电池出产基础知识
一、 原理
1.0 正极结构
LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔） 正极
2.0 负极结构
石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体（铜箔） 负极
3.0作业原理
3.1 充电进程
如上图一个电源给电池充电,此刻正极上的电子e从通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”隔阂上弯弯曲曲的小洞，“游水”抵达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。
正极上发生的反响为
LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)
负极上发生的反响为
6C+XLi++Xe=====LixC6
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动而改动的可变电阻，恒阻放电的本质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。由此可知，只需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+都是一起举动的，方向相同但路不同，放电时，电子从负极通过电子导体跑到正极，锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔阂上弯弯曲曲的小洞，“游水”抵达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。
二、 工艺流程
三、 电池不良项目及成因：
1.容量低
发生原因：
a. 附料量偏少； b. 极片双面附料量相差较大； c. 极片开裂；
d. 电解液少； e. 电解液电导率低； f. 正极与负极配片未配好；
g. 隔阂孔隙率小； h. 胶粘剂老化→附料掉落； i.卷芯超厚（未烘干或电解液未浸透）
j. 分容时未充满电； k. 正负极资料比容量小。
2.内阻高
发生原因：
a. 负极片与极耳虚焊； b. 正极片与极耳虚焊； c. 正极耳与盖帽虚焊；
d. 负极耳与壳虚焊; e. 铆钉与压板触摸内阻大； f. 正极未加导电剂；
g. 电解液没有锂盐； h. 电池从前发生短路； i. 隔阂纸孔隙率小。
3.电压低
发生原因：
a. 副反响（电解液分化；正极有杂质；有水）； b. 未化成好（SEI膜未形成安全）；
c. 客户的线路板漏电（指客户加工后送回的电芯）； d. 客户未按要求点焊（客户加工后的电芯）；
e. 毛刺； f. 微短路； g. 负极发生枝晶。
4.超厚
发生超厚的原因有以下几点:
a. 焊缝漏气; b. 电解液分化; c. 未烘干水分;
d. 盖帽密封性差; e. 壳壁太厚; f. 壳太厚;
g. 卷芯太厚(附料太多；极片未压实；隔阂太厚)。
5.成因有以下几点
a. 未化成好（SEI膜不完整、细密）； b. 烘烤温度过高→粘合剂老化→脱料； c. 负极比容量低；
d. 正极附料多而负极附料少； e. 盖帽漏气，焊缝漏气； f. 电解液分化，电导率下降。
6.爆破
a. 分容柜有毛病（形成过充）； b. 隔阂闭合效应差; c. 内部短路
7.短路
a. 料尘； b. 装壳时装破； c. 尺刮（小隔阂纸太小或未垫好）;
d. 卷绕不齐； e. 没包好； f. 隔阂有洞; g. 毛刺
8.断路
a) 极耳与铆钉未焊好，或许有用焊点面积小；
b) 衔接片开裂（衔接片太短或与极片点焊时焊得太*下）配料基础知识
配 料 基 础 知 识
一、 电极的组成：
1、 正极组成：
a、 钴酸锂：正极活性物质，锂离子源，为电池进步锂源。
b、 导电剂：进步正极片的导电性，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，削减极化。
c、 PVDF粘合剂：将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。
d、 正极引线：由铝箔或铝带制成。
2、 负极组成：
a、 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。
b、 导电剂：进步负极片的导电性，补偿负极活性物质的电子导电性。
进步反响深度及运用率。
避免枝晶的发生。
运用导电资料的吸液才能，进步反响界面，削减极化。
（可根据石墨粒度散布选择加或不加）。
c、 添加剂：下降不行逆反响，进步粘附力，进步浆料黏度，避免浆料沉积。
d、 水性粘合剂：将石墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。
e、 负极引线：由铜箔或镍带制成。
二、 配料意图：
配料进程实际上是将浆猜中的各种组成按规范份额混合在一起，调制成浆料，以利于均匀涂布，保证极片的一致性。配料大致包含五个进程，即：质料的预处理、掺和、浸湿、涣散和絮凝。
三、 配料原理：
（一） 、正极配料原理
1、 质料的理化功能。
（1） 钴酸锂：非极性物质，不规矩形状，粒径D50一般为6-8 μm，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5-7 μm，含水量≤0.2%，一般为弱碱性，PH值为8左右。
（2） 导电剂：非极性物质，葡萄链状物，含水量3-6%，吸油值~300，粒径一般为 2-5 μm；首要有一般碳黑、超导碳黑、石墨乳等，在大批量应用时一般选择超导碳黑和石墨乳复配；一般为中性。
（3） 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。
（4） NMP：弱极性液体，用来溶解/溶胀PVDF，一起用来稀释浆料。
2、 质料的预处理
（1） 钴酸锂：脱水。一般用120 oC常压烘烤2小时左右。
（2） 导电剂：脱水。一般用200 oC常压烘烤2小时左右。
（3） 粘合剂：脱水。一般用120-140 oC常压烘烤2小时左右，烘烤温度视分子量的巨细决议。
（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。
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，进步聚会作用和的导电性。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。
4、 干粉的涣散、浸湿：
（1） 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，液体与气体开端抢夺固体外表；假如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；假如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度，固体浸湿。
当潮湿角＞90度，固体不浸湿。
正极资猜中的一切组员都能被粘合剂溶液浸湿，所以正极粉料涣散相对简单。
（2） 涣散办法对涣散的影响：
A、 静置法（时刻长，作用差，但不损害资料的原有结构）；
B、 拌和法；自转或自转加公转（时刻短，作用佳，但有或许损害单个
资料的本身结构）。
1、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、桨型拌和桨用来抵挡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况，作用佳。
2、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，但对资料本身结构和对设备的损害就越大。
3、浓度对涣散速度的影响。一般情况下浆料浓度越小，涣散速度越快，但太稀将导致资料的糟蹋和浆料沉积的加剧。
4、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。
5、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；资料在彻底失重或重力减小的情况下涣散均匀的难度将大大下降。
6、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。
5、 稀释。将浆料调整为适宜的浓度，便于涂布。
（二）、负极配料原理（大致与正极配料原理相同）
1、 质料的理化功能。
（1） 石墨：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，简单从头聚会。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。
（2） 水性粘合剂（SBR）：小分子线性链状乳液，极易溶于水和极性溶剂。
（3） 防沉积剂（CMC）：高分子化合物，易溶于水和极性溶剂。
（4） 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；具有激烈的消泡作用；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；具有激烈的消泡作用；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相同的，大批量出产时可考虑本钱要素然后选择添加哪种）。
（5）去离子水（或蒸馏水）：稀释剂，斟酌添加，改动浆料的流动性。
2、 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℃常压烘烤，除掉外表油性物质，进步与水性粘合剂的相容才能，修圆石墨外表棱角（有些资料为坚持外表特性，不答应烘烤，不然效能下降）。
（2） 水性粘合剂：恰当稀释，进步涣散才能。
3、 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） 涣散进程为削减极性物与非极性物间隔，进步势能或外表能，所认为吸热反响，拌和时整体温度有所下降。如条件答应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、涣散办法同正极配猜中的相关内容，在三、（一）、4中有具体论说，在此不予具体解说。
4、 稀释。将浆料调整为适宜的浓度，便于涂布。
四、 配料注意事项：
1、 避免混入其它杂质；
2、 避免浆料飞溅；
3、 浆料的浓度（固含量）应从高往低逐步调整，避免添加费事；
4、 在拌和的间歇进程中要注意刮边和刮底，保证涣散均匀；
5、 浆料不宜长时刻放置，避免沉积或均匀性下降；
6、 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动；
7、 拌和时刻的长短以设备功能、资料参加量为主；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；
8、 出料前对浆料进行过筛，除掉大颗粒以防涂布时形成断带；
9、 对配料人员要加强训练，保证其把握专业知识，避免变成大祸；
10、 配料的关键在于涣散均匀，把握该中心，其它方法可自行调整。
五、 泛论：跟着电池制程的日益通明，锂离子电池出产厂家越来越将配料列为中心秘要，由于从资料的选择、处理到合理调配包含了太多技术人员的汗水，相同的资料，有的厂家用起来特别顺畅，有的厂家就费事百出；有的厂家用中档的资料能够做出高端的电池，而有的厂家却运用最好的资料做成的电池不忍目睹；自己在此宣布配料的基础知识，旨在让我们对配料的了解多一些，少走一些弯路；但因自己水平有限，不免有遗漏之处，希望我们多多批评指正。我也希望我们在作业中仔细研讨，真挚沟通，斗胆立异，团结起来，一起促进我国锂离子电池出产水平的进步
