锂电池用正负极集流体的类别及工艺
详细的动力电池生产工艺
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(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。
锂电池复合集流体专题研究
锂电池复合集流体专题研究第一章复合集流体介绍电池集流体基本原理集流体的功能：1.承载性，自身承载正负极活性物质；2.传导性，在充放电过程中，将正负极电流输入给活性物质，也将活性物质产生的电流汇集输出。
一般而言，在锂电池集流体中，正极通常使用铝箔，负极使用铜箔，原因在于：正极电位较高，负极电位较低。
铜箔在较高电位时容易被氧化，故主要用于负极集流体，厚度通常为6-12um，目前以6um厚度为主。
铝箔在较低电位时腐蚀问题严重，因此主要用于正极集流体，厚度通常为10um-16um，目前以12um厚度为主。
集流体的趋势——轻薄化增效当下，铝箔厚度通常为10um，更低可达到8um；铜箔厚度通常为6um，更低可达到4.5um；质量占比方面铜箔约占9%，铝箔约占7%；成本占比方面，以动力电池的三元5系为例，铝箔成本占比为1.3%，铜箔成本占比7.8%；以磷酸铁锂为例，铝箔成本占比1.7%，铜箔成本占比近10%；集流体轻薄化主要带来：1.降低电池的材料成本；2.通过减薄和减重从而提升电池能量密度，相较8um锂电铜箔，采用6um/4.5um锂电铜箔分别可提升锂电池5%/9%的能量密度。
复合集流体：符合降本增效趋势由于铜箔需要保持一定机械强度，因此集流体不可能无限减薄，同时集流体减薄将提升加工环节的成本。
复合集流体为新的技术路径，通过在高分子材料层材料两侧镀一定厚度的铜层，形成“三明治”型的复合结构，目前复合集流体中采用的高分子层厚度一般约4um，上下两层铜层厚度各1um，合计约6um。
中间层选用高分子材料，可选择PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PP(聚丙烯）、PI（聚酰亚胺）。
复合集流体通过高分子材料的替代部分金属材料，可显著降低集流体的材料成本和重量。
复合集流体：高安全性——防止刺穿隔膜，减少热失控复合集流体可有效防止热失控。
复合集流体金属层较薄，因铜箔而产生的毛刺尺寸小，并因为高分子材料层作为绝缘材料会发生断路效应，故而刺穿的隔膜的可能性低，因而可有效防止电池自燃。
锂电池负极集流体
锂电池负极集流体
锂电池负极集流体是指用于锂离子电池负极导电集流的一种涂
覆材料。
它通常由碳粉、导电剂、粘合剂和溶剂等组成，可以提高锂离子电池的导电性能和循环寿命。
锂电池负极集流体的作用是将锂离子电池负极上的碳粉均匀涂覆，形成连续的导电层，从而增加负极的导电性和稳定性。
同时，锂电池负极集流体还能改善锂离子电池的耐久性和安全性，减少电池内部的电化学反应和电极松动等问题。
锂电池负极集流体的制备方法和配方会根据具体应用要求而有所不同，但一般来说，它需要经过筛选、混合、均质、涂覆等多个工艺步骤才能制备完成。
目前，锂电池负极集流体已经广泛应用于锂离子电池、电动工具、电动车等领域，成为了现代电力储存技术的重要组成部分。
- 1 -。
锂离子电池极片模切工艺简介
（4）尺寸不满足要求极片分切机是按电池规格，对经过辊压的电池极片进行分切，要求分切极片尺寸精 度高等。卷绕电池设计时，隔膜要包裹住负极避免正负极极片之间直接接触形成短路，负极要包裹住正 极避免充电时正极的锂离子没有负极活物质接纳出现析锂，一般地，负极和隔膜、负极和正极的尺寸差 为2-3mm，而且随着比能量要求提高，这个尺寸差还不断减小。因此，极片尺寸精度要求越来越高，否 则电池会出现严重的品质问题。
能 所能 可
尽
创造
Sherk
常见问题分析
现象 原因分析 解决方案
极耳残留和边缘掉料 刀模更换不及时 设设备刀模及时更换
能 所能 可
尽
创造
Sherk
常见问题分析
现象 原因分析 解决方案
负极极耳内折
模切时未打加强筋
负极铜箔有较强柔韧性，不打加强筋容易出现卷绕内折
能 所能 可
尽
创造
Sherk
层会有裸露现象。随着动力电池容
量越来越大，对电池极片要求也越
来越高，这样的产品缺陷会给产品
带来安全隐患
图7单面涂层的负极在激光作用下极片厚度 方向的铜成分和温度分布
可 能 图8切边问题：露金属箔和切屑异所物能
尽
创造
Sherk
模切设备
锂电池极片分切工序特点
极片分切的主要缺陷极片分切断面典型形貌图，断裂面涂层主要颗粒之间相互剥离断裂，而集流体发 生塑性切断和撕裂。当极片涂层压实密度增大，颗粒之间的结合力增强时，极片涂层部分颗粒也出现被 切断的情况。极片分切中存在的主要缺陷包括以下几种： （1）毛刺毛刺，特别是金属毛刺对锂电池的危害巨大，尺寸较大的金属毛刺直接刺穿隔膜，导致正负极 之间短路。而极片分切工艺是锂离子电池制造工艺中毛刺产生的主要过程。即为极片分切产生的金属毛 刺的典型形貌，极片在分切时形成了集流体毛刺，尺寸达到100μm以上。通过切刀倒角、刀具侧向压力 以及收放卷张力的调节来控制毛刺的数量和尺寸。
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。
动力锂电池生产工艺流程
动力锂电池生产工艺流程1.正负极材料的准备：正极材料一般采用锂铁磷酸盐（LiFePO4）或锂镍钴锰酸盐（NCM）等，负极材料一般为石墨或石墨烯。
这些材料需要通过混合、球磨等工艺进行制备。
2.材料混合和粉碎：正极材料和负极材料需要进行混合，通常使用球磨机来达到均匀混合的效果。
球磨过程中，材料会逐渐变成微米级的颗粒。
3.涂布：将经过混合和粉碎的材料加入到有机溶剂中，形成均匀的浆料。
然后将浆料涂布在铝箔或铜箔上，形成正负极片。
涂布过程需要控制浆料的浓度、涂布速度等参数。
4.干燥：涂布完成后，正负极片需要经过干燥过程。
干燥的目的是去除溶剂，使正负极片中的固态材料得以固定。
常用的干燥方式有自然干燥、烘箱干燥等。
5.卷绕：将正负极片与隔膜（一般为聚丙烯或聚乙烯）进行卷绕，形成电芯的结构。
在卷绕过程中需要控制卷绕紧度和层数，确保电芯结构的稳定性和均匀性。
6.涂胶：将电芯进行涂胶处理，以增强电芯的结构强度和耐水性。
涂胶过程一般使用热熔胶或胶粘剂。
7.切割：将长卷绕的电芯切割成适当的长度，形成单个电芯的结构。
切割过程需要精确控制长度和位置，以保证电芯的一致性和充放电特性。
8.组装：将切割好的电芯安装到电池壳体中，并与连接器相连。
组装过程是将正负极分别与锂盐电解液相连，形成闭合的电池体系。
组装过程中需要保持环境洁净，以防止污染和损坏。
9.充放电测试和质检：组装完成后，对电池进行充放电测试，以测试和验证其性能。
同时，还进行外观检查、电气性能测试、容量测试等质量检查。
10.包装和封装：通过包装和封装，将生产好的电池产品进行整理、包装和标识，以便存储和运输。
常见的包装方式有盒装、瓶装或袋装等。
以上是动力锂电池生产的主要工艺流程，每个工序都需要严格控制参数和操作，以确保电池的性能和安全性。
随着技术的不断进步，锂电池生产工艺也在不断改进，以满足市场对高性能、高安全性和环保的要求。
干货学习,锂电池正负极集流体
干货学习！锂电池正负极集流体众所周知组成锂离子电池的四大主要部分是正极材料、负极材料、隔离膜和电解液。
但是，除了主要的四大部分外，用来存放正负极材料的集流体也是锂电池的重要组成部分。
今天我们就来聊聊锂电池正负极集流体材料。
一.集流体基本信息对于锂离子电池来说，通常使用的正极集流体是铝箔，负极集流体是铜箔，为了保证集流体在电池内部稳定性，二者纯度都要求在98%以上。
随着锂电技术的不断发展，无论是用于数码产品的锂电池还是电动汽车的电池，我们都希望电池的能量密度尽量高，电池的重量越来越轻，而在集流体这块最主要就是降低集流体的厚度和重量，从直观上来减少电池的体积和重量。
1锂电用铜铝箔厚度要求随着近些年锂电迅猛发展，锂电池用集流体发展也很快。
正极铝箔由前几年的16um降低到14um，再到12um，现在已经不少电池生产厂家已经量产使用10um的铝箔，甚至用到8um。
而负极用铜箔，由于本身铜箔柔韧性较好，其厚度由之前12um降低到10um，再到8um，到目前有很大部分电池厂家量产用6um，以及部分厂家正在开发的5um/4um都是有可能使用的。
由于锂电池对于使用的铜铝箔纯度要求高，材料的密度基本在同一水平，随着开发厚度的降低，其面密度也相应降低，电池的重量自然也是越来越小，符合我们对于锂电池的需求。
2锂电用铜铝箔表面粗糙度要求对于集流体，除了其厚度重量对锂电池有影响外，集流体表面性能对电池的生产及性能也有较大的影响。
尤其是负极集流体，由于制备技术的缺陷，市场上的铜箔以单面毛、双面毛、双面粗化品种为主。
这种两面结构不对称导致负极两面涂层接触电阻不对称，进而使两面负极容量不能均匀释放;同时，两面不对称也引发负极涂层粘结强度不一致，是的两面负极涂层充放电循环寿命严重失衡，进而加快电池容量的衰减。
同理，正极铝箔也尽量向双面对称结构发展，但是目前受到铝箔制备工艺的影响，主要还是用单面光铝箔。
由于铝箔基本都是由厚度较大的铝锭轧制而成，在轧制过程中需要控制铝锭与轧辊的接触，所以一般都会对铝箔表面进行添加润滑剂，来保护铝锭和轧辊，而表面的润滑剂对电池极片有一定的影响，因此，对铝箔来说，表面除润滑剂也是关键因素。
锂电池用6微米超薄双面光电解铜箔工艺分析
锂电池用6微米超薄双面光电解铜箔工艺分析
锂电池是一种新兴的高能量密度电池，它具有轻量化、长寿命、环保等优点，已经逐渐成为各种电子设备、电动汽车等领域的首选电池。
其中，锂离子电池的正负电极主要采用超薄双面光电解铜箔作为电极集流体，因其表面具有细密的孔隙，能够大大增加电极材料与电解液之间的接口面积，提高电极的电化学反应效率。
在锂电池生产中，双面光电解铜箔的制备工艺越来越受到关注。
与传统单面光电解铜箔相比，双面光电解铜箔可以提高电池的能量密度、降低电极的内阻，并且可以大大减少电极材料的损耗。
其中，双面光电解铜箔的工艺技术对于电池性能具有重要的影响。
目前，6微米超薄双面光电解铜箔是最为常见的电极集流体。
其工艺分为以下几个步骤：
1. 预处理：将电解铜箔放入去离子水中反复清洗，以去除表面的杂质和氧化层。
2. 精密轧制：将预处理后的铜箔放入精密轧机中，逐渐压缩并拉长，使其厚度达到6微米以下，提高其导电性和表面平滑度。
3. 化学腐蚀：采用化学腐蚀方法，在铜箔表面形成一层均匀的光电解层，该层可以提高铜箔的电化学反应效率，并可以增加其表面面积。
5. 清洗和干燥：将电极集流体放入去离子水中进行清洗，使其表面干净无尘。
然后再将其放入干燥箱中进行干燥处理。
总之，6微米超薄双面光电解铜箔工艺是锂电池生产中至关重要的一步，对电池的性能和品质具有重要影响。
随着科技的发展，制备工艺将不断完善，这也将推动锂电池技术的不断创新和进步。
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众所周知组成锂离子电池的四大主要部分是正极材料、负极材料、隔离膜和电解液。
但是，除了主要的四大部分外，用来存放正负极材料的集流体也是锂电池的重要组成部分。
今天我们就来聊聊锂电池正负极集流体材料。
一.集流体基本信息
对于锂离子电池来说，通常使用的正极集流体是铝箔，负极集流体是铜箔，为了保证集流体在电池内部稳定性，二者纯度都要求在98%以上。
随着锂电技术的不断发展，无论是用于数码产品的锂电池还是电动汽车的电池，我们都希望电池的能量密度尽量高，电池的重量越来越轻，而在集流体这块最主要就是降低集流体的厚度和重量，从直观上来减少电池的体积和重量。
1
锂电用铜铝箔厚度要求
随着近些年锂电迅猛发展，锂电池用集流体发展也很快。
正极铝箔由前几年的16um降低到14um，再到12um，现在已经不少电池生产厂家已经量产使用10um
的铝箔，甚至用到8um。
而负极用铜箔，由于本身铜箔柔韧性较好，其厚度由之前12um降低到10um，再到8um，到目前有很大部分电池厂家量产用6um，以及部分厂家正在开发的5um/4um都是有可能使用的。
由于锂电池对于使用的铜铝箔纯度要求高，材料的密度基本在同一水平，随着开发厚度的降低，其面密度也相应降低，电池的重量自然也是越来越小，符合我们对于锂电池的需求。
2
锂电用铜铝箔表面粗糙度要求
对于集流体，除了其厚度重量对锂电池有影响外，集流体表面性能对电池的生产及性能也有较大的影响。
尤其是负极集流体，由于制备技术的缺陷，市场上的铜箔以单面毛、双面毛、双面粗化品种为主。
这种两面结构不对称导致负极两面涂层接触电阻不对称，进而使两面负极容量不能均匀释放;同时，两面不对称也引发负极涂层粘结强度不一致，是的两面负极涂层充放电循环寿命严重失衡，进而加快电池容量的衰减。
同理，正极铝箔也尽量向双面对称结构发展，但是目前受到铝箔制备工艺的影响，主要还是用单面光铝
箔。
由于铝箔基本都是由厚度较大的铝锭轧制而成，在轧制过程中需要控制铝锭与轧辊的接触，所以一般都会对铝箔表面进行添加润滑剂，来保护铝锭和轧辊，而表面的润滑剂对电池极片有一定的影响，因此，对铝箔来说，表面除润滑剂也是关键因素。
3
为什么负极用铜箔，正极用铝箔?
一是铜铝箔导电性好，质地软，价格便宜。
我们都知道，锂电池工作原理是将化学能转化为电能的一种电化学装置，那么在这个过程中，我们需要一种介质把化学能转化的电能传递出来，这里就需要导电的材料。
而在普通材料中，金属材料是导电性最好的材料而在金属材料里价格便宜导电性又好的就是铜箔和铝箔。
同时，在锂电池中，我们主要有卷绕和叠片两种加工方式。
相对于卷绕来说，需要用于制备电池的极片具有一定的柔软性，才能保证极片在卷绕时不发生脆断等问题，而的金属材料中，铜铝箔也是质地较软的金属。
最后就是考虑电池制备成本，相对来说，铜铝箔价格相对便宜，世界上铜和铝元素资源丰富。