鋰離子電池工藝流程演講人：日期：目錄原材料準備電極制備電芯組裝后處理工序關鍵工藝參數與質量控制設備與生產線不同電池類型的制造差異新技術與未來發展趨勢CATALOGUE01原材料準備PART正極材料：鈷酸鋰、三元材料等鈷酸鋰具有高能量密度、優良循環性能和穩定性，是鋰離子電池的重要正極材料之一。三元材料包括鎳鈷錳三元、鎳鈷鋁三元等，具有高能量密度、低成本、良好的循環性能等優點，被廣泛應用于鋰離子電池領域。其他正極材料如錳酸鋰、磷酸鐵鋰等，因其特有的性能在一些特定領域得到應用。負極材料：石墨天然石墨具有層狀結構，理論嵌鋰容量較高，但循環性能較差，需要進行改性處理。人造石墨其他負極材料通過高溫處理將易石墨化碳材料轉化為石墨，具有較高的循環穩定性和良好的加工性能。如硅基材料、鈦酸鋰等，雖然具有高比容量或優異循環穩定性，但因成本或技術原因尚未大規模應用。123隔膜具有微孔結構，能夠防止正負極直接接觸，同時保證鋰離子在電池內部的遷移。常用的隔膜材料包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）等。隔膜、電解液、集流體（鋁箔、銅箔）電解液由有機溶劑、鋰鹽和其他添加劑組成，具有離子導電性，負責在電池內部傳輸鋰離子。電解液的性能直接影響電池的性能和安全。集流體正極采用鋁箔，負極采用銅箔，用于收集活性物質的電流并引出電池外部。集流體需要具有良好的導電性和機械強度，同時與活性物質保持良好的接觸。02電極制備PART包括鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物、鋰錳氧化物等，是鋰離子電池的主要能量來源。提高正極材料的電子導電性，常用的有碳黑、石墨、導電纖維等。將正極活性物質和導電劑粘結在一起，并牢固地附著在鋁箔上，常用的有聚四氟乙烯、聚丙烯酸等。將混合好的漿料均勻地涂布在鋁箔上，然后進行干燥處理，使漿料中的溶劑揮發，形成固態的正極膜。正極制備正極活性物質導電劑粘結劑涂布與干燥負極材料增強負極材料與銅箔的粘結力，防止負極材料脫落，常用的有聚四氟乙烯、丁苯橡膠等。粘結劑涂布與干燥將混合好的負極漿料均勻地涂布在銅箔上，然后進行干燥處理，使漿料中的溶劑揮發，形成固態的負極膜。通常采用石墨或其他碳材料，具有層狀結構，能夠嵌入鋰離子。負極制備極片裁切將干燥后的正負極片按照設計尺寸進行裁切，以保證電池的尺寸和容量。極片分條將裁切好的極片分成若干條，每條極片都具有相同的寬度和長度，用于組裝成電池單體。極片裁切與分條03電芯組裝PART將正極、隔膜和負極依次疊加，并壓實成為電芯，這種工藝可以提高電芯的能量密度和穩定性。疊片工藝將正極、隔膜和負極卷繞在一起，再切割成所需長度的電芯，這種工藝適合大規模自動化生產。卷繞工藝疊片/卷繞：正極-隔膜-負極交替堆疊裝入殼體塑膠殼有些鋰離子電池也采用塑膠殼，這種殼具有較好的韌性和防護性能，可以有效保護電芯。鋁殼通常采用鋁殼作為電芯的外殼，因為鋁殼具有良好的防爆性能和散熱性能。注電解液將電解液注入電芯中，以激活正負極材料，并保證鋰離子在充放電過程中的傳輸。封裝注電解液與封裝將電芯進行封裝，通常采用鋼殼或鋁塑膜等材料進行包裝，以保護電芯內部的化學物質不受外界環境的影響，同時防止電解液泄漏。010204后處理工序PART化成：首次充電激活激活電池材料在化成過程中，電池材料被激活，并發生一系列化學反應，從而形成電極材料的穩定結構。SEI膜形成激活電解液在首次充電過程中，電解液在負極表面分解形成一層固體電解質界面膜（SEI膜），有助于電池性能的穩定。化成過程中，電解液浸潤電極材料，提高離子傳導性能。123常規老化提高測試溫度或電壓等條件，以更快地評估電池性能和壽命。加速老化評估電池穩定性老化測試可篩選出潛在的不穩定電池，確保出廠品質。在特定條件下，對電池進行充放電循環，以觀察電池性能隨時間的變化。老化測試分容與性能測試分容根據電池的容量進行分級，以滿足不同應用場景的需求。030201性能測試測試電池在不同條件下的充放電性能，如倍率性能、溫度特性等。安全性測試評估電池在過充、過放、短路等極端條件下的安全性能。05關鍵工藝參數與質量控制PART漿料制備：加料順序、攪拌速度、溫度控制加料順序加料順序對漿料的均勻性和穩定性有重要影響，通常先加入固體粉末材料，再加入液體溶劑和膠黏劑，最后加入導電劑和其他添加劑。攪拌速度攪拌速度過快會導致漿料飛濺和顆粒團聚，攪拌速度過慢則會導致漿料混合不均勻，適當的攪拌速度應能確保漿料混合均勻且無明顯顆粒。溫度控制漿料制備過程中溫度的控制非常重要，溫度過高會導致溶劑揮發和漿料稠度增加，溫度過低則會影響漿料的流動性和涂布性能，一般控制在室溫至40℃之間。涂布厚度涂布厚度會影響電池的容量和內阻，厚度過大會導致電池充放電性能下降，厚度過小則會導致電池容量減小，應根據電池設計要求控制涂布厚度。涂布工藝：涂布厚度、均勻性、干燥條件均勻性涂布均勻性是保證電池性能一致性的關鍵，不均勻的涂布會導致電池內部電流分布不均勻，產生局部過熱和過充/過放現象，應嚴格控制涂布均勻性。干燥條件涂布后的極片需要在一定的溫度和濕度條件下進行干燥，以去除溶劑和水分，干燥溫度過高或時間過長會導致極片開裂或氧化，溫度過低或時間過短則會導致干燥不徹底，應根據涂布厚度和極片材質選擇合適的干燥條件。壓實是提高電池能量密度和循環穩定性的重要手段，適當的壓力可以使極片更加緊密，減小內阻和孔隙率，提高電池的充放電性能和循環壽命。但是過高的壓力會導致極片破碎和活性物質脫落，應根據極片材質和厚度選擇合適的壓實壓力。壓力控制極片密度是影響電池性能的重要參數之一，密度過高會導致電池內阻增大和電解液浸潤性變差，密度過低則會導致電池容量減小和循環性能變差，應根據電池設計要求控制極片密度。同時，在壓實過程中要保持極片的厚度和形狀穩定性，避免出現彎曲或變形現象。極片密度壓實工藝：壓力控制、極片密度06設備與生產線PART攪拌機、涂布機、輥壓機攪拌機用于將電極材料與溶劑混合，制成漿料。涂布機輥壓機將漿料均勻涂布在銅箔或鋁箔上，制成極片。將涂布后的極片進行壓實，以提高極片的密度和強度。123分條機將極片條按照需要的形狀和尺寸進行裁切，制成單個極片。制片機模切機用于將極片或隔膜進行裁切，使其符合電池的尺寸和形狀要求。將涂布后的極片按照需要的尺寸進行分切，形成多個極片條。分條機、制片機、模切機卷繞機、注液機、封裝設備卷繞機將正極、負極和隔膜進行卷繞，制成電芯。030201注液機將電解液注入電芯內，浸潤極片和隔膜，提供離子通道。封裝設備將電芯、蓋板、電池殼等部件進行封裝，制成成品電池。07不同電池類型的制造差異PART配料與攪拌將正負極材料、電解液和添加劑進行均勻混合，制備成漿料。涂布將正負極漿料均勻涂布在銅箔或鋁箔上，并進行烘干、壓延等處理。裁切與極耳焊接將涂布好的極片裁切成需要的尺寸，同時焊接極耳，以便與電池外殼連接。電解液注入與封裝將電解液注入電池殼體中，然后進行密封封裝。方形電池制造工藝圓柱電池制造工藝卷繞工藝圓柱電池采用卷繞工藝，將正負極片和隔膜進行卷繞，形成電芯。電解液注入與封口將電解液注入電芯中，然后進行封口處理，確保電解液不會泄漏。圓柱電池特有的安全結構圓柱電池通常采用鋼殼或鋁殼作為外殼，具有較高的強度和防爆性能。良品率與成本控制圓柱電池制造工藝成熟，良品率較高，且成本相對較低。鋁塑膜封裝軟包電池采用鋁塑膜進行封裝，具有重量輕、厚度薄、形狀可定制等優點。軟包電池制造工藝01疊片工藝軟包電池通常采用疊片工藝，將正負極片和隔膜交替疊放，形成電芯。02電解液注入與封口將電解液注入電芯中，然后進行封口處理，確保電解液不會泄漏。03安全性與可靠性軟包電池在充放電過程中形狀變化較大，因此需要更高的安全性和可靠性保障。0408新技術與未來發展趨勢PART固態電池制造工藝固態電解質材料采用固態電解質替代傳統液態電解液，提高電池安全性和能量密度。固態電解質薄膜化界面優化技術通過薄膜化技術，降低固態電解質厚度，提高電池性能。改善固態電解質與電極材料之間的界面接觸，降低界面電阻。123硅基負極材料研發新型高比容量正極材料，提升電池能量密度。正極材料改進電池結構優化通過電池結構的優