锂离子电池基本原理、配方及工艺流程
锂离子电池生产工艺流程图

锂离子电池生产工艺流程图1.原材料准备:2.正极材料的制备:正极材料一般由镍、钴和锰的混合物构成。
首先,将原材料加热并与溶剂混合,形成浆料。
然后,在高速搅拌下,将浆料分散成均匀的颗粒。
最后,通过过滤和干燥,制备出正极材料。
3.负极材料的制备:负极材料主要由石墨构成。
首先,将石墨经过研磨和筛选,使其具有较小的颗粒大小。
然后,将石墨与粘结剂和溶剂混合,并通过特定工艺制备成负极材料浆料。
4.电解液的配制:电解液是锂离子电池的重要组成部分,它主要由有机溶剂和锂盐组成。
首先,根据产品设计配方,将有机溶剂和锂盐按照一定比例加入到一个密闭的容器中。
然后,通过搅拌和加热,使其充分混合并达到所需的配方要求。
5.隔膜的制备:隔膜主要由聚合物构成,具有良好的离子通道和电子隔离效果。
在制备过程中,首先将聚合物料片放入一个密闭容器中,并通过特定工艺对其进行拉伸和压制,以形成具有一定孔隙结构的隔膜。
6.电极片的制备:电极片是锂离子电池的关键组成部分,包括正极片、负极片和隔膜。
在制备过程中,首先将正极材料、负极材料和隔膜按照特定层次顺序叠放在一起。
然后,通过一定的加压和切割工艺,将它们切割成合适的大小,形成电极片。
7.组装和封装:在组装过程中,首先将正极片、负极片和隔膜层叠在一起,并通过特定的机械或手工工艺将它们良好地压实。
然后,在压实后的电极片上涂覆电解液,以确保离子传导。
最后,将电极片组装成电池,然后通过焊接或其他方式进行封装。
8.充电和放电测试:在生产过程的最后阶段,需要对成品锂离子电池进行充电和放电测试,以检查其性能和质量。
这些测试可以包括容量测试、循环寿命测试和安全性能测试等,以确保电池的性能和安全性能符合要求。
9.包装和出厂:以上就是锂离子电池生产工艺流程图的一个示例。
实际生产中,根据具体的产品设计和工艺要求,可能会有不同的工艺流程。
这个示例流程图可以作为参考,帮助人们了解锂离子电池的生产过程和各个步骤的关系。
(完整版)锂离子电池工作原理

1 锂离子电池基础知识锂是锂离子电池的核心,它是最轻的金属元素,金属锂的比重只有水的一半,铝是较轻的金属,锂的比重只有铝的五分之一。
锂的电负性是所有金属中最负的,锂离子的还原电位高达-3V。
根据计算,1克锂转化为锂离子时所能得到的电荷数为3860mAh,加之它的大于3V的工作电压,锂作为电池的负极材料当之无愧轻量级的大力士。
早期负极为金属锂的“锂电池”,但金属锂的化学活性太大,充电时产生的枝晶会使电池短路,目前尚未真正解决其安全问题。
经过长期的探索、研究,发现锂可与许多金属形成合金,其活性要小许多,更奇妙的是锂可以在许多层状结构的物质中可逆地嵌入和脱出。
锂以这些材料为载体就安全多了。
锂离子电池的未来将发展新的正负极材料,如部分动力电池:负极LiC+正极LiMn2O4锂聚合物电池。
在正、负电极粘结剂、电解质三者中任何一种使用高分子聚合物的锂离子电池就可以成为锂聚合物电池。
现在常见的是使用高分子胶体取代常规液体电解质的锂聚合物电池。
1.1锂离子电池简介•正极采用锂化合物Li X CoO2、Li X NiO2、LiFePO4或Li X MnO2•负极采用锂-碳层间化合物Li X C6。
•电解质为溶解有锂盐LiPF6、LiAsF6等有机溶液。
充电池时,此时正极上的电子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。
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。
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。
锂电池的生产工艺流程

锂电池的生产工艺流程1. 概述锂电池是一种高效、轻巧、环保的电池类型,在现代生活中得到了广泛的应用。
本文将介绍锂电池的生产工艺流程,包括原料准备、电池组装和测试等环节。
2. 原料准备2.1 正极材料制备1.准备锂镍钴锰氧化物粉末。
2.将锂镍钴锰氧化物与碳酸锂、聚丙烯酸及导电剂等混合,制备成正极材料浆料。
3.将正极材料浆料涂布在铝箔上,制备正极片。
2.2 负极材料制备1.准备石墨粉末。
2.将石墨粉末与聚丙烯酸及导电剂等混合,制备成负极材料浆料。
3.将负极材料浆料涂布在铜箔上,制备负极片。
2.3 电解液制备1.将溶解锂盐(如氟化锂)于有机溶剂中,制备成电解液。
3. 电池组装3.1 电解液注入1.将正负极片按照正序或反序叠放,并加入隔膜,形成电池片组。
2.在电池片组中注入预先准备好的电解液。
3.封闭电池片组,确保电解液不泄漏。
1.将装有电解液的电池片组放入密封容器中。
2.密封容器中加入电解液,确保电池片组完全浸泡在电解液中。
3.密封容器密封,并连接电池正负极引线。
3.3 绝缘和保护1.对已封装的电池进行绝缘处理,以防止短路。
2.在电池表面涂覆保护膜,增加电池的耐久性和安全性。
4. 测试与质检4.1 容量测试1.将生产好的锂电池接入测试设备。
2.对电池进行放电测试,测量其容量。
3.根据测试结果对电池进行分类等级。
4.2 电压检测1.对电池进行电压检测,确保其符合标准要求。
4.3 仿真测试1.将电池放入仿真测试设备,模拟实际使用过程。
2.测试电池在不同条件下的性能。
4.4 外观检查1.对电池的外观进行检查,确保无明显物理损伤。
2.检查电池封装是否完好,防止电解液泄漏。
5. 包装与入库5.1 包装1.将锂电池放入特制的包装盒中。
2.在包装盒中加入保护材料,避免电池运输过程中受到碰撞。
1.对包装好的锂电池进行标识,包括型号、容量、工作电压等信息。
5.3 入库1.将包装好的锂电池存放到仓库中。
6. 结语通过以上生产工艺流程,锂电池的生产得以高效进行,确保最终产品的质量和安全性。
锂电池生产制作流程及详解

锂电池生产制作流程及详解锂电池是一种利用锂离子在正负极之间迁移产生电能的二次电池。
它具有高能量密度、长寿命、轻质小巧等优点,被广泛应用于手机、电动车、无人机等设备中。
下面将详细介绍锂电池的生产制作流程。
1.原材料准备生产锂电池的关键原材料主要有正极材料、负极材料、电解液和隔膜。
正极材料通常为氧化钴、氧化镍或锰酸锂等,负极材料为石墨或锂钛酸锂等。
电解液一般由锂盐和有机溶剂组成,隔膜则用于隔离正负极。
2.正负极制备将正极材料和负极材料加工成合适的形状和尺寸,一般是将它们混合后制成浆料,再涂覆在铝、铜等金属箔上,形成正负极片。
这些金属箔将用作电池的电流收集器。
3.组装电池片将正负极片叠加在一起,两极之间用隔膜隔开,形成一个电池片。
在叠加过程中,需要注意正负极材料的对齐,以确保电池性能。
4.注入电解液将电池片放入容器中,注入预先配好的电解液。
电解液会被锂离子吸附,从而形成可逆的电化学反应。
5.封装和密封将装有电池片和电解液的容器密封,通常使用铝箔和塑料膜进行封装,以防止电解液泄漏和外界杂质的进入。
6.电化学成形将封装好的电池进行电化学成形,即通过外部电流的作用,让锂离子在正负极之间产生氧化还原反应。
这一过程将导致电池的充电和放电特性的形成。
7.容量测试和分级对生产出的锂电池进行容量测试,以确认其性能是否符合要求。
然后将其按照容量分级,以满足不同应用场景的需求。
8.终测和整合对分级后的锂电池进行最后一次测试,确保其质量和性能。
然后将其整合到手机、电动车等设备中,以提供电力支持。
总结:锂电池的生产制作流程包括原材料准备、正负极制备、组装电池片、注入电解液、封装和密封、电化学成形、容量测试和分级、终测和整合等步骤。
每个环节都十分关键,只有确保每个步骤的质量可控和稳定性,才能生产出高质量的锂电池产品。
锂离子生产工艺流程

锂离子电池是一种常见的二次电池,具有高能量密度、长寿命和轻量化的特点,广泛应用于移动电子设备、电动汽车等领域。
锂离子电池的核心组成部分是正极材料、负极材料和电解液,其中正负极材料主要通过特定工艺生产得到。
下面将详细描述锂离子电池正负极材料的生产工艺流程:1.正极材料生产工艺流程:–原料准备:根据正极材料的配方,准备所需的原料,通常包括锂盐、过渡金属氧化物、导电剂等。
–混合:将经过粉碎和筛分处理后的原料按照一定比例混合均匀。
–烧结:将混合好的原料放入烧结炉中,在高温下进行烧结,使原料中的成分发生化学反应,并形成颗粒状物质。
–粉碎:将烧结后的颗粒物质进行粉碎处理,得到所需的正极材料粉末。
–表面处理:对正极材料粉末进行表面处理,包括涂覆一层保护膜,以提高正极材料的稳定性和电化学性能。
–干燥:将表面处理后的正极材料粉末进行干燥处理,去除水分和有机溶剂等。
–筛分:对干燥后的正极材料粉末进行筛分,以得到所需的颗粒大小范围。
2.负极材料生产工艺流程:–原料准备:根据负极材料的配方,准备所需的原料,通常包括石墨、导电剂等。
–混合:将经过粉碎和筛分处理后的原料按照一定比例混合均匀。
–制浆:将混合好的原料与溶剂混合,形成浆状物质。
–涂布:将制浆后的物质涂布在铜箔上,并通过压延等工艺使其均匀一致。
–干燥:将涂布在铜箔上的物质进行干燥处理,去除水分和有机溶剂等。
–烘烤:将干燥后的负极材料进行烘烤,使其形成致密的结构,提高电化学性能。
–切割:将烘烤后的负极材料进行切割,得到所需的形状和尺寸。
除了正负极材料的生产工艺外,锂离子电池还需要电解液的制备。
电解液主要由有机溶剂和锂盐组成,其生产工艺流程如下: - 原料准备:根据电解液的配方,准备所需的有机溶剂和锂盐。
- 混合:将有机溶剂和锂盐按一定比例混合,并进行搅拌使其充分溶解。
- 过滤:对混合好的电解液进行过滤处理,去除其中的杂质颗粒等。
- 脱水:对过滤后的电解液进行脱水处理,去除其中的水分和其他不纯物质。
锂离子生产工艺流程

锂离子生产工艺流程一、介绍锂离子电池是目前最常见的可充电电池之一,广泛应用于移动通信、电动车和储能等领域。
锂离子电池的核心是正极材料、负极材料和电解液。
而其中的正极材料则主要是采用锂离子化合物,如锂铁磷酸盐、锂镍酸盐等。
本文将详细探讨锂离子生产的工艺流程。
二、锂离子生产工艺流程锂离子生产的工艺流程包括原料处理、化学合成、制备电极材料、电池组装等环节。
下面将对每个环节进行详细介绍。
1. 原料处理原料处理是锂离子生产的第一步,它的目的是将原料进行处理和净化,以便后续合成步骤的顺利进行。
常见的原料包括锂硫酸、锂氢氧化物等。
原料处理包括以下几个步骤:•原料粉碎:将原料进行粉碎,使其颗粒尺寸均匀,有利于后续的化学合成。
•原料筛分:通过筛网将不符合要求的颗粒筛掉,保证原料的质量。
•原料干燥:对原料进行干燥处理,去除其中的水分或其他杂质。
2. 化学合成化学合成是锂离子生产的核心环节,它主要用于合成锂离子化合物,如锂铁磷酸盐、锂镍酸盐等。
化学合成包括以下几个步骤:•反应槽装填:将经过原料处理的物质装入反应槽中,并在槽中加入适量的溶剂。
•加热搅拌:启动反应槽的加热搅拌系统,控制温度和搅拌速度,促进反应的进行。
•过滤分离:将反应后的混合物进行过滤分离,得到合成产物。
•洗涤干燥:对合成产物进行洗涤和干燥处理,去除溶剂和杂质,得到纯净的锂离子化合物。
3. 制备电极材料制备电极材料是锂离子生产的关键环节,电极材料包括正极材料和负极材料。
制备电极材料包括以下几个步骤:•配料混合:将正极活性材料、负极活性材料和导电剂按一定比例进行混合,并加入适量的粘结剂和溶剂。
•混合搅拌:对配料进行混合搅拌,使其均匀分布,形成电极浆料。
•涂布:将电极浆料涂布在铝箔或铜箔基片上,并通过烘干处理,形成电极片。
•切割压制:对电极片进行切割和压制,获得所需尺寸的电极。
4. 电池组装电池组装是锂离子生产的最后一步,它将制备好的正负极材料和电解液组装成电池。
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2.1.5 操作步骤 a) 将 NMP 倒入动力混合机(100L)至 80C,称取 PVDF 加入其中,开机; 参数设置:转速 25± 2 转/分,搅拌 115-125 分钟; b) 接通冷却系统,将已经磨号的正极干料平均分四次加入,每次间隔 28-32 分钟,第 三次加料视材料需要添加 NMP,第四次加料后加入 NMP; 动力混合机参数设置:转速为 20± 2 转/分 c) 第四次加料 30± 2 分钟后进行高速搅拌,时间为 480± 10 分钟; 动力混合机参数设置:公转为 30± 2 转/分,自转为 25± 2 转/分; d) 真空混合:将动力混合机接上真空,保持真空度为-0.09Mpa,搅拌 30± 2 分钟; 动力混合机参数设置:公转为 10± 2 分钟,自转为 8± 2 转/分 e) 取 250-300 毫升浆料,使用黏度计测量黏度; 测试条件:转子号 5,转速 12 或 30rpm,温度范围 25C; f) 将正极料从动力混合机中取出进行胶体磨、过筛,同时在不锈钢盆上贴上标识,与 拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。 2.1.6 注意事项 a) 完成,清理机器设备及工作环境; b) 操作机器时,需注意安全,避免砸伤头部。 2.2 负极混料 2.2.1 原料的预处理: 1) 石墨:A、混合,使原料均匀化,提高一致性。B、300~400C 常压烘烤,除去表面油
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2.正负极混料 石墨:负极活性物质,构成负极反应的主要物质;主要分为天然石墨和人造石墨两 大类。非极性物质,易被非极性物质污染,易在非极性物质中分散;不易吸水,也 不易在水中分散。被污染的石墨,在水中分散后,容易重新团聚。一般粒径 D50 为 20μm 左右。颗粒形状多样且多不规则,主要有球形、片状、纤维状等。 导电剂:其作用为:
正极上发生的反应为 LiCoO2 Li1-xCoO2 + xLi+ + xe(电子) 负极上发生的反应为 6C + xLi+ + xe LixC6 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。 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。 记忆效应的原理是结晶化,在锂电池中几乎不会产生这种反应。但是,锂离子电池在多次 充放后容量仍然会下降,其原因是复杂而多样的。主要是正负极材料本身的变化,从分子层面 来看,正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞;从化学角度来看,是正负极材料活 性钝化,出现副反应生成稳定的其他化合物。物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况,总之 最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目。 过度充电和过度放电,将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏,从分子层面看,可以直 观的理解,过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷,过度充电将把 太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去,而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。 不适合的温度,将引发锂离子电池内部其他化学反应生成我们不希望看到的化合物,所以 在不少的锂离子电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解质添加剂。在电池升温到一定的 情况下,复合膜膜孔闭合或电解质变性,电池内阻增大直到断路,电池不再升温,确保电池充 电温度正常。 二 锂电池的配方与工艺流程 1. 正负极配方
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) 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 正极
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。
提高负极片的导电性,补偿负极活性物质的电子导电性。 提高反应深度及利用率。 防止枝晶的产生。 利用导电材料的吸液能力,提高反应界面,减少极化。 (可根据石墨粒度分布选择加或不加) 。 添加剂:降低不可逆反应,提高粘附力,提高浆料黏度,防止浆料沉淀 增稠剂/防沉淀剂(CMC) :高分子化合物,易溶于水和极性溶剂。 异丙醇:弱极性物质,加入后可减小粘合剂溶液的极性,提高石墨和粘合剂溶 液的相容性;具有强烈的消泡作用;易催化粘合剂网状交链,提高粘结强度。 乙醇:弱极性物质,加入后可减小粘合剂溶液的极性,提高石墨和粘合剂溶液 的相容性;具有强烈的消泡作用;易催化粘合剂线性交链,提高粘结强度 (异丙醇和乙醇的作用从本质上讲是一样的,大批量生产时可考虑成本因素然 后选择添加哪种) 。 水性粘合剂(SBR) :将石墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。小分子 线性链状乳液,极易溶于水和极性溶剂。 去离子水(或蒸馏水) :稀释剂,酌量添加,改变浆料的流动性。 负极引线:由铜箔或镍带制成。
1.2 负极配方:石墨 + 导电剂 + 增稠剂(CMC)+ 粘结剂(SBR)+ 集流体(铜箔) 负极材料(石墨) : 94.5% 导电剂(Carbon ECP) : 1.0% (科琴超导碳黑) 粘结剂(SBR) : 2.25% (SBR = 丁苯橡胶胶乳) 增稠剂(CMC) : 2.25% (CMC = 羧甲基纤维素钠) 水:固体物质的重量比为 1600:1417.5 a) b) c) 负极黏度控制 5000-6000cps(温度 25 转子 3) 水重量需要适当调节,达到黏度要求为宜; 特别注意温度湿度对黏度的影响
2.1 正极混料 2.1.1 原料的预处理 1) 钴酸锂:脱水。一般用 120 C 常压烘烤 2 小时左右。 2) 导电剂:脱水。一般用 200 C 常压烘烤 2 小时左右。 3) 粘合剂:脱水。一般用 120-140 C 常压烘烤 2 小时左右,烘烤温度视分子量的大 小决定。 4) NMP:脱水。使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施,直接使用。 2.1.2 物料球磨: 4 小时结束,过筛分离出球磨; 将 LiCoO2 和 Carbon ECP 倒入料桶,同时加入磨球(干料:磨球=1:1),在 滚瓶及上进行球磨,转速控制在 60rmp 以上 2.1.3 原料的掺和: 粘合剂的溶解(按标准浓度)及热处理。 钴酸锂和导电剂球磨:使粉料初步混合,钴酸锂和导电剂粘合在一起,提高团 聚作用和的导电性。配成浆料后不会单独分布于粘合剂中,球磨时间一般为 2 小时左右;为避免混入杂质,通常使用玛瑙球作为球磨介子。 2.1.4 干粉的分散、浸湿: 原理:固体粉末放置在空气中,随着时间的推移,将会吸附部分空气在固体的表 面上,液体粘合剂加入后,液体与气体开始争夺固体表面;如果固体与气体吸附 力比与液体的吸附力强,液体不能浸湿固体;如果固体与液体吸附力比与气体的 吸附力强,液体可以浸湿固体,将气体挤出。 当润湿角≤90,固体浸湿。 当润湿角>90,固体不浸湿。
正极材料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿,所以正极粉料分散相对容易。 分散方法对分散的影响: 静置法(时间长,效果差,但不损伤材料的原有结构) ; 搅拌法:自转或自转加公转(时间短,效果佳,但有可能损伤个别 材料的自身结构) 。 搅拌桨对分散速度的影响:搅拌桨大致包括蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。 一般蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对付分散难度大的材料或配料的初始阶段;球 形、齿轮形用于分散难度较低的状态,效果佳。 搅拌速度对分散速度的影响。一般说来搅拌速度越高,分散速度越快, 但对材料自身结构和对设备的损伤就越大。 浓度对分散速度的影响。通常情况下浆料浓度越小,分散速度越快,但 太稀将导致材料的浪费和浆料沉淀的加重。 浓度对粘结强度的影响。浓度越大,柔制强度越大,粘接强度 越大;浓度越低,粘接强度越小。 真空度对分散速度的影响。高真空度有利于材料缝隙和表面的气体排出, 降低液体吸附难度;材料在完全失重或重力减小的情况下分散均匀的难 度将大大降低。 温度对分散速度的影响。适宜的温度下,浆料流动性好、易分散。太热 浆料容易结皮,太冷浆料的流动性将大打折扣。 稀释:将浆料调整为合适的浓度,便于涂布。
1.1 正极配方:LiCoO2 + 导电剂 + 粘合剂 + 集流体(铝箔) LiCoO2 (10μm): 96.0% 导电剂(Carbon ECP) 2.0% 粘合剂(PVDF 761) 2.0% NMP(增加粘结性): 固体物质的重量比约为 810:1496 a) 正极粘度控制 6000cps(温度 25 转子 3) ; b) NMP 重量须适当调节,达到粘度要求为宜; c) 特别注意温度、湿度对黏度的影响 正极活性物质: 钴酸锂:正极活性物质,锂离子源,为电池提高锂源。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。 导电剂:链状物,含水量< 1%,粒径一般为 1-5 μm。通常使用导电性优异的超导 碳黑,如科琴炭黑 Carbon ECP 和 ECP600JD,其作用: 提高正极材料的导电性,补偿正极活性物质的电子导电性 提高正极片的电解液的吸液量,增加反应界面,减少极化。 PVDF 粘合剂:非极性物质,链状物,分子量从 300,000 到 3,000,000 不等;吸水 后分子量下降,粘性变差。用于将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。常用 的品牌如 Kynar 761。 NMP:弱极性液体,用来溶解/溶胀 PVDF,同时用来稀释浆料。 集流体(正极引线) :由铝箔或铝带制成。