锂离子制程
【干货】锂离子电池的的原理、配方和工艺流程,正极材料介绍
锂离子电池的的原理、配方和工艺流程，正极材料介绍锂离子电池的的原理、配方和工艺流程锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌来工作。
随着新能源汽车等下游产业不断发展，锂离子电池的生产规模正在不断扩大。
本文以钴酸锂为例，全面讲解锂离子电池的的原理、配方和工艺流程,锂电池的性能与测试、生产注意事项和设计原则。
一，锂离子电池的原理、配方和工艺流程；一、工作原理1、正极构造LiCoO2 + 导电剂 + 粘合剂 (PVDF) + 集流体（铝箔）2、负极构造石墨 + 导电剂 + 增稠剂 (CMC) + 粘结剂 (SBR) + 集流体（铜箔）3、工作原理3.1 充电过程一个电源给电池充电，此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上，正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。
正极上发生的反应为：负极上发生的反应为：3.2 电池放电过程放电有恒流放电和恒阻放电，恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻，恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。
由此可知，只要负极上的电子不能从负极跑到正极，电池就不会放电。
电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路不同，放电时，电子从负极经过电子导体跑到正极，锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。
3.3 充放电特性电芯正极采用LiCoO2 、LiNiO2、LiMn2O2，其中LiCoO2本是一种层结构很稳定的晶型，但当从LiCoO2拿走x个Li离子后，其结构可能发生变化，但是否发生变化取决于x的大小。
通过研究发现当x >0.5时，Li1-xCoO2的结构表现为极其不稳定，会发生晶型瘫塌，其外部表现为电芯的压倒终结。
所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制Li1-xCoO2中的x值，一般充电电压不大于4.2V那么x小于0.5 ，这时Li1-xCoO2的晶型仍是稳定的。
锂离子电池基本工艺流程介绍
卷绕工艺(gōngyì)的主要工艺(gōngyì)流程 --- Top sealing
共四十六页
卷绕工艺的主要(zhǔyào)工艺流程 --- Inject
Inject（注液）---与叠片工艺基本相同
工序功能：将电解液加入到电芯中，并将电芯完全封住
环境要求：电芯注液前要进行除水，关注过程要求低湿度
共四十六页
卷绕工艺(gōngyì)的主要工艺(gōngyì)流程 --- Formation
Formation(预化成）---与叠片工艺(gōngyì)原理相同，流程不
同
工序功能：通过充电方式将其内部正负极物质激活， 同时在负极表面形成良好的SEI膜。 预化流程：
Formation: 0.1C CC 200min to 3.95V
释放化成产生的气体
切边
切去气袋和多余的侧边
折边
将侧边折起，完成电芯最 终外形
共四十六页
叠片工艺(gōngyì)的主要工艺(gōngyì)流程 --- Forming
共四十六页
叠片工艺(gōngyì)的主要工艺(gōngyì)流程 --- Aging
化成
工序功能：进一步形成稳定SEI，并检测电芯容量
叠片(dié piàn)工艺的定义
叠片工艺是将正极、负极切成小片与隔离膜叠合成小电芯单体，然后(ránhòu)将 小电芯单体叠放并联起来组成一个大电芯的一种Li离子电芯制造工艺。
正极
隔离膜 负极
小电芯单体叠片过程演示
共四十六页
叠片(dié piàn)工艺示意图
叠片过程(guòchéng)演示
共四十六页
叠片工艺的主要(zhǔyào)工艺流程
---Mixing
锂离子电池生产工艺流程
锂离子电池生产工艺流程一、原理1.0 正极构造LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔）正极2.0 负极构造石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体（铜箔）负极3.0工作原理3.1 充电过程如上图一个电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。
正极上发生的反应为LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)负极上发生的反应为6C+XLi++Xe=====LixC63.2 电池放电过程放电有恒流放电和恒阻放电，恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻，恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。
由此可知，只要负极上的电子不能从负极跑到正极，电池就不会放电。
电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路不同，放电时，电子从负极经过电子导体跑到正极，锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。
二、工艺流程三、电池不良项目及成因：1.容量低产生原因：a. 附料量偏少；b. 极片两面附料量相差较大；c. 极片断裂；d. 电解液少；e. 电解液电导率低；f. 正极与负极配片未配好；g. 隔膜孔隙率小； h. 胶粘剂老化→附料脱落； i.卷芯超厚（未烘干或电解液未渗透）j. 分容时未充满电； k. 正负极材料比容量小。
2.内阻高产生原因：a. 负极片与极耳虚焊；b. 正极片与极耳虚焊；c. 正极耳与盖帽虚焊；d. 负极耳与壳虚焊;e. 铆钉与压板接触内阻大；f. 正极未加导电剂；g. 电解液没有锂盐； h. 电池曾经发生短路； i. 隔膜纸孔隙率小。
3.电压低产生原因：a. 副反应（电解液分解；正极有杂质；有水）；b. 未化成好（SEI膜未形成安全）；c. 客户的线路板漏电（指客户加工后送回的电芯）；d. 客户未按要求点焊（客户加工后的电芯）；e. 毛刺；f. 微短路；g. 负极产生枝晶。
锂离子电池生产工艺流程
锂离子电池生产工艺流程锂离子电池是一种典型的新能源电池，它具有高能量密度、长循环寿命、无污染等优点，因此在电动汽车、移动通讯、储能等领域得到了广泛的应用。
而锂离子电池的生产工艺流程对电池的性能和品质有着至关重要的影响。
下面将详细介绍锂离子电池的生产工艺流程。
首先，锂离子电池的生产工艺流程包括正极材料的制备、负极材料的制备、电解液的配制、电池的装配等几个主要环节。
正极材料一般采用氧化物，如钴酸锂、锰酸锂、三元材料等，其制备过程包括原料的配比、混合、成型、烘干等步骤。
而负极材料一般采用石墨或石墨烯等材料，其制备过程包括原料的筛分、混合、成型、烘干等步骤。
电解液是锂离子电池中的重要组成部分，其配制过程包括原料的称量、混合、搅拌、过滤等步骤。
电池的装配是将正极、负极、隔膜、电解液等材料按照一定的工艺流程组装成电池的过程。
其次，锂离子电池的生产工艺流程中需要严格控制各个环节的工艺参数，以确保电池的性能和品质。
在正极材料的制备过程中，需要控制原料的配比、烘干温度、成型压力等参数；在负极材料的制备过程中，需要控制原料的筛分粒度、混合时间、烘干温度等参数；在电解液的配制过程中，需要控制原料的纯度、配比、搅拌时间等参数；在电池的装配过程中，需要控制组装压力、隔膜的厚度、电解液的注入量等参数。
只有严格控制这些工艺参数，才能保证电池的性能和品质稳定。
最后，锂离子电池的生产工艺流程还需要注重安全和环保。
在生产过程中，需要加强安全生产教育，提高员工的安全意识，严格执行操作规程，做好安全防护措施，确保生产过程安全可靠。
同时，还需要加强环保意识，优化工艺流程，减少废水、废气、废固的排放，推动清洁生产，实现循环经济，减少资源浪费，保护环境。
综上所述，锂离子电池的生产工艺流程对电池的性能和品质有着至关重要的影响。
只有严格控制各个环节的工艺参数，注重安全和环保，才能生产出性能稳定、品质优良的锂离子电池，满足不同领域的需求。
希望本文的介绍能够对锂离子电池的生产工艺流程有所帮助，也希望锂离子电池行业能够不断创新，推动新能源产业的发展。
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。
圆柱锂离子电池制程安全控制管理规范
圆柱锂离子电池制程安全控制管理规范引言：随着科技的进步和社会对电动设备的需求增加，锂离子电池作为一种高性能、高能量密度的能量储存装置被广泛应用于电动汽车、无人机、智能手机等设备中。
然而，锂离子电池在制程过程中存在一些安全隐患，如电解液泄漏、电池短路、过充、过放等问题，可能引发火灾、爆炸等严重事故。
因此，为了确保锂离子电池制程的安全性，制定科学、规范、有效的安全控制管理规范至关重要。
一、制程风险评估与管理1. 制定风险评估计划：在锂离子电池制程的每个阶段，都应进行风险评估，确定可能的安全风险和危害因素。
2. 风险评估方法：应采用严谨的方法进行风险评估，包括对设备、材料、人员等方面进行分析，确定风险等级和对应的风险控制措施。
3. 风险管理计划：根据风险评估结果，制定相应的风险管理计划，包括风险控制、监控和应急预案等。
二、安全设施和装备管理1. 安全设施建设：根据电池制程的特点，合理配置防火、防爆、排烟等安全设施，确保生产场所和设备的安全性。
2. 安全装备选用：选择符合国家标准的安全装备，如防火服、护目镜、呼吸器等，并定期检测和维护。
三、操作人员安全培训和管理1. 培训内容：严格按照操作规程进行操作人员的安全培训，培训内容包括电池特性、危险性、安全操作规程和应急措施等。
2. 培训周期：对新进员工进行全面的岗前培训，定期开展安全知识的培训和考核，并记录相关培训内容和结果。
四、材料和设备的安全控制1. 原材料控制：严格按照国家相关法律法规和标准要求，选择符合质量要求的原材料，并建立材料台账和追溯体系。
2. 设备安全管理：对设备进行定期检查和维护，确保设备的正常运行。
设备使用人员应具备相关证书和技能，并按照操作规程操作。
五、物料和能源消耗管理1. 电解液管理：对电解液进行安全性检测，并制定严格的使用规程，确保使用过程中不泄漏。
2. 能耗管理：加强对电池制程的能耗监控，通过优化生产工艺和设备，减少资源的消耗。
锂离子电池制程品质控制要点
(表面均匀、无杂质、划伤、凹点、起皱、掉粉、断裂、且粘料牢固、 正反面物料对位准确)
锂离子电池制程品质管理
裁片工序：
➢ 大片裁切效果确认及尺寸控制 -（大片裁切时，检测极片尺寸，特别预留极耳焊接位置的箔
材尺寸控制） - 裁切效果：裁切边沿整齐、无毛边、破损、划痕、折皱、碰伤。
➢ 极片分条效果确认及尺寸控制 -（极片分条时，检测极片分条宽度）
锂离子电池制程品质管理锂离子电池制程品质管理化成封口工序活化要求活化时间为1224h化成环境湿度控制在55rh以下由于化成工序采用开口化成模式作业所以在作业过程中必须确保环境湿度预防电芯化成过程中水分潜入电芯内部影响成品电芯性能化成操作要求电芯上柜时确保负极端子与化成柜的连接端子完全接触电芯下柜后对电压全检低压电芯01c充电至39v锂离子电池制程品质管理锂离子电池制程品质管理电芯封口点胶控制电芯敲钢珠时确保电芯封口处平整钢珠不能压扁电芯封口处无变形电芯表面无损伤封口后电芯注液口点胶固化胶完全覆盖注液口且注液口平整不能出现固化胶凸出造成电芯长度超长封口后电芯转序控制极片标识要求极片型号批号极性数量状态准确标识字迹清晰完整锂离子电池制程品质管理锂离子电池制程品质管理分容检测工序电芯转序时标识确认化成封口后电芯老化控制要求老化温度后45时间为72h电芯分容质量控制条件电流ma时间min上限电压恒压充电05c42v终止电流10ma电压418v恒流放电1c30分容存盘恒压充电1c9039电池下柜全检电压电压38v的电池用1c恒流充电至39v锂离子电池制程品质管理锂离子电池制程品质管理产品转序检查型号批次数量电芯容量电压标识清晰完整
设备、工装模具造成品质异常 ———— 工程部
工模、夹具异常导致产品品质不良时，应立即通知工程 部处理，并将模具修理保养情形记录于“模具保养记录表” 中，模具修理保养完成后，IPQC检验员要进行首件确认， 经确认制品符合规格要求时，才可开机生产，否则仍需维持 停机、停产状态。工程部要记载维修原因及结果，当模具转 移时维修资料要随同模具一起转移。
锂离子电池生产工艺流程
电解液制备
电解液种类：碳酸酯类、氟代 碳酸酯类等
制备方法：酯交换法、直接合 成法等
添加剂：提高电导率、稳定电 压等
注意事项：避免水分、杂质等 污染
电池组装
电池片检查：对电池片进行外观检查，确保无缺陷 电池片焊接：将电池片焊接到电池外壳上 电池组装：将电池外壳、电池片、隔膜等组装在一起 电池封装：对组装好的电池进行封装，确保电池的密封性和安全性
添加标题
混料：将配料后的原 料进行混料处理，使 原料更加均匀
添加标题
压制：将混料后的原 料进行压制处理，形 成正极材料生料片
添加标题
烧结：将压制好的生 料片进行烧结处理， 形成正极材料熟料片
负极材料制备
原材料准备：选择合适的负极材料原料，如石墨、硅等
配料与混合：将原料按照一定比例混合，加入适量的添加剂 造粒与压片：将混合后的材料进行造粒和压片，形成适合电极制备的颗粒 和片状结构 负极材料制备完成：经过干燥、筛分等处理后，得到合格的负极材料
污染
原材料使用：按照生产工艺 要求使用原材料，确保生产
过程稳定可控
生产过程中的质量控制
原材料控制：确保原材料的质量和稳定性 生产环境控制：保持生产环境的清洁和整洁 生产过程控制：严格按照工艺流程进行操作，确保每一步的质量达标 检测与检验：对生产出的电池进行严格的检测和检验，确保产品质量符合要求
成品的质量控制与检验
03
锂离子电池生产工艺流 程
正极材料制备
添加标题
原料准备：选择合适 的正极材料原料，如 钴酸锂、三元材料等
添加标题
配料：按照一定比例 将原料混合均匀
添加标题
球磨：将混合好的原 料进行球磨处理，使 原料更加细腻
添加标题
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封边,贴保护膜
顶 封
顶 封
侧 封
贴保护膜
注液前电芯烘烤
烘烤箱
待烘烤电芯
烘烤箱与手套箱的连接区域 工序要点 烘烤温度范围(85±2℃);烘烤时间(24~36H); 干燥房湿度范围≤1%RH
手套箱入口
注液
开口
注液
抽气
真空封装
真空封装
真空封装
卷绕
配对极片分开放置
先将负极卷绕半圈
再插入正极卷绕
工序要点 1.卷绕时，先将隔离膜绕在卷针上，再将负极片插到 位卷半圈，然后再将正极插到位，开始卷绕．正极包尾 2.卷绕时控制好极耳中心距，负极片边缘要超出正极 片
卷绕
拔出卷芯动作轻柔
贴好透明胶纸
• 工序要点 • 3.卷绕完后，将卷芯轻轻从卷针上拔出； • 4. 用工艺文件规格的胶纸贴好卷芯收尾处；
锂离子电池制程介绍
作者：汪 辉
一．工艺流程
制片 装配 注液 检测
极片配对
极片烘烤 极片扫粉 电芯烘烤
化成上架 测电压 静置 真空封口
配料
卷绕
涂布
膜卷烘烤
电芯烘烤
化成实验
对辊 极片断切 裁切 极片分条 分档 点焊 焊接 铆接 超声波焊 包胶 平压阻测试
注液
电芯平压 压边烫边 分容上架
卷芯贴胶 抽真空 裁切铝塑膜 铝塑膜冲壳 铝塑膜冲壳 封边 真空封口
测电压内阻
贴保护膜
老化
二．配料
负极配料流程图
CMC溶解
正极配料流程图
PVDF溶解
导电 碳 负极材料
导电 碳 正极材料
研磨 SBR
研磨
去离子 水 调节黏度
补充NMP
调节黏度
过滤
过滤
配料注意事项
一．参数要点 1. 各物料的配方比例 2. 固含量 3. 黏度 二．操作要点 1. 正极物料必须配料前烘烤 2. 加料步骤 3. 搅拌机的转动速度 4. 搅拌时间 5. 严格控制正极配料房的温湿度 6. 负极浆料防沉淀 7. 正极浆料防吸水
电芯烘烤、平压、绝缘电阻测试、入壳
电芯烘烤 时间：根据电芯厚度而 定(8～12H以上) 温度： 70 ～75℃
电芯平压
绝缘电阻测试
绝缘电阻测试
电芯入壳
工序要点 平压时，查看极片状态．正极片因为面密度不稳定或者厚度 不稳定，平压会断片
铝塑膜冲壳
冲 壳 装 置
手动冲壳
手动冲壳
连续冲壳
连续冲壳
工序要点 铝塑膜冲壳容易冲破，起皱
三．涂布
涂布就是将浆料按照设计的面密度和尺寸均匀涂在基材上,经过烘箱干燥后 形成电芯极片
四．制片
• • 对辊
极片配对
卷绕前烘烤
极片扫粉
极片扫粉
极片暂存
工序要点 1. 极片烘烤温度范围(90±2℃) 2. 极片烘烤时间(6～8H) 3.极片真空烘烤时真空度(-0.08Mpa以下) 4. 干燥过程充换氮气(1次/2H) 5. 正负极片不允许直接接触