1鋰離子電池基礎知識培訓目錄頁CONTENTS

PAGE231鋰電池結構原理簡介前段：攪拌、涂布、分切工藝流程及控制要點產品不良及影響中段：卷繞、裝配、注液后段：化成、分容、模組4鋰電池原材料簡介一、鋰離子電池結構原理簡介鋰離子電池結構鋰離子電池工作原理LFP4017397A-60Ah鐵鋰方殼電池結構介紹LFP4017397A方殼電池主要由上蓋板組件、前后側板、電芯、絕熱墊、麥拉膜和外殼組成。方殼電池型號：LFP4017397A-60Ah方殼電池；

40-方殼電池的厚度為40mm；173-方殼電池的寬度為173mm；97-方殼電池外殼的高度為97mm。目前LFP4017397A方殼電池的容量：60Ah。電池在一定放電條件下所能給出的電量稱為電池的容量，以符號C表示。常用的單位為安培小時，簡稱安時（Ah）或毫安時（mAh）。電池的容量可以分為理論容量、額定容量、實際容量。理論容量是把活性物質的質量按法拉第定律計算而得的最高理論值。為了比較不同系列的電池，常用比容量的概念，即單位體積或單位質量電池所能給出的理論電量，單位為Ah/kg（mAh/g)或Ah/L(mAh/cm3)。實際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時間的乘積，單位為Ah，其值小于理論容量。額定容量也叫保證容量，是按國家或有關部門頒布的標準，保證電池在一定的放電條件下應該放出的最低限度的容量。容量鋰離子電池的基本概念

開路電壓：電池在開路狀態下的端電壓稱為開路電壓。電池的開路電壓等于電池的正極的還原電極電勢與負極電極電勢之差。工作電壓：工作電壓指電池接通負載后在放電過程中顯示的電壓，又稱放電電壓。在電池放電初始的工作電壓稱為初始電壓。電池在接通負載后，由于歐姆電阻和極化過電位的存在，電池的工作電壓低于開路電壓。電流通過電池內部時受到阻力，使電池的電壓降低，此阻力稱為電池的內阻。電池的內阻不是常數，在放電過程中隨時間不斷變化，因為活性物質的組成、電解液濃度和溫度都在不斷地改變。電池內阻包括歐姆內阻和極化內阻，極化內阻又包括電化學極化與濃差極化。內阻的存在，使電池放電時的端電壓低于電池電動勢和開路電壓，充電時端電壓高于電動勢和開路電壓。歐姆電阻遵守歐姆定律；極化電阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關系，常隨電流密度的對數增大而線性增大。電壓內阻電池在完全充電后完全放電，循環進行，直到容量衰減為初始容量的80%，此時循環次數即為該電池之循環壽命循環壽命與電池充放電條件、環境有關鋰離子電池室溫下1C充放電循環壽命可達300-500次（3C、消費類行業標準），動力類≥1000次（不同體系實際值不同，三元材料、錳酸鋰：≥1000次；磷酸鐵鋰：≥2000次）。電池按標準完全充電后，常溫放置一個月。然后用1C放電至3.0V，其容量記為C2；電池初始容量記為C0；1-C2/C0即為該電池之月自放電率；行業標準鋰離子電池月自放電率小于12%，實際做到3%-6%電池自放電與電池的放置性能有關，其大小和電池內阻結構和材料性能有關循環壽命自放電二、鋰離子電池原材料簡介正極材料負極材料金屬件隔膜電解液磷酸鐵鋰

PVDF

NMPAl

foil導電劑石墨LA133去離子水銅箔

MAC500導電劑頂蓋鋁殼絕緣托板頂蓋貼片底部貼片軟連接

頂支架迷你杯隔膜電解液ESN-126三、工藝流程及控制要點檢驗 包裝

分容

化成

靜置密封注液裝配卷繞烘烤原料檢驗 攪拌

涂布

輥壓分切前段中段后段工藝流程圖模切11前工序工藝簡介一、攪拌工序二、涂布工序三、輥壓分切工序前工序制程

前工序概述

前工序以投入物料完成電池極片的制造為主，上承材料開發利用，下啟組裝、測試，前工序制造工藝及品質直接決定著電池的“先天”性能。攪拌涂布輥壓分切前工序制程-攪拌

攪拌工藝流程溶劑粘結劑成品膠液活性物導電劑電池漿料固含量粘度固含量粘度涂布工序混粉添加劑正負極粉粉料干燥并混合正負極制膠NMP稱重PVDF稱重膠混合Mixing漿料其他固含量檢驗固含量和粘度檢驗

攪拌原料正極磷酸鐵鋰NMP導電劑PVDF負極石墨去離子水導電劑粘結劑CMC正極材料：磷酸鐵鋰材料性能物理參數包裝外觀產品外觀高能量密度、安全性高壽命長、充電性能快松裝密度、振實密度（g/m3）中位徑（μ

m）、比表面積（m2/g）防潮，防水，密封性好，附質檢報告單灰黑色粉末，無雜質、無結塊特性簡釋：松裝密度：是指粉末在規定條件下自由充滿標準容器后所測得的堆積密度，即松散填裝時單位體積的質量，單位g/cm3；振實密度：是指在規定條件下容器中的粉末經振實后所測得的單位容積的質量；中位徑：粒度分布D50，一個樣品的累計粒度分布百分數達到50%時所對應的粒徑；比表面積：單位體積或單位質量顆粒的總表面積；

主要原料：√良品：灰黑色粉末、無雜質、無結塊×不良品：有雜質、結塊磷酸鐵鋰正極材料：PVDF材料性能物理參數包裝外觀產品外觀對活性物質顆粒間起到粘接作用，將活性物質粘接在集流體上相對分子質量、密度、旋轉粘度、溶解性、含水率防潮，防水，密封性好，附質檢報告單白色粉末，無雜質、無結塊特性簡釋：粘度：流體在流動時，在其分子間產生內摩擦的性質，稱為流體的黏性，粘性的大小用黏度表示；溶解性：溶解性是物質在形成溶液時的一種物理性質。它是指物質在一種特定溶劑里溶解能力大小的一種屬性；PVDF√良品：白粉末、無雜質、無結塊×不良品：有雜質、結塊正極材料：NMP材料性能物理參數包裝外觀產品外觀能與水、醇、醚、酯、酮、鹵代烴、芳烴和蓖麻油互溶密度色度

折射率質量分數罐槽方式，密封保存，附有檢驗報告單無色透明油狀液體，微有胺的氣味負極材料：石墨材料性能物理參數包裝外觀產品外觀良好的導電率，結構穩定，層狀結構，成本低，鋰離子擴散系數大，循環壽命長，良好的充放電平臺比表面積（m2/g）振實密度（g/m3）粒度、水分袋裝或桶裝，堅固、整潔、密閉，每包附有標識和合格證外觀黑色粉末、無雜質、無結塊負極材料：LA133材料性能物理參數包裝外觀產品外觀粘度高，對粉體材料具有更好的懸浮能力，品質純凈，有良好的抗氧化和抗還原能力。使鋰離子電池具有較好的循環性能和倍率性能，電池極化小。粘度、粒徑、固含量、PH桶裝密閉，附帶產品標簽乳白色或微黃色水乳液

攪拌目的和作用

目的：物料分散、混合均勻，主要指標為細度；

物料混合配比符合設計標準，主要指標為固含量；

成品膠液、漿料混合固液相穩定，主要指標為粘度；

作用：制膠機提供混合的動力和物料長時間互相接觸的條件；

雙行星分散攪拌機提供固體粉料和液體溶劑混合的動力，通過公轉槳實現物料的

宏觀混合，通過高速分散實現物料的微觀分散。

目標：混合均勻的電池漿料才能保證電池的一致性！

涂布工序的目的：

涂布工序是將正、負極漿料均勻的涂抹在基層上；

涂布分為：正、負極預涂層涂布和正、負極漿料涂布；前工序制程-涂布正負極漿料基層（鋁箔、銅箔）

預涂層涂布：

預涂層涂布采用的是轉移式涂布機，其目的在于將預涂層漿料均勻的涂抹在箔材上。

轉移式涂布機的特點：

使用高精度網紋輥進行涂布，可以實現粘度低的漿料，進行厚度較薄的涂布方式，底涂涂布后的厚度僅為2-3μm。

漿料涂布：

漿料涂布采用的是擠壓式涂布機，其目的在于將正、負極漿料均勻的涂抹在箔材上。

擠壓式涂布機的特點：可以將粘度較高的漿料以一定的厚度均勻的涂抹在箔材表面。涂布工序控制要點：1、外觀①漿料均勻無沉淀，無顆粒、雜質、油污和氣泡等現象；②極片表面無掉料、劃痕、暗痕、翹邊、露箔（未敷上料）等現象；

2、尺寸極片的敷料長度、間距等尺寸須符合工藝要求；

3、銅、鋁箔①厚度均勻，厚度和寬度尺寸符合規格要求；②表面無油污、灰塵等污物，無褶皺、波紋、撞傷（凹坑）等現象；

4、極片面密度須符合工藝要求。5、注意點①車間溫、濕度必須符合工藝要求②員工在操作時必須戴手指套,輕拿輕放［及時關門］［時時提醒］前工序制程-輥壓、分切輥壓、分切及烘烤工藝流程輥壓分切尺寸毛刺厚度外觀烘烤輥壓輥壓工序的目的：將涂布極片輥壓至一定的厚度。輥壓機輥壓輥輥壓機原理：通過調整兩個輥壓輥之間的壓力，將極片輥壓至一定的厚度。分切工序的目的：按照一定的尺寸分切涂布極片分切順序如下：2

1

3正極片負極片

烘烤設備六門圓筒烘箱絕對真空50pa目的：降低極片水分作用：保證電池性能烘箱分切工序控制要點：1、輥壓①極片輥壓厚度須符合工藝標準要求②極片表面無掉料、疤痕、褶皺等現象

2、分條①極片分條尺寸須符合工藝要求②極片切口平直，不允許有毛刺、掉料等現象③極片無毛刺、掉料、裁斜、白邊等現象

3、注意點①車間溫、濕度必須符合工藝要求②烘箱的溫度、真空度必須符合工藝標準③及時清理輥輪粘料④員工在操作時必須戴手指套,輕拿輕放［及時關門］［及時關門］［時時監督］［時時提醒］32中工序工藝簡介一、電芯卷繞工序二、電芯裝配工序三、電芯烘烤工序四、電芯注液工序正極負極隔膜卷繞熱壓和測短路卷繞注意事項：隔膜包正極片，正極片包負極片，正負極片中間有隔膜；正極一定要包住負極有料區域；外來物、金屬粒子的控制；防止陰極、陽極、隔離膜的交叉污染；中工序制程-卷繞電芯組成正極極片負極極片隔離膜工作原理：卷繞時，內針夾緊隔膜、外針漲開至電芯周長規定尺寸，由隔膜帶入極片進行電芯卷繞。卷繞完成時，內針松開，外針內縮使卷針脫離電芯抽針下料。糾偏負極極片放卷毛刷毛刷張力控制輥糾偏卷針切刀mark孔檢測糾偏糾偏正極極片放卷毛刷毛刷張力控制輥糾偏切刀mark孔檢測糾偏糾偏上隔膜糾偏下隔膜CCD對齊度檢測貼終止膠卷繞過程示意圖卷針上圖為調試卷針夾具，夾具兩端各配有2支千分尺，確保卷針寬度精準。上圖為卷針裝好后圖示卷針寬度嚴重影響電芯極耳的對齊度，所以卷針調校必須精準。卷繞工序控制要點：1、來料極片、隔膜無明顯的褶皺、漏箔、張力不均等異常現象；2、熱壓后電芯尺寸（長、寬高、極耳間距、厚度）達到工藝要求；電芯重量達到工藝要求；3、熱壓后電芯無黑印、隔膜破損、臟污等不良現象；4、絕緣測試電阻不出現短路；5、注意點①車間溫、濕度必須符合工藝要求②員工在操作時必須戴手指套,輕拿輕放［及時關門］［時時提醒］中工序制程-裝配裝配流程極耳預焊極耳裁切極耳與軟連接焊接配組貼膠卷繞來料極耳貼膠極耳折Z形裝極耳支架電芯包膜入殼頂蓋焊接負壓及絕緣測試打碼掃碼、記錄烘烤、注液工序精朗轉盤式12工位自動注液機工作原理：設備將電池內部吸成負壓，用管路將電池與電解液連接，使電池內部與電解液所在空間之間形成壓差，利用該壓差使電解液自動吸入到電池內部，再進行高壓與真空循環的注液方式，完成自動注液。中工序制程-注液ABCDEFGHIJKL每個工位12支電池自動注液機12工位轉盤注液流程工作流程：電池經過流水線流入前稱重掃碼緩沖工位，進入掃碼稱重工位進行掃碼稱重，12個一組進入注液工位進行注液（循環注液方式），注液完成后下料至后稱重工位，進行掃碼稱重后擦洗電池注液嘴，流入打膠釘工位打膠釘后下料。前掃碼工位前稱重工位 注液工位

后稱重工位裝配、注液工序控制要點：1、裝配①來料五金件無明顯變形、臟污、損壞等異常現象；②裝配過程中電芯隔膜無破損、臟污；③防爆片焊接、極耳軟連接焊接、頂蓋密封焊接無漏焊、虛焊、炸火、焊穿等；④入殼后絕緣測試、密封測試達到工藝要求；

2、注液①電池注液量須符合工藝要求；②電池注液后及時進行機殼清潔，無電解液殘留等污染物；5、注意點①車間溫、濕度必須符合工藝要求②員工在操作時必須戴手指套,輕拿輕放［及時關門］［時時提醒］42后工序工藝簡介一、化成二、分容三、包裝后工序工藝流程介紹作用使電芯內部得到充分浸潤控制要點靜置時間、靜置溫度、電池放置方式常見異常時間不足、放置方式不對、靜置過程跳釘、零電壓、內阻大后工序制程-高溫靜置電池制成后，通過一定的充放電方式將內部正負極物質激活，改善電池的充放電性能及自放電、儲存等綜合性能的過程稱為化成，電池只有經過化成后才能體現真實的性能。目的：1.使電池中活性物質借助首次充電轉化成具有電化學活性的物質。消耗制程中殘留的微量雜質。使電解液潤濕極片更充分。后工序制程-高溫化成注液口密封作用排出化成產生的氣體充氦氣并密封隔絕空氣，利于電池循環和儲存控制要點抽氣與充氦時的真空值，焊接處潔凈度，焊接能量、焊接位置、焊接軌跡常見異常抽出電解液、虛焊、炸火、漏焊作用測試電池的實際容量，對電池進行性能篩選與分級控制要點分容測試時電流、電壓、環境溫度，分容后電池容量、放電平均電壓、電壓、內阻、壓降常見異常分容流程異常停止、低容、電壓低、內阻大、壓降大、外觀不良后工序制程-容量分選包裝工序作用對單體進行包裝，起絕緣保護作用，方便電池存儲與運輸控制要點電池外觀良好、無破損、無變形、無污染、二維碼清晰且無誤常見異常殼體變形、保護膜破損、防爆