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1、本科車輛工程專業(yè)教材-新能源汽車動力電池技術,鋰離子電池生產流程,1,,許鈾,教程大綱,鋰離子電池配料 鋰離子電池 涂布 鋰離子電池之流程及設備,2,電池（battery）,電池是指通過正負極之間的電化反應將化學能轉化為電能的裝置。 充電時，將電能轉化為化學能進行儲存。 放電時，將化學能轉化為電能釋放，作為電源供用電器。 活性物質：電池充放電時，能進行氧化或還原反應而產生電能和儲存化學能的電極材料。,3,什么叫鋰離子電池？Li-Ion battery,鋰離子電池是指Li+ 嵌入化合物為正、負極的二次電池。 正極采用鋰化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 、LiFePO4和三元
2、復合材料。 負極采用鋰-碳層間化合物LiXC6。 在充放電過程中，Li+ 在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象的稱為“搖椅電池”。 充電池時，Li+從正極脫嵌，經過電解質嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)。 放電時則相反。,4,5,圓柱型鋰離子電池的制造工藝流程,正極配料,來料檢驗,,負極配料,,,,,,正極涂布,負極涂布,,,正極制片,負極制片,隔 膜,,,,,卷 繞,,,入 殼,烘 烤,,短路檢驗,,,,,,,滾 槽,,注 液,,封 口,,化 成,密封性檢驗,,,分 容,,外包裝,,出 廠,出廠檢驗,,濕度控制,鋰離子電池結構,正極 活性物質 導電劑、溶劑、粘合劑、基
3、體 負極 活性物質（石墨、MCMB、CMS) 粘合劑、溶劑、基體 隔膜 電解液 外殼五金件（鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片、絕緣膠帶）,6,圓柱形鋰離子電池結構圖,7,正極極耳,負極極耳,鋰離子電池結構正極,8,,,,正極基體：鋁箔（約0.016mm厚),,正極物質：LiFePO4+碳黑+PVDF,,正極集流體：鋁帶（約0.1mm厚）,高溫膠帶（約0.05mm厚）,,電池放電時從外電路獲得電子的電極,此時電極發(fā)生還原反應。通常是電位高的電極。鋰離子電池中的鈷酸鋰、錳酸鋰電極等。,鋰離子電池結構負極,9,負極基體：銅箔（約0.010mm厚),,負極物質：石墨+CMC+SBR,負極集流體：
4、鎳帶（約0.07mm厚）,,,,,,,電池放電時向外電路輸送電子的電極，此時電極發(fā)生氧化反應。通常是電位低的電極，鋰離子電池中石墨電極。,鋰離子電池結構隔膜,10,,材質：單層PE（聚乙烯）或者 三層復合PP（聚丙烯） +PE+PP 厚度：單層一般為0.0160.020mm 三層一般為0.0200.025mm,隔膜separation film是放置于兩極之間，作為隔離電極的裝置，藉以避免兩極上的活性物質直接接觸而造成電池內部的短路。但隔膜仍需能讓帶電離子通過，以形成通路。 隔膜要求： 離子透過度大 機械性強度適當 本身為絕緣體 不與電解液及電極發(fā)生反應,鋰離子電池生
5、產用的主要設備,1. 真空行星攪拌機 用途：將各種電池材 料均勻的攪拌成漿狀。,11,2. 電極涂布機： 用途:攪拌后的漿料均勻涂膜在金屬箔片 上。對漿料的涂布厚度精確到3微米以下。,12,3. 輥壓機：涂布后的極片進一步壓實，提高電池的能量密度。,13,4. 極片分切設備,14,5. 全自動超聲焊接導電柄設備,15,6. 卷繞機：將制造好的極片卷繞成電池,16,全自動卷繞機,,17,7. 手套箱：保證在低濕度環(huán)境下將電解液與卷芯封裝在一起,18,8. 注液機：保證高精度的流水化將電解液真空注入電池包裝材料內,19,自動轉盤真空注液機,日本方形全自動注液機,鋰離子電池結構電解液,性質： 無色
6、透明液體，具有較強吸濕性。 應用： 主要用于可充電鋰離子電池的電解液，只能 在干燥環(huán)境下使用操作（如環(huán)境水分小于20ppm的手套箱內）。 規(guī)格： 溶劑組成 DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比） LiPF6濃度 1mol/l 質量指標： 密度（25）g/cm3 1.230.03 水分（卡爾費休法） 20ppm 游離酸（以HF計） 50ppm 電導率（25） 10.40.5 mscm,20,,,,,,,,,,,,9. 焊接設備,激光電池封焊機,21,微電腦高頻逆變點焊機,超聲波金屬點焊機,10. 滾槽、封裝設備：,22,11. 化成測試設備：將做好的電池充電活化，
7、產生電壓，同時測試電池的容量。,23,12. 真空干燥箱：,全自動真空烤箱,24,高溫烤箱,鋰離子電池的命名,鋰離子二次電池的命名也分圓柱形和方形、扣式幾種:,圓柱形的命名用三個字母和5位數字來表示，前兩個字母表示鋰離子電池(LI)，后一個字母表示圓柱形(R)，前兩位數字表示以mm為單位的最大直徑，后三位數字表示以0.lmm為單位的最大高度，如LIR18500即表示直徑為18mm，高50mm的圓柱形鋰離子電池。,,25,,,, 18mm,,,,高度 50mm,LIR18500,方形的命名,用三個字母和6位數字來表示，前兩個字母表示鋰離子電池(LI)，后一個字母表示方形(S)，前兩位數字表示以mm為單位的最大厚度，中間兩位數字表示以mm為單位的寬度，后兩位數字以mm為單位的最大高度，如LIS043048即表示厚度為4mm，寬30mm，高48mm的方形鋰離子電池。,,LIS043048,26,鋰離子電池用保護線路板,多節(jié)電池組保護板,27,手機電池保護板,,,28,演講結束 謝謝大家！,
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