詳解,三十三個(gè)高倍率聚合物鋰電池制造工藝要點(diǎn)及其潛在問(wèn)題
高倍率聚合物鋰電池的廣泛應用,使得其制造工藝成為了鋰電池廠(chǎng)家生產(chǎn)的一大要點(diǎn)。這里我們著(zhù)重分享高倍率聚合物鋰電池的設計原則以及在實(shí)際生產(chǎn)制造過(guò)程中的一些關(guān)鍵控制要點(diǎn),同時(shí)列出這些要點(diǎn)可能帶來(lái)的潛在問(wèn)題。
高倍率聚合物鋰電池設計原則
一、高倍率聚合物鋰電池容量即含量,正極活性物質(zhì)的量決定容量。
二、高倍率聚合物鋰電池正極過(guò)量會(huì )析出鋰枝晶,易產(chǎn)生安全問(wèn)題,所以負極比正極稍微過(guò)量。
三、高倍率聚合物鋰電池電解液起到運輸鋰離子的作用,因此量必須保證。
四、水分會(huì )消耗鋰離子,影響容量,同時(shí)產(chǎn)生氣體造成鼓殼;同時(shí)可能和電解質(zhì)反應,影響電池的循環(huán)、平臺等,所以高倍率聚合物鋰電池不能有水分。
五、高倍率聚合物鋰電池過(guò)充時(shí)一方面損壞正極結構,影響壽命,另一方面析出鋰枝晶,引起安全問(wèn)題。
六、高倍率聚合物鋰電池短路時(shí)產(chǎn)生極大電流可能會(huì )傷害人,而且容易引起電池的安全問(wèn)題。
電池短路瞬間電流:I=U/R=4.2/0.06=700A
人體承受的正常電流:I=U/R=36/800=0.045A
七、高倍率聚合物鋰電池隔膜紙起著(zhù)隔離的作用,一定不能破損,否則正、負極直接短路會(huì )帶來(lái)安全問(wèn)題。
高倍率聚合物鋰電池制造過(guò)程控制
一、高倍率聚合物鋰電池正負極材料熱處理
通過(guò)高溫除去材料中的雜志和水分
潛在問(wèn)題:①溫度偏高,正極材料結塊;②溫度偏低,水分和雜質(zhì)去除不干凈,導致所有水分引起的問(wèn)題。
二、高倍率聚合物鋰電池攪拌
使各種原材料充分分散
潛在問(wèn)題:①攪拌不均勻,引起電池局部不均勻,可能導致電池的容量、內阻和循環(huán)壽命的異常甚至安全問(wèn)題;②攪拌過(guò)程中有雜質(zhì)混入,影響電池性能
三、高倍率聚合物鋰電池拉漿
使漿料均勻地涂覆在基體表面并烘干
潛在問(wèn)題:①拉漿厚度不穩定/拉漿機調試不到位,引起電池的局部不均勻,可能導致電池的容量和循環(huán)壽命的異常甚至安全問(wèn)題;②溫度不穩定,極片烘不干引起掉粉或過(guò)熱影響極片的粘接性能
四、高倍率聚合物鋰電池刮粉
將極片上無(wú)效位置和極耳位置的覆料刮除
潛在問(wèn)題:①刮粉尺寸不準,造成電池裝配難度增加,甚至使正負極根本無(wú)法吻合,引起電池的安全問(wèn)題;②刮傷基體,導致斷片或形成毛刺,嚴重時(shí)會(huì )引起電池的安全問(wèn)題
五、高倍率聚合物鋰電池對輥
增加電極活性物質(zhì)的密度并使表面平整
潛在問(wèn)題:①壓力不足,輥壓厚度不到位,裝配困難,卷繞對位不準,嚴重時(shí)會(huì )引起安全問(wèn)題;②輥面不平整,極片表面不光滑甚至毛刺,引起電池短路、自放電甚至出現安全問(wèn)題
六、高倍率聚合物鋰電池分條
按型號要求剪裁極片
潛在問(wèn)題:①切口有毛刺,引起電池短路、自放電,甚至出現安全問(wèn)題;②極片出現弧形,裝配困難,卷繞對位不準,嚴重時(shí)可能引起電池短路甚至安全問(wèn)題
七、高倍率聚合物鋰電池正極焊接
使極片和極耳良好連接在一起
潛在問(wèn)題:虛焊,電池短路或內阻偏大
八、高倍率聚合物鋰電池負極焊接
使極片和極耳良好連接在一起
潛在問(wèn)題:鉚接不牢,電池內阻增大甚至無(wú)窮大
九、高倍率聚合物鋰電池正負極貼膠紙
封住極耳部位可能存在的毛刺
潛在問(wèn)題:貼的位置不當,露出毛刺或貼住活性材料,毛刺引起電池的短路或安全問(wèn)題,正極活性物質(zhì)被貼住會(huì )影響容量
十、高倍率聚合物鋰電池極片烘烤
除去極片中的水分
潛在問(wèn)題:①溫度過(guò)高,極片變脆,引起極片掉粉或電池短路,導致電池自放電大甚至安全問(wèn)題;②溫度過(guò)低,極片除水不凈,導致電池容量低、內阻不穩定、循環(huán)差及尺寸異常
十一、高倍率聚合物鋰電池卷繞
隔膜良好絕緣的基礎上正負極良好的疊合
潛在問(wèn)題:①正負極片對位不齊,正極活性區域超出負極活性區域,具有安全隱患;②操作過(guò)程中隔膜受到損傷,導致電池短路或自放電大,甚至引起安全隱患
十二、高倍率聚合物鋰電池捏扁
將圓卷芯折成方形卷芯
潛在問(wèn)題:捏扁時(shí)位置不對,使極耳偏離設計位置,引起套殼和蓋板焊接困難
十三、高倍率聚合物鋰電池壓扁
使電池芯疊層緊密,方便套殼
潛在問(wèn)題:壓力過(guò)大或過(guò)小,壓力過(guò)大易導致電芯壓壞短路,壓力過(guò)小使電芯壓不到位,影響下步操作
十四、高倍率聚合物鋰電池貼上下膠紙
避免電池芯和殼體或蓋板間的短路
潛在問(wèn)題:位置不當,在電池受外界震動(dòng)或碰撞時(shí)不能完全避免電池的內部短路,容易出現安全問(wèn)題
十五、高倍率聚合物鋰電池套殼
將電芯完好無(wú)損地裝電池殼中
潛在問(wèn)題:套破,使電池短路或自放電大,具有安全隱患
十六、高倍率聚合物鋰電池焊正極耳
使正極耳和蓋帽良好連接在一起
潛在問(wèn)題:虛焊,導致電池斷路或內阻偏大
十七、高倍率聚合物鋰電池焊負極耳
使負極耳和鋼殼良好連接
潛在問(wèn)題:虛焊,導致電池斷路或內阻偏大
十八、高倍率聚合物鋰電池點(diǎn)蓋板
固定蓋帽方便焊接
潛在問(wèn)題:虛焊或炸火,虛焊會(huì )引起蓋帽脫落,影響下步操作;炸火會(huì )導致外觀(guān)不良
十九、高倍率聚合物鋰電池激光焊接
使電池殼和蓋帽無(wú)縫連接
潛在問(wèn)題:①焊接功率不穩定,容易出現焊接漏點(diǎn),引起電池漏氣或漏液;②焊接時(shí)有雜物炸火,引起電池漏氣或漏液并影響電池外觀(guān);③焊接定位不良,導致電池焊接合格率低并影響電池外觀(guān)
二十、高倍率聚合物鋰電池測氣密性
監測焊接效果
潛在問(wèn)題:出現漏檢或誤檢,影響電池的注液并出現蓋底板漏液
二十一、高倍率聚合物鋰電池烘電池
除去電池中的水分
潛在問(wèn)題:①溫度失控,溫度偏高會(huì )損壞電池,溫度過(guò)低會(huì )影響水分的去除,導致電池容量低、內阻不穩定、循環(huán)差及尺寸異常等問(wèn)題;②抽真空時(shí)不達標,真空度不夠會(huì )影響電池中水分的去除
二十二、高倍率聚合物鋰電池測短路
檢出短路電池
潛在問(wèn)題:漏檢或誤檢,短路或微短路的電池都會(huì )出現自放電大的情況,嚴重時(shí)還會(huì )在充放電時(shí)出現爆炸
二十三、高倍率聚合物鋰電池注液
真空狀態(tài)下定量注入電解液
潛在問(wèn)題:①注液量不準,注液量過(guò)多會(huì )導致電池漏液或鼓包,過(guò)少會(huì )導致電池容量不足、內阻偏大、平臺低及循環(huán)性差等問(wèn)題;②注液時(shí)與外界隔離效果差,容易導致電池內含水量增加,引起電池容量低、內阻大、平臺低及循環(huán)性差等問(wèn)題
二十四、高倍率聚合物鋰電池儲存
使電解液充分滲透
潛在問(wèn)題:儲存時(shí)環(huán)境控制不好,容易使電池吸水,引起電池各項性能異常
二十五、高倍率聚合物鋰電池預充
使電池在小電流的狀態(tài)下活化
潛在問(wèn)題:電流和時(shí)間控制不好。①電池充電不到位引起后續判斷不準甚至電池鼓殼;②預充前后時(shí)間控制不當會(huì )使電池內含水量增加,引起電池容量低、內阻大、平臺低及循環(huán)性差等問(wèn)題
二十六、高倍率聚合物鋰電池測電壓
檢測電池的自放電情況
潛在問(wèn)題:電壓測量不準,對自放電電池鑒定出錯,易在分容過(guò)程中出現爆炸的異常情況
二十七、高倍率聚合物鋰電池分容
檢測電池容量
潛在問(wèn)題:電流和時(shí)間控制不好。①放電電流不準,影響電池的分容精準度,出現誤判現象;②恒壓電壓不準:
a.電壓偏高會(huì )導致電池過(guò)充,影響電池性能和分容準確度,極端時(shí)可能出現爆炸
b.電壓偏低會(huì )導致電池充電不足,影響電池分容的精準度
二十八、高倍率聚合物鋰電池儲存
檢測電池的自放電情況
潛在問(wèn)題:溫度對儲存結果有影響
二十九、高倍率聚合物鋰電池拋光
清理電池表面
潛在問(wèn)題:①拋光不良,影響電池的外觀(guān);②定點(diǎn)拋光時(shí)間過(guò)長(cháng),電池過(guò)熱影響電池的各項性能
三十、高倍率聚合物鋰電池測電壓
檢測電池的自放電情況
潛在問(wèn)題:測量不準,有自放電較大電池混入下一工序,電池在使用過(guò)程中可能出現安全問(wèn)題
三十一、高倍率聚合物鋰電池單充電
將電池荷電50%
潛在問(wèn)題:電壓控制不準,容易引起出貨時(shí)的誤判
三十二、高倍率聚合物鋰電池點(diǎn)膠
加強電池封口處的密封性
潛在問(wèn)題:膠水配置不當或操作不當,影響電池的外觀(guān)
三十三、高倍率聚合物鋰電池出貨測電壓
檢測電池的自放電情況
潛在問(wèn)題:測量不準,有自放電較大電池直接出貨,在使用過(guò)程中可能出現安全問(wèn)題
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