锂电池是现在数码范畴运用最多的电池。其最杰出的长处是能量密度高，适用于十分重视体积、便携的数码产品。一同，相对于以往的干电池，锂离子电池可以循环运用，在环保方面也有优势。锂离子电池的正负极资料都可以吸收、开释锂离子。可是锂离子在正极和负极中的化学势能有所不同。负极中的锂离子化学势能高，正极中的锂离子化学势能低。锂离子放电时，负极中存储的锂离子开释出来，被正极所吸收。因为负极中锂离子的化学势能高于正极，这部分势能差就以电能的办法开释出来。充电进程则是上述进程的反转，将正极中的锂离子开释到负极中。因为这种锂离子在正负极中的来回搬迁，锂离子电池又被称为摇椅电池。
18650是现在最常见的锂电封装办法，无论是当下最盛行的三元资料，仍是国家力推的磷酸铁锂，以及没有遍及的钛酸锂，均有18650的标准。18650型电芯，选用Cylindrical圆柱形封装办法，这种电芯直径18mm，长度65mm，广泛应用于充电宝、电动车、笔记本、强光手电筒等范畴，这类封装的优点是标准共同，便利主动化、规模化出产，具有机械强度高、耐冲击性强、良品率高级特色;此外还有Prismatic方形软包封装，常见于手机和平板电脑，这类封装最直接的优点是轻浮，体积小，便携。
在笔记本电脑年代，18650电芯还仅仅数码产品的暗地英雄。跟着智能手机和平板等智能设备的遍及，移动电源成为了人们出行必不可少的配备，18650也得以开端从暗地走向前台，被群众所熟知。那么，看似简略的18650电芯是怎么诞生?它有什么隐秘呢?接下来，让咱们一同去探究它的诞生进程。近来笔者有幸进入东莞一家电芯厂访问学习，将从涂布、拼装、测验三方面图文并茂，为咱们介绍18650电芯的诞生进程。
电芯的出产进程一：涂布
进入出产车间之前，需求戴上口罩和鞋套，避免吸入粉尘和产生静电。首先从涂布工艺了解起，这道工序中可以看到大卷的铜箔(黄色)和铝箔(银色)。铝箔，是用来涂布镍钴锰NCM三元资料;反之，铜箔是用来涂布负极活性资料石墨;其间白色的为隔阂。全球锂电池隔阂主要被Asahi、Celgard、SK、toray、W-SCOP等厂商占有，这些国外企业操纵了近70%的市场份额。而我国隔阂企业所占的市场份额约30%，锂电池隔阂自主国产化正在不断打破。电芯的容量，是根据这些配方的分配份额面积得来。
一整卷涂布完结的正负极资料宽约126mm，接下来还需求裁剪成宽度约18mm的7小卷，每卷都会均匀分红若干段，每一段代表一颗电芯所需的用料。据电芯厂工程师徐工介绍，现在三元正极资料每吨价格为12万元，每吨资料可以用于出产5万只电芯;当时电芯产能日均50万只，需求用到10吨三元正极资料，光这一项开支每日就需求60万元。
主动化的机器将每段打上镍带和绝缘耐高温的麦拉片(Mylar)，下一步进行5个等级的称重，分别是侧重、A1、A2、A3、偏轻。这个跟CPU晶圆选择相同，同一批切开工艺，也会呈现不同体质，根据不同体质再分出对应容量，配对出货。
电芯的出产进程二：拼装
这家电芯厂分为三栋楼，其间一栋三层是出产线，别的两栋是办公室和宿舍。出产线一楼涂布、二楼拼装、三楼测验。观赏完一楼后，进入二楼的拼装环节。
分类好的正极和负极，将在这儿完结全主动卷包，白色的原料是隔阂。电芯这样还不能正常作业，需求参加电解液作为前言，让正负极产生化学反响，锂离子才干够在正负极之间搬迁，产生电荷离子输出能量锂电池才干进行充放电。主动化卷包好后直接滚落在了流水线上，进入下一个拼装进程装入钢壳。
钢壳是一体冲压成型，厚度缺乏1mm，因而对钢材强度质量要求很高，这家电芯厂选用的是进口韩钢资料。
这一步将负极极耳与钢壳底部通过点焊的办法衔接。该厂选用了日系Miyachi激光点焊机，确保了点焊精度和产质量量。点焊机无法焊接钢壳底部，拼装小妹的手中有一个铜钉，先从预留的小洞刺进底部，然后放入点焊机，咔嚓一下，负极就打好镍带与钢壳底部衔接好了。
电解液在密封箱充溢惰性气体氩气的手套箱中内注入，密封箱手套内氧气浓度有必要低于10ppm(挨近无氧真空环境)，避免电极氧化。电解液氩气通过循环净化设备输入密封箱， 设备里头有催化剂和还原剂氢气，通过氢氧反响生成水可以把氧气除掉。一同，设备中的枯燥剂吸收水分，确保箱内气氛的枯燥。
注入电解液后的电芯，现已通过激光焊接将盖帽与钢壳连为一体。一排排整齐有序的堆放着，整装待发。
一只新的电芯就这样诞生了。每一只电芯都需求穿上按容量分类的“新衣服”PVC套管。
不同的容量对应了不同的PVC封套，这儿咱们看到了绿、蓝、粉等多个色，丰厚的外观色彩增添了电芯时尚感。
电芯的出产进程三：初次充电和测验
电芯在注入电解液后，实际上还没有存上电，并且此刻正负极外表的状况也没有到达安稳，有必要通过初次充电才干够正常运用，这种初次充电称之为“化成”。初次充电时需求充入额定的电量，用来在电极外表产生维护膜，这层维护膜正是锂离子电池低自放电的奥妙地点。一同，维护膜的性质也影响电池的功能和寿数。因而，化成工艺十分重要。化成选用分容柜完结。
电芯是化学品，为了确保运用安全和寿数，在出厂前需求做好配对按盒分装，每盒200只。确保三个共同性：容量共同、内阻共同、电压共同。如此方能正常出厂，不然把被打入冷宫，沦为B级、C级电芯。
第一个测验，容量。为了确保容量测验的准确性，该厂收购了职业抢先的贝尔全主动分容柜，满意每日上万只的分容需求。新诞生的电芯，需求做5个循环老化测验，把不能作业或许容量有误差的选择出来。根据国家标准GB/T18287-2013《移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总标准》，依照0.2C充放电测验。以适宜的电流充电至4.20V截止(高压版别需求充到4.30V或4.35V)，静置一段时间(15min以上)使电池温度挨近室温且电池内极化根本散失。测验选用0.2C放电至2.75V停止电压，到达所标示的容量，才算合格。这儿的C是一个倍率单位，以2600mAh电芯放电为例，0.2C则为520mA放电。
第二个测验，内阻。现在电芯厂都配有内阻主动挑选机器，可流水线挑选。18650三元资料，内阻在70毫欧以内，都算合格品;低于30毫欧的算是特挑极品了。如果是磷酸铁锂或许钛酸锂，内阻能做到20毫欧以内。
第三个测验，电压。同一装箱里边的电芯电压3.7V±0.05，便利多节并联或许串联运用下，整箱抽出运用。每一箱的电芯都做过三个共同性配对，因而不引荐跨箱运用，这也是国际上通用的办法。
除了共同性测验，每一个批次的电芯还需求检查完结碰击、轰动、穿刺等数十项破坏性测验，根绝危险，确保每一个批次质量最佳。
在此次工厂访问学习行将结束时，为了能近距离的了解电芯的安全结构，笔者将分析一支全新的18650电芯，一探内部终究。18650电芯在内部硬件规划有两重维护，分别是CID(Current Interrupt Device)泄压安全阀和PTC(Positive Temperature Coefficient)热敏电阻。其间安全阀是每一颗18650电芯的标配，也是最重要的一道防爆屏障，没有之一。
CID和PTC的作业原理：当电芯内部温度反常，因为过充电、短路等原因产生很多气体，气压升高到1.0-1.2Mpa时，安全阀上的碗型铝片会向上弹起，与下面的铝片脱离触摸，使电路当即断开，若是压力持续上升，安全阀将决裂，敞开扫除内部气体使内部压力开释出来，避免压力过高形成爆破。而Prismatic方形软包封装的电芯，内部气压升高时，最常见的是“怀孕”鼓包现象。其次PTC热敏电阻，当电池输入输出电流过高时，PTC会发热升温，当温度到达预设值时，PTC电阻会忽然增大，堵截外界电流输入电芯或阻挠电芯内部电流输出，让电芯停止作业。除了以上两者外，电池还有不为人知的第三道防地——隔阂。当电池升温到160摄氏度以上时，隔阂中的微孔会闭合，使正负极被物理阻隔，电池天然不会再输出电流。
已然18650电芯自身是如此安全，为何移动电源起火事端仍然不算稀有呢?奥妙就在移动电源自身。移动电源的外壳等组件往往常用到塑料。塑料自身是易燃物，遇到高温可以自燃。合格移动电源的USB输出有短路维护，所以当输出被短路时不会有大电流通过。可是移动电源内部还有从18650到电路板的镍片或许导线等衔接。若是这部分不幸短路了，那么输出短路维护是彻底力不从心的。而18650电芯自身的PTC仅仅在电池自身过热之前可以堵截电池的电流，因为电池的热容量很可观，升温没有那么快，或许在导线、镍片都烧红的情况下，电池还没有热到堵截输出。这样烧红的镍片和外壳的塑料触摸，产生火灾也就在所难免了。
合格的移动电源往往对18650到电路板的导体进行多重绝缘，且所用的绝缘体是耐高温300度的高温聚酰亚胺胶带(麦拉片)和阻燃的青稞纸。一同这段导体有恰当的固定规划，避免机械冲击下导体移动或变形。然后最大极限的确保短路不会产生。可是山寨移动电源就随意的多，要么没有绝缘，要么便是绝缘不充分。特别是18650头部，因为此处有暴露的负极和绝缘外皮包裹的负极。一同正极镍片也通过这儿，若是不额定添加绝缘维护，正极镍片边际一旦划破外皮，就会当即形成短路。而山寨移动电源往往内部电池固定欠好，电池晃来晃去，镍片也弯来弯去的，这种概率更大了。
到此，一只18650电芯的诞生进程介绍结束，跟着工厂门口等候装箱的卡车，他们将运往全国各地。行将敞开一段新的奇幻之旅，化作充电宝来到你的手中。
