锂电池正极材料及其设备制作方法与制作流程
锂电池制造的13大流程及关键参数

随着技术不断发展,电池的各种全新制造工艺和技术层出不穷,今天我们就来看一看,锂电池的详细制作工艺。
首先,锂电池制作可分为正极配料、负极配料、涂布、正极制片、负极制片、正极片制备、负极片制备、卷绕、入壳、滚槽、电芯烘烤、注液、超焊盖帽共13大步骤。
1正极配料锂电池的正极材料由活性物、导电剂、粘结剂组成,其具体制作流程如下:来料确认&烘烤一般导电剂需大约120℃烘烤8小时,粘结剂PVDF则需约80℃烘烤8小时,活性物(LFP、NCM等),视来料状态和工艺而定是否需要烘烤干燥。
当前车间要求温度≤40℃、湿度≤25%RH。
配置PVDF胶液如果采用湿法工艺,则需要提前配好PVDF胶液(溶质PVDF,溶液NMP)。
PVDF胶液好坏对电池的内阻、电性能影响至关重要。
影响打胶的因素有温度、搅拌速度。
温度越高,胶液配出容易泛黄,影响粘结性;搅拌的速度太高,容易将胶液打坏,具体的转速需要看分散盘的大小而定,一般情况下分散盘线速度在10-15m/s(对设备依赖性较高)。
此时要求搅拌罐需要开启循环水,温度≤30℃。
正极浆料此时需要注意加料的顺序(先加活性物和导电剂慢搅混合、再加入胶液)、加料时间、加料比例,要严格按工艺执行。
其次需要严格控制设备公转和自转速度(一般分散线速度要在17m/s以上具体要看设备性能,不同厂家差别很大)、搅拌的真空度、温度。
在此阶段需要定期检测浆料的粒度和粘度,而粒度和粘度跟固含量、材料性能、加料顺序和制程工艺关系紧密。
此时常规工艺要求温度≤30℃、湿度≤25%RH、真空度≤-0.085MPa。
浆料配完后就要将浆料转出至中转罐或涂布车间,浆料转出时需要对其过筛,目的就是过滤大颗粒物、沉淀和去除铁磁性等物质。
大颗粒影响涂布到最后可能导致电池自放过大或短路的风险;浆料铁磁性物质过高会导致电池自放电过大等不良。
此时的工艺要求是温度≤40℃,湿度≤25%RH,筛网≤100目,粒度≤15um(参数仅供参考)。
锂电池制作工艺流程

锂电池制作工艺流程
《锂电池制作工艺流程》
锂电池制作工艺是一项复杂而精密的过程,涉及到多个工序和严格的质量控制。
以下是一般的锂电池制作工艺流程:
1. 材料准备:首先需要准备正极材料、负极材料、电解液、隔膜等原材料。
正极材料通常是氧化物或磷酸盐,而负极材料则可以是石墨或硅等材料。
2. 涂布:将正极和负极活性物质涂布到铝箔和铜箔上,然后通过烘烤和压延等工艺处理使其成型。
3. 组装:将正负极片与隔膜和电解液一起放入电池壳体中,然后密封好。
4. 充电:在一定的温度条件下进行初次充电,以激活锂离子电池。
5. 测试:对成品电池进行严格的性能测试,包括放电电流、循环寿命、安全性等指标。
6. 包装:将测试合格的电池进行包装,并在包装上标注相关信息。
这是一个简化的锂电池制作工艺流程,实际上还包括了更多的
工序和细节处理。
随着科技的进步,锂电池制作工艺也在不断改进,以提高电池性能和安全性。
锂离子电池生产工艺流程详解

锂离子电池生产工艺流程详解锂离子电池作为目前最常用的电池类型之一,其生产工艺已经非常成熟。
它的生产工艺需要许多步骤和环节,下面我们来详细了解一下锂离子电池生产工艺流程。
一、电池正负极材料制备1.正极材料制备锂离子电池的正极材料通常有三种:钴酸锂、锰酸锂和三元材料。
这些材料需要通过化学方法和物理方法进行制备。
钴酸锂制备:将钴碳酸和碳酸锂一起加入反应釜中,加入稀酸和腐蚀剂煮沸反应,然后蒸发水分得到钴酸锂。
锰酸锂制备:将锰碳酸和碳酸锂一起加入反应釜中,加入稀酸和腐蚀剂煮沸反应,然后蒸发水分得到锰酸锂。
三元材料制备:将镍酸锂、钴酸锂和锰酸锂混合在一起,加入稀酸和腐蚀剂煮沸反应,然后蒸发水分得到三元材料。
2.负极材料制备锂离子电池的负极材料通常为石墨,制备方法为:将天然石墨研磨成粉末,然后加入粘合剂、导电剂等材料,混合均匀后进行成型。
二、电池组件制备1.正负极片制备将正极材料和负极材料分别涂覆在铝箔和铜箔上,然后将它们一层一层叠合在一起,形成正负极片。
2.隔膜制备将聚丙烯材料加入溶剂中,制成聚丙烯膜,然后在聚丙烯膜表面涂覆聚合物电解质,制成隔膜。
3.电解液制备锂离子电池的电解液通常为有机溶剂,例如碳酸二甲酯、碳酸乙酯等。
电解液还需要添加锂盐,通常为氟化锂或磷酸锂等物质。
三、电池组装1.正负极片堆叠将正负极片和隔膜一层一层堆叠,形成电池芯。
2.注入电解液将电池芯浸泡在预先准备好的电解液中,使电解液充分渗透到电池芯中。
3.封口在注入电解液后,需要对电池进行封口,避免电解液泄漏。
四、成品测试将已经组装好的电池进行各种测试,如容量测试、内阻测试、循环寿命测试等。
五、包装和出厂将测试合格的电池进行包装,如塑料、纸盒等包装,然后成品出厂。
以上就是锂离子电池生产工艺的详细流程,生产工艺环节多且繁琐,需要高度的科学精神和技术水平的支持。
因此,锂离子电池生产工艺的研究和提升,对于电池的性能和使用效果都有非常重要的影响。
锂离子电池的发展历程虽然只有30多年,但其在可再生能源、电子产品、电动汽车等领域的应用增速却是非常迅猛的。
锂电池制作流程

锂电池制作流程
锂电池的制作流程可以分为以下几个步骤:
1. 正负极材料的制备:首先准备正极材料和负极材料。
正极材料通常是由锂化合物、导电剂和粘结剂组成,负极材料通常是由石墨或锡化合物、导电剂和粘结剂组成。
2. 正负极材料的混合和涂覆:将正极材料和负极材料与导电剂和粘结剂混合,形成混合浆料。
然后使用涂覆机将混合浆料均匀涂覆在聚膜或铜箔上,形成正极片和负极片。
3. 电解质的制备:制备锂离子导电的电解质,通常使用的是有机溶剂和锂盐混合制成的电解液。
4. 组装:将正极片、负极片和隔膜层依次叠放在一起,形成电池瓦片。
然后将电解液注入电池瓦片中,保证正负极间有足够的液体电解质。
5. 封装:将电池瓦片置于封装容器中,并密封封装容器,以防止电解液泄漏和外部环境物质的侵入。
6. 电池测试和质量控制:对新生产的锂电池进行电容量、内阻等性能测试,以确保电池质量符合要求。
7. 包装和发货:将已通过质量控制的锂电池进行包装,并准备好发货。
锂电池制造工艺流程

锂电池制造工艺流程锂电池制造工艺流程锂电池是一种常见的充电池种类,广泛应用于手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品中。
它具有高能量密度、长寿命、轻巧等特点,因此备受消费者的喜爱。
下面将介绍锂电池的制造工艺流程。
首先,制造锂电池的第一步是准备正极材料。
正极材料主要是由锂化合物组成,常用的有锰酸锂、三元材料和钴酸锂。
这些材料需要进行混合、研磨和过筛等工艺步骤,以获得均匀的材料。
接着,制造锂电池的第二步是准备负极材料。
负极材料主要是由石墨组成,首先需要将石墨进行研磨和过筛等工艺步骤,以获得均匀的石墨颗粒。
然后将石墨与聚合物进行混合,形成均匀的石墨浆料。
然后,制造锂电池的第三步是制备电解液。
电解液是锂电池中的重要组成部分,常用的电解液是由溶解锂盐在有机溶剂中得到的。
制备电解液需要严格控制温度和湿度,确保电解液的质量和稳定性。
接下来,制造锂电池的第四步是制备隔膜。
隔膜是将正极材料和负极材料隔开的关键部分,常用的隔膜是由聚合物材料制成的。
制备隔膜需要进行模压、切割和涂覆等工艺步骤,以获得均匀的隔膜。
最后,制造锂电池的最后一步是组装。
组装是将前面准备好的正极材料、负极材料、电解液和隔膜等部分进行统一的装配。
组装需要严格控制环境温度和湿度,以确保组装过程的质量和效率。
以上就是锂电池制造的主要工艺流程。
当然,锂电池的制造过程还有一些细节工艺和质量控制,以确保锂电池产品的性能和安全性。
锂电池的制造工艺不仅涉及材料的制备,还需要掌握相关的设备和技术。
随着科技的发展,锂电池的制造工艺也在不断改进和创新,以满足不断增长的市场需求。
锂电池生产工艺流程及参考设备

锂电池生产工艺流程及参考设备
一、电池成型
1、电池成型
电池成型是指将电池正负极片片组装成电池。
一般情况下,电池成型
的设备包括:轮辐机、绕膜机、贴合机和热定型机等。
具体的参考设备为:贴合机、热定型机、中华热压机、热定型箱等。
2、热定型
热定型是指将电池组装成形成单位的过程,通常采用热定型机完成。
参考设备可以是:中华热定型机、中华热定型器、电池定型箱等。
二、组件制作
1、正极片制作
正极片制作是指将正极材料、容量添加剂、稳定剂混合,形成均匀的
膏体,然后经过卷制和压制,形成正极片。
相关参考设备有:正极高速混
合机、正极高速卷筒机、正极高速压机、正极高速收缩机等。
2、负极片制作
负极片制作是指将负极材料、稳定剂混合,形成均匀的膏体,然后经
过卷制和压制,形成负极片。
相关参考设备有:负极高速混合机、负极高
速卷筒机、负极高速压机、负极高速收缩机等。
三、液体充装
液体充装是指将锂离子液滴入电池内,使其成为锂电池。
一般情况下,参考设备可以是:负极电解液充装机、正极电解液充装机、电池动态稳定
机等。
四、充放电性能测试。
锂电正极材料生产工艺

锂电正极材料生产工艺锂电池正极材料是锂电池中最重要的组成部分之一,其性能直接影响到锂电池的容量、循环性能和安全性能等方面。
目前广泛使用的锂电池正极材料有三种类型:钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)和锰酸锂(LiMn2O4)。
以下我们将介绍一种常见的锂电池正极材料生产工艺。
1. 原料准备:首先需要准备锂源、金属氧化物等原料。
锂源可以使用碳酸锂、亚硝酸锂等;金属氧化物则需要选择相应的材料,如氧化钴、氧化镍、氧化锰等。
2. 配料:按照一定的比例将锂源和金属氧化物进行配比。
配比的目的是使得正极材料的化学组成满足锂电池的性能要求,并且保证配比的准确性。
3. 球磨:将配料混合,并通过球磨机进行球磨处理。
球磨的目的是提高原料的细度,并且使得材料更加均匀。
4. 真空预热:将球磨后的材料进行真空预热。
真空预热可以去除材料中的水分和挥发物,避免在高温烧结过程中产生气孔,提高材料的致密性。
5. 球磨:在预热后,将材料再次进行球磨处理。
磨腻和磨补的目的是保证材料的颗粒形状和大小均匀,提高材料的电化学性能。
6. 压片:将材料放在模具中,并用一定的压力进行压片。
压片的目的是使得材料的颗粒紧密结合,并且提供良好的电子和离子传输通道。
7. 烧结:将压制后的材料进行烧结处理。
烧结的目的是使得材料的颗粒进一步结合,提高材料的致密性和电导率。
8. 洗涤:通过水洗去除烧结过程中残留的杂质。
洗涤的目的是提高正极材料的纯度和电化学性能。
9. 干燥:将洗涤后的材料进行干燥处理。
干燥的目的是去除水分,避免在后续的包装和使用过程中出现电池短路的情况。
10. 筛分和包装:对干燥后的材料进行筛分,去除不符合要求的颗粒。
然后将符合要求的颗粒进行包装,以便于后续的电池组装和使用。
以上是一种常见的锂电池正极材料生产工艺,不同厂家可能会有一些微小的差异和改进措施,但总体流程比较相似。
通过以上工艺,可以生产出质量稳定、性能优良的锂电池正极材料,从而提高锂电池的性能和稳定性。
锂电池的制造工艺流程

一、锂电池生产制造流程及核心设备(一)生产流程锂电池的生产工艺分为前、中、后三个阶段,前段工序的目的是将原材料加工成为极片,核心工序为涂布;中段目的是将极片加工成为未激活电芯;后段工序是检测封装,核心工序是化成、分容。
锂电设备按照电池生产制造流程,划分为前段设备、中段设备、后段设备。
前段设备价值占比约40%,其中涂布机价值占75%,辊压机价值大于分切机。
三元材料对前段设备的性能要求更高,前段设备价值占比会逐步增加。
中段设备价值占比约30%,其中卷绕机价值占比70%。
目前卷绕机市场集中度较高,CR3达到60%-70%。
卷绕机高端市场受到韩国KOEM和日本CKD的竞争,国内高端市占率50%。
后段设备价值占比约30%,其中化成分容系统占70%,组装占30%。
图片(二)前段:打造涂覆有正负极活性物质的极片1、前段工序前段工序主要包括浆料搅拌、正负极涂布、辊压、分切、极片制作和模切。
搅拌:先使用锂电池真空搅拌机,在专用溶剂和黏结剂的作用下,混合粉末状的正负极活性物质,经过高速搅拌均匀后,制成完全没有气泡的浆状正负极物质。
涂布:将制成的浆料均匀涂覆在金属箔的表面,烘干,分别制成正、负极极片。
辊压:辊压机通过上下两辊相向运行产生的压力,对极片的涂布表面进行挤压加工,极片受到高压作用由原来蓬松状态变成密实状态的极片,辊压对能量密度的明显相当关键。
分切:将辊压好的电极带按照不同电池型号,切成装配电池所需的长度和宽度,要求在切割时不出现毛刺。
2、涂布机涂布的主要目的是将稳定性好、粘度好、流动性好的浆料,均匀地涂覆在正负极表面上。
其对锂电池的重要意义主要体现在一致性、循环寿命、安全性三方面。
在涂布过程中,若极片前、中、后三段位置正负极浆料涂层厚度不一致,或者极片前后参数不一致,则容易引起电池容量过低或过高,且可能在电池循环过程中形成析锂,影响电池寿命。
涂布过程要严格确保没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片中,如果混入杂物会引起电池内部微短路,严重时导致电池起火爆炸。
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本技术公开了一种锂电池正极材料,它是由下述重量份的原料组成的:氢氧化锂100110、硫酸锰2030、氧化亚钴46、导电粘合液23、氧化锌79、羧甲基纤维素钠0.10.2、硫酸亚锡0.080.1,本技术制备出的正极材料具有颗粒均匀、比容量高、循环性能好、易于工业化生产等优点,采用三乙胺处理石墨粉,然后与松香共混,不仅具有更好的导电性,而且黏度高,可以有效的提高成品电极材料的稳定性。
权利要求书
1.一种锂电池正极材料,其特征在于,它是由下述重量份的原料组成的:
氢氧化锂100-110、硫酸锰20-30、氧化亚钴4-6、导电粘合液2-3、氧化锌7-9、羧甲基纤维素钠0.1-0.2、硫酸亚锡0.08-0.1。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池正极材料,其特征在于,所述的导电粘合液的是由下述重量份的原料组成的:
石墨粉20-30、三乙胺1-2、乙炔炭黑6-9、松香1-2、三羟甲基丙烷0.1-0.2;
制备方法包括以下步骤:
(1)取石墨粉,加入到其重量10-18倍的96-98%的硫酸溶液中,升高温度为35-40℃,超声10-20分钟,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,与三乙胺混合,加入到混合料重量13-15倍的去离子水中,在50-60℃下保温搅拌1-2小时,得胺化石墨粉溶液;
(2)取松香,加热软化,加入到其重量3-4倍的无水乙醇中,加入乙炔炭黑,搅拌均匀,与上述胺化石墨粉溶液混合,搅拌均匀,加入三羟甲基丙烷,在70-75℃下保温搅拌2-3小时,即得所述导电粘合液。
3.一种如权利要求1所述的锂电池正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)取氢氧化锂、硫酸锰、氧化亚钴混合,加入到混合料重量30-40倍的去离子水中,搅拌均匀,得前驱体溶液;
(2)取氧化锌、羧甲基纤维素钠混合,加入到混合料重量10-14倍的去离子水中,搅拌均匀,得氧化锌分散液;
(3)取上述前驱体溶液、氧化锌分散液混合,搅拌均匀,滴加氨水,调节pH为9-10,在50-60℃下保温搅拌30-40分钟,加入上述导电粘合液,升高温度为70-75℃,保温搅拌10-20分钟,得导电溶胶;
(4)取硫酸亚锡,加入到上述导电溶胶中,搅拌均匀,蒸馏除去乙醇,刮涂到集流体中,在110-130℃下干燥1-2小时,压制成型,即得所述锂电池正极材料。
技术说明书
一种锂电池正极材料及其制备方法
技术领域
本技术属于电池领域,具体涉及一种锂电池正极材料及其制备方法。
背景技术
锂离子电池的主要构成材料包括电解液、隔离材料、正负极材料等。
正极材料占有较大比例(正负极材料的质量比为3:1-4:1),因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能,其成本
也直接决定电池成本高低;锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池,已成为高新技术发展的重点之一。
锂离子电池具有以下特点:高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。
因其上述特点,锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域;
目前已经市场化的锂电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品,然而其存在干燥均匀性差,导致成品电池稳定性较差的缺陷。
技术内容
本技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供一种锂电池正极材料及其制备方法。
为实现上述目的,本技术采用以下技术方案:
一种锂电池正极材料,它是由下述重量份的原料组成的:
氢氧化锂100-110、硫酸锰20-30、氧化亚钴4-6、导电粘合液2-3、氧化锌7-9、羧甲基纤维素钠0.1-0.2、硫酸亚锡0.08-0.1。
所述的导电粘合液的是由下述重量份的原料组成的:
石墨粉20-30、三乙胺1-2、乙炔炭黑6-9、松香1-2、三羟甲基丙烷0.1-0.2;
制备方法包括以下步骤:
(1)取石墨粉,加入到其重量10-18倍的96-98%的硫酸溶液中,升高温度为35-40℃,超声10-20分钟,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,与三乙胺混合,加入到混合料重量13-15倍的去离子水中,在50-60℃下保温搅拌1-2小时,得胺化石墨粉溶液;
(2)取松香,加热软化,加入到其重量3-4倍的无水乙醇中,加入乙炔炭黑,搅拌均匀,与上述胺化石墨粉溶液混合,搅拌均匀,加入三羟甲基丙烷,在70-75℃下保温搅拌2-3小时,即
得所述导电粘合液。
一种锂电池正极材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)取氢氧化锂、硫酸锰、氧化亚钴混合,加入到混合料重量30-40倍的去离子水中,搅拌均匀,得前驱体溶液;
(2)取氧化锌、羧甲基纤维素钠混合,加入到混合料重量10-14倍的去离子水中,搅拌均匀,得氧化锌分散液;
(3)取上述前驱体溶液、氧化锌分散液混合,搅拌均匀,滴加氨水,调节pH为9-10,在50-60℃下保温搅拌30-40分钟,加入上述导电粘合液,升高温度为70-75℃,保温搅拌10-20分钟,得导电溶胶;
(4)取硫酸亚锡,加入到上述导电溶胶中,搅拌均匀,蒸馏除去乙醇,刮涂到集流体中,在110-130℃下干燥1-2小时,压制成型,即得所述锂电池正极材料。
本技术的优点:
本技术制备出的正极材料具有颗粒均匀、比容量高、循环性能好、易于工业化生产等优点,采用三乙胺处理石墨粉,然后与松香共混,不仅具有更好的导电性,而且黏度高,可以有效的提高成品电极材料的稳定性。
具体实施方式
实施例1
一种锂电池正极材料,它是由下述重量份的原料组成的:
氢氧化锂110、硫酸锰30、氧化亚钴6、导电粘合液3、氧化锌9、羧甲基纤维素钠0.2、硫酸亚锡0.1。
所述的导电粘合液的是由下述重量份的原料组成的:
石墨粉30、三乙胺2、乙炔炭黑9、松香2、三羟甲基丙烷0.2;
制备方法包括以下步骤:
(1)取石墨粉,加入到其重量18倍的98%的硫酸溶液中,升高温度为35-40℃,超声20分钟,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,与三乙胺混合,加入到混合料重量15倍的去离子水中,在60℃下保温搅拌2小时,得胺化石墨粉溶液;
(2)取松香,加热软化,加入到其重量3-4倍的无水乙醇中,加入乙炔炭黑,搅拌均匀,与上述胺化石墨粉溶液混合,搅拌均匀,加入三羟甲基丙烷,在70-75℃下保温搅拌2-3小时,即得所述导电粘合液。
一种锂电池正极材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)取氢氧化锂、硫酸锰、氧化亚钴混合,加入到混合料重量40倍的去离子水中,搅拌均匀,得前驱体溶液;
(2)取氧化锌、羧甲基纤维素钠混合,加入到混合料重量14倍的去离子水中,搅拌均匀,得氧化锌分散液;
(3)取上述前驱体溶液、氧化锌分散液混合,搅拌均匀,滴加氨水,调节pH为10,在60℃下保温搅拌40分钟,加入上述导电粘合液,升高温度为75℃,保温搅拌20分钟,得导电溶胶;
(4)取硫酸亚锡,加入到上述导电溶胶中,搅拌均匀,蒸馏除去乙醇,刮涂到集流体中,在130℃下干燥2小时,压制成型,即得所述锂电池正极材料。
实施例2
一种锂电池正极材料它是由下述重量份的原料组成的:
氢氧化锂100、硫酸锰20、氧化亚钴4、导电粘合液2、氧化锌7、羧甲基纤维素钠0.1、硫酸亚锡0.08。
所述的导电粘合液的是由下述重量份的原料组成的:
石墨粉20、三乙胺1、乙炔炭黑6、松香1、三羟甲基丙烷0.1;
制备方法包括以下步骤:
(1)取石墨粉,加入到其重量10倍的96%的硫酸溶液中,升高温度为35℃,超声10分钟,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,与三乙胺混合,加入到混合料重量13倍的去离子水中,在50℃下保温搅拌1小时,得胺化石墨粉溶液;
(2)取松香,加热软化,加入到其重量3倍的无水乙醇中,加入乙炔炭黑,搅拌均匀,与上述胺化石墨粉溶液混合,搅拌均匀,加入三羟甲基丙烷,在70℃下保温搅拌2小时,即得所述导电粘合液。
一种锂电池正极材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)取氢氧化锂、硫酸锰、氧化亚钴混合,加入到混合料重量30倍的去离子水中,搅拌均匀,得前驱体溶液;
(2)取氧化锌、羧甲基纤维素钠混合,加入到混合料重量10倍的去离子水中,搅拌均匀,得氧化锌分散液;
(3)取上述前驱体溶液、氧化锌分散液混合,搅拌均匀,滴加氨水,调节pH为9,在50℃下保温搅拌30分钟,加入上述导电粘合液,升高温度为70℃,保温搅拌10分钟,得导电溶胶;
(4)取硫酸亚锡,加入到上述导电溶胶中,搅拌均匀,蒸馏除去乙醇,刮涂到集流体中,在
110℃下干燥1小时,压制成型,即得所述锂电池正极材料。