锂离子电池生产工艺流程及检测
【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。
锂离子电池生产工艺流程及相关设备
质量控制： 加强质量 控制，确 保电池质 量和安全 性
PRT SIX
自动化程度提高：采用自动化生产 线，提高生产效率和质量稳定性
设备升级：采用新型设备，提高生 产效率和材料性能
添加标题
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工艺优化：改进生产工艺，提高正 极材料的性能和稳定性
环保技术应用：采用环保技术，减 少生产过程中的污染和能耗
优化目的：提高电解液的稳定性和性能 优化方法：采用先进的配方和工艺技术 优化效果：提高电解液的电导率、离子迁移率和循环寿命 优化设备：采用自动化、智能化的生产设备，提高生产效率和质量稳定性
优化电池组装工艺，提高 生产效率
采用自动化设备，减少人 工操作，降低成本
优化电池组装工艺，提高 电池性能和寿命
航空航天：作为动力电池，提供动力 医疗设备：作为电源，提供电力 电动工具：作为动力电池，提供动力
PRT THREE
原料选择：选择合适的锂源、过渡金属和导电添加剂 混合：将原料混合均匀，形成均匀的浆料 涂布：将浆料涂布在集流体上，形成正极材料 干燥：将涂布后的正极材料进行干燥处理，去除水分 压延：将干燥后的正极材料进行压延，形成正极片 切割：将正极片切割成合适的尺寸，用于后续组装
电池包装设备：用于将电池包 装成成品，便于运输和销售
电池管理系统：用于监控和管 理电池的充放电状态，确保电
池的安全性和使用寿命
电池检测设备：用于检测电池的性能、安全性等指标 电池包装设备：用于包装电池，保护电池不受外界环境的影响 电池标签设备：用于打印电池标签，标识电池的型号、规格等信息 电池运输设备：用于运输电池，确保电池在运输过程中的安全
设备类型：搅拌机、计量泵、过滤器等 功能：将电解液原料进行混合、过滤、计量等操作 操作流程：原料加入搅拌机进行混合，然后通过计量泵进行计量，最后通过过滤器进行过滤 注意事项：确保原料的纯度和计量的准确性，避免杂质和误差影响电池性能
锂离子电池基本原理配方及工艺流程
锂离⼦电池基本原理配⽅及⼯艺流程锂离⼦电池原理及⼯艺流程⼀、原理1.0 正极构造LiCoO2+ 导电剂+ 粘合剂(PVDF) + 集流体（铝箔）正极2.0 负极构造⽯墨+ 导电剂+ 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：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。
负极上发⽣的反应为6C + xLi++ x e?→Li x C63.2 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-x CoO2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-X CoO2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-X CoO2的晶型仍是稳定的。
负极C6其本⾝有⾃⼰的特点，当第⼀次化成后，正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中，当放电时Li回到正极LiCoO2中，但化成之后必须有⼀部分Li留在负极C6中⼼，以保证下次充放电Li的正常嵌⼊，否则电芯的压倒很短，为了保证有⼀部分Li留在负极C6中，⼀般通过限制放电下限电压来实现：安全充电上限电压≤ 4.2V，放电下限电压≥ 2.5V。
锂离子电池原理及工艺流程
锂离子电池原理及工艺流程锂离子电池原理及工艺流程锂离子电池是一种现代电池技术，它利用锂离子的化学反应来储存和释放电能。
锂离子电池由阳极、阴极、电解质和隔膜组成。
当锂离子电池充电时，锂离子从阳极释放出来，穿过电解质和隔膜，进入阴极。
而当锂离子电池放电时，锂离子从阴极返回阳极，通过电解质和隔膜。
这个循环的过程中，锂离子在阳极和阴极之间来回移动，从而实现了电能的储存和释放。
锂离子电池的工艺流程主要包括材料准备、电极制备、组装、封装和充放电测试。
材料准备是锂离子电池生产的首要步骤。
这包括准备阳极材料和阴极材料，通常是由锂离子化合物和导电剂混合制备而成。
电极制备是将阳极材料和阴极材料分别涂覆在铜箔和铝箔上，形成电极片。
这个过程需要通过涂覆机器和干燥设备来完成。
组装是将电极片、电解质和隔膜组合在一起，形成电池的结构。
这个过程需要严格的操作规程和环境控制，以确保电极片、电解质和隔膜之间的正确组装。
封装是将组装好的电池放入壳体中，并通过密封处理来保护电池结构免受外部环境的影响。
这个过程需要使用专门的封装设备和技术，在封装过程中控制好温度和湿度。
充放电测试是对锂离子电池进行最终的性能测试。
在这个过程中，需要对电池进行充电和放电循环测试，以确保其性能达到设计要求。
锂离子电池的工艺流程也涉及到一系列的质量控制措施，包括原材料的质量检测、产品的工序控制和最终产品的质量检验。
这些措施旨在确保生产出质量可靠、性能稳定的锂离子电池产品。
总的来说，锂离子电池从材料准备到最终的产品测试，需要经过一系列的工艺流程。
这些流程的精细控制和质量控制，对于生产出高性能、高可靠性的锂离子电池具有重要意义。
锂电池车间工艺流程
锂电池车间工艺流程锂电池是一种高性能、高能量密度的新型蓄电池，广泛应用于电动汽车、储能设备等领域。
锂电池车间工艺流程是指锂电池生产过程中各个工序的顺序和步骤。
下面是一个典型的锂电池车间工艺流程：1.正极材料的制备：首先，将正极材料（如锰酸锂、钴酸锂等）与导电剂和粘结剂混合均匀，形成正极浆料。
然后，将正极浆料涂覆在铝箔上，并通过烘干和轧压等工艺步骤制备成正极片。
2.负极材料的制备：类似于正极材料的制备过程，负极材料（如石墨）与导电剂和粘结剂混合，形成负极浆料。
然后，将负极浆料涂覆在铜箔上，并通过烘干和轧压等工艺步骤制备成负极片。
3.电解液准备：在锂电池电解液中，一般包含锂盐（如氟化锂、磷酸锂等）、有机溶剂和添加剂。
精确配比和混合不同成分的工艺步骤，确保电解液的质量和性能。
4.电池组装：将正极片、负极片和隔膜按照一定的顺序堆叠在一起，形成电池芯。
同时，将电解液注入电池芯中，保证正、负极之间能够进行离子传输。
然后，将电池芯封装在金属壳体中，形成完整的电池。
5.充放电测试：对生产出来的锂电池进行充放电测试，以验证其性能和可靠性。
充放电测试过程中，需要测试电池的容量、内阻、循环寿命等参数，保证电池符合规定的标准。
6.补电、恒温处理：对测试合格的锂电池进行补充充电、恒温处理等工艺步骤，以进一步改善电池的性能和稳定性。
8.成品入库和出库：将包装后的成品电池进行入库管理，并按照客户的订单要求进行出库。
上述是一个锂电池车间工艺流程的一个概述，不同厂家和不同产品可能会有一些差异。
在实际生产过程中，每个工序都需要严格控制质量，以确保产品的性能和安全性。
同时，还需要关注环保和资源回收等问题，确保生产过程的可持续发展。
锂离子电芯生产过程工艺流程图--
电芯入包 装膜
一次短 路检测
卷芯平压Leabharlann 外观 检查卷芯卷绕
折边
方形
真空吸液
图 例 附 号 说 明
编制 日期
真空预封
需用原 材料
检验工序
暂存等 待工序
常温 搁置
预充化成
测电压
高温 静置
热压
操作工序
操作并检 验工序
贮存工序
成品入库/ 成品出货
成品包装
外观 检查
审核 日期
真空热封
二次热封
切边
正负极转 镍、贴胶纸
称重 配片 抽检有偏重时 抽检无异常时
负极 耳
称重 配片 抽检有偏轻时
抽检无异常时
铝塑 膜
铝塑膜 成型
正极耳 裁切
正极焊 正极耳
负极耳 裁切
负极焊 负极耳
正极除尘
高温 胶带
正极耳 位包胶
负极除尘
高温 胶带
负极耳 位包胶
隔膜
隔膜裁切
注电解液
注液前真 空烘烤
气袋扩口
外观检查
贴保护膜
二次短路 测试
侧封
顶封
二次软包装锂离子电池生产过程工艺流程图
正极 原料
粉料烘烤
正极配料
铝箔 正极涂布
负极 原料
粉料烘烤
NG 测含 水量
负极配料
铜箔 负极涂布
正极段 切大片
正极连 续辊压
负极段 切大片
负极连 续辊压
正极辊 压大片
正极段 切大片
负极辊 压大片
负极段 切大片
正极小 片分切
负极小 片分切
外观检查 外观检查
正极 耳
弧形
NG 分容复测
锂离子电池电芯工艺流程
锂离子电池电芯工艺流程
首先是制备电极材料。
电池的正极通常由钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂等材料制备而成，而负极通常由石墨或硅等材料制备而成。
这些材料需要进行混合、烘干、压片等步骤，制备成具有一定形状和性能的电极片。
接下来是制备电解液。
电解液通常是由有机溶剂、锂盐等组成的电解质溶液。
制备电解液需要进行混合、过滤等步骤，以确保电池内部的化学反应能够正常进行。
然后是电芯组装。
电芯组装包括将正极片、负极片和隔膜按照一定方式叠合，卷成电芯的过程。
在组装过程中，需要注意电极片的排列方式、电解液的注入方法等细节，以确保电芯的性能和安全性。
最后是包装。
包装通常包括将电芯装入金属壳体中，加入保护装置、连接器等部件，以及对电芯进行标识、检测等步骤。
总体来说，锂离子电池电芯工艺流程需要高度精密的生产技术和设备，以确保电芯的性能、安全性和稳定性。
- 1 -。
锂离子电池原理及生产工艺流程
锂离子电池原理及工艺流程一、原理1.0 正极构造LiCoO2(钴酸锂)+导电剂+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔）正极2.0 负极构造石墨+导电剂+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：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1.正负极配方1.1正极配方（LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔）正极）(10μm):93.5%LiCoO2其它：6.5%如Super-P:4.0%PVDF761:2.5%NMP（增加粘结性）:固体物质的重量比约为810:1496a)正极黏度控制6000cps(温度25转子3)；b)NMP重量须适当调节，达到黏度要求为宜；c)特别注意温度湿度对黏度的影响●钴酸锂：正极活性物质，锂离子源，为电池提高锂源。
钴酸锂：非极性物质，不规则形状，粒径D50一般为6-8 μm，含水量≤0.2%，通常为碱性，PH值为10-11左右。
锰酸锂：非极性物质，不规则形状，粒径D50一般为5-7 μm，含水量≤0.2%，通常为弱碱性，PH值为8左右。
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1
什么叫锂离子电池？ Li-Ion battery
• 锂离子电池是指Li+ 嵌入化合物为正、负极的二次电池。 • 正极采用锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 、LiFePO4和三元复合材料。 • 负极采用锂-碳层间化合物LiXC6。
在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象的称为 “摇椅电池”。 充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态。 放电时则相反。
九、UL 1642-2007 锂电池锂电芯权威安全标准
十、UL2054-2006 家用及商业电池锂电池权威标准
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主要检测项目
电性测试 1．外部短路 2．强行放电 3．连续充电 4．过量充电 5．大电流充电
环境性能测试 1．高温储存 2．热量冲突 3．低压 4．热量升温 5．掉落至水中
机械性能测试 1．振动 2．加速度 3．掉落 4．钉子穿过电池 5．挤压 6．撞击 7．10m 掉落
2
锂电池工艺流程—时间
物料准备 6h
配料 12h
涂布 8h
烤片
1h 脱气
9h 制片
8h 脱气保存
卷绕装配 脱气 激光焊 脱气 注液 搁置 预充
8h >10h 6h 24h 8h 24h
搁置陈化
12h 化成
36h 搁置
12h 振动
2h 搁置
3d
入库存放 7d
发货
12h
8h
电池生产周期（到搁置前）为8.5天，搁置3天后入库，存放7天后发货，总共18.5天。
高度 50mm
Ø 18mm
LIR18500 8
方形的命名
• 用三个字母和6位数字来表 示，前两个字母表示锂离 子电池(LI)，后一个字母表 示方形(S)，前两位数字表 示以mm为单位的最大厚度， 中间两位数字表示以mm为 单位的宽度，后两位数字 以mm为单位的最大高度， 如LIS043048即表示厚度为 4mm，宽30mm，高48mm 的方形锂离子电池。
电池放电时向外电路输送电子的电极，此时电极发生氧化反应。通常是 电位低的电极，锂离子电池中石墨电极。
负极集流体：镍带（约0.07mm厚）
负极基体：铜箔（约0.010mm厚)
负极物质：石墨+CMC+SBR
5
锂离子电池结构——隔膜
隔膜﹝separation film﹞——是放置于两极之间，作为隔 离电极的装置，藉以避免两极上的活性物质直接接触 而造成电池内部的短路。但隔膜仍需能让带电离子通 过，以形成通路。
3
锂离子电池结构——正极
电池放电时从外电路获得电子的电极,此时电极发生还原反应。通常是 电位高的电极。锂离子电池中的钴酸锂、锰酸锂电极等。
正极集流体：铝带（约0.1mm厚） 高温胶带（约0.05mm厚）
正极基体：铝箔（约0.016mm厚)
正极物质：LiFePO4+碳黑+PVDF
4
锂离子电池结构——负极
电导率（25℃）
10.4±0.5 ms／cm
7
锂离子电池的命名
• 锂离子二次电池的命名也分圆柱形和方形、扣式几种:
• 圆柱形的命名用三个字母和5位 数字来表示，前两个字母表示锂 离子电池(LI)，后一个字母表示 圆柱形(R)，前两位数字表示以 mm为单位的最大直径，后三位 数字表示以0.lmm为单位的最大 高度，如LIR18500即表示直径 为18mm，高50mm的圆柱形锂 离子电池。
三、IEEE1625：2008 移动计算机用可充电电池标准
四、IEC 61960：2003/EN61960：2004 含碱性或非酸性电解液的单体蓄电池（电芯）和蓄电池组：便携式锂单
体蓄电池（电芯）和锂蓄电池组
五、韩国KPS认证主要测试标准UN38.3-2003 UN关于危险品运输的建议，手册及试验标准，第38.3节
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国际常用锂电池检测标准（二）
六、IEC 61959：2004/EN 61959：2004 含碱性或非酸性电解液的单体蓄电池和蓄电池：便携式密封锂单体蓄电
池和锂蓄电池的机械试验
七、JIS C 8714-2007 携带型电子设备用携带型锂离子蓄电池的安全测试
八、ICAO Doc9284-AN/905 危险物品安全航空运输技术细则
隔膜要求： ①离子透过度大 ②机械性强度适当 ③本身为绝缘体 ④不与电解液及电极发生反应
材质：单层PE（聚乙烯）或者 三层复合PP（聚丙烯） +PE+PP
厚度：单层一般为0.016～0.020mm 三层一般为0.020～0.025mm
6
锂离子电池结构——电解液
• 性质：
无色透明液体，6《电动汽车用锂离子蓄电池》 ---中国锂离子动力电池检测标准
主要测试项目
外观 极性 外形尺寸和质量 蓄电池充电 20℃放电容量 -20℃放电容量 55℃放电容量 20℃倍率放电容量
常温、高温荷电保持能力及容量恢复能力 储存 循环寿命
安全性 过放电、过充电、短路、跌落、加热、挤压、针刺
• 应用：
主要用于可充电锂离子电池的电解液，只能
在干燥环境下使用操作（如环境水分小于20ppm 的手套箱内）。
• 规格：
溶剂组成 DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比）
LiPF6浓度 1mol/l
• 质量指标：
密度（25℃）g/cm3 1.23±0.03 水分（卡尔费休法） ≤20ppm
游离酸（以HF计） ≤50ppm
高度48mm
宽度30mm
厚度4.0mm
• LIS043048
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国际常用锂电池检测标准（一）
一、IEC/EN62133：2003 含碱性或非酸性电解液的单体蓄电池（电芯）和蓄电池组：便携式蓄电
芯及使用期制造的电池、便携应用的安全要求。
二、IEEE 1725：2006及CTIA认证程序 移动电话用可充电电池标准。