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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    鐵鋰電池制造過程與鋰電池加工原材料分解

    2021-04-26 ryder

    鐵鋰電池制造過程


    活性材料的制漿攪拌工序


    攪拌就是將活性材料通過真空攪拌機攪拌成漿狀。這是鐵鋰電池加工的第一道工序,該道工序質量控制的好壞,將筆直影響鋰電池的質量和成品合格率。而且該道工序工藝流程復雜,對原料配比,混料步驟,攪拌時間等等都有較高的要求。


    這里攪拌的是鐵鋰電池的活性材料。此外,在攪拌的這一過程中要嚴格控制粉塵,以戒備粉塵對電池一致性出現影響,在寧德時代的加工車間對粉塵的管控水平相當于醫藥級別。


    將攪拌好的漿料涂在銅箔上涂布工序


    這道工序就是將上一道工序后已經攪拌好的漿料以每分鐘80米的速度被平均涂抹到4000米長的銅箔上下面。而涂布前的銅箔惟有6微米厚,可以用薄如蠶翼來形容。涂布至關緊要,要保證極片厚度和重量一致,否則會影響鋰電池的一致性。涂布還非得確保沒有顆粒、雜物、粉塵等混入極片。否則會導致電池放電過快,甚至會出現安全隱患。


    將銅箔上負極材料壓緊再切分冷壓與預分切


    在碾壓車間里,通過輥將附著有正負極材料的極片進行碾壓,一方面讓涂覆的材料更緊密,提升能量密度,保證厚度的一致性,另一方面也會進一步管控粉塵和濕度。將冷壓后的極片依據要加工鋰電池的尺寸進行分切,并充足管控毛刺的出現,這樣做的目的是戒備毛刺扎穿隔膜,出現嚴重的安全隱患。


    切出電池上正負極的小耳朵極耳模切與分條


    極耳模切工序就是用模切機形成電芯用的導電極耳。我們知道鐵鋰電池是分正負極的,極耳就是從電芯中將正負極引出來的金屬導電體,通俗的說電池正負兩極的耳朵,是在進行充放電時的接觸點。而接下來的分條工序就是通過切刀對電池極片進行分切。


    完成電芯的雛形卷繞工序


    在這里,鋰電池的正極片、負極片、隔離膜以卷繞的方式組合成裸電芯。先進的CCD視覺測試設備可實現自動測試及自動糾偏,確保電芯極片不錯位。


    去除水分和注入電解液烘焙與注液


    水分是鐵鋰電池系統的大敵,電池烘烤工序就是為了使電池內部水份達標,確保電池在整個壽命周期內具有良好的性能。而注液,就是往電芯內注入電解液。電解液就像電芯身體里流動的血液,能量的交換就是帶電離子的交換。這些帶電離子從電解液中運輸過去,到達另一電極,完成充放電過程。電解液的注入量是關鍵中的關鍵,倘若鋰電池電解液注入量過大,會導致電池發熱甚至筆直失效,倘若注入量過小,則又影響電池的循環性。


    電芯激活的過程化成


    化成是對注液后的鋰電芯進行激活的過程,通過充放電使電芯內部發生化學反應形成SEI膜,保證后續電芯在充放電循環過程中的安全、可靠和長循環壽命。化成工序當中還包括,對電芯激活后第二次灌注電解液、稱重、注液口焊接、氣密性測試;自放電探測高溫老化及靜置保證了產品性能。


    鋰電池材料構成緊要有:正極材料、負極材料、隔膜、電解液。


    1.在正極材料當中,最常用的材料有鈷酸鋰,錳酸鋰,磷酸鐵鋰和三元材料。正極材料占有較大比例,因為正極材料的性能筆直影響著鋰電池的性能,其成本也筆直決定鋰電池成本高低。


    2.在負極材料當中,目前負極材料緊要以天然石墨和人造石墨為主。正在探索的負極材料有氮化物、PAS、錫基氧化物、錫合金、納米負極材料,以及其他的一些金屬間化合物等。負極材料作為鋰電池四大組成材料之一,在提高電池的容量以及循環性能方面起到了緊要用途,處于鋰電池產業中游的核心環節。


    3.市場化的隔膜材料緊要是以聚乙烯、聚丙烯為主的聚烯烴類隔膜。鋰電池的結構中,隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了鋰電池的界面結構、內阻等,筆直影響電池的容量、循環以及安全性能等特性,性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有緊要的用途。


    4.電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、必要的添加劑等原料,在一定條件下、按一定比例配制而成的。電解液在鋰電池正、負極之間起到傳導離子的用途,是鋰電池獲得高電壓、高比能等優勢的保證。

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