能方面起到了重要作用,处于锂电池产业中游的核心环节。

  3.市场化的隔膜材料主要是以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃类隔膜。锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了锂电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

  4.电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。

  以上就是锂电池生产制作过程及原材料的介绍,锂电池的生产工艺比较复杂,差异主要来自于设备供应商不同、进口/国产比例差异等,工艺流程基本一致,价值量占比有偏差但总体符合该比例。

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