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1、本科車輛工程專業(yè)教材-新能源汽車動力電池技術(shù)鋰離子電池生產(chǎn)流程 許鈾許鈾1 1.教程大綱教程大綱鋰離子電池配料鋰離子電池 涂布鋰離子電池之流程及設備2 2.電池（電池（batterybattery）電池是指通過正負極之間的電化反應將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電池是指通過正負極之間的電化反應將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。充電時，將電能轉(zhuǎn)化為化學能進行儲存。充電時，將電能轉(zhuǎn)化為化學能進行儲存。放電時，將化學能轉(zhuǎn)化為電能釋放，作為電源供用電器。放電時，將化學能轉(zhuǎn)化為電能釋放，作為電源供用電器?；钚晕镔|(zhì)：電池充放電時，能進行氧化或還原反應而產(chǎn)生電能和活性物質(zhì)：電池充放電時，能進行氧化或還原反應而產(chǎn)生電能和儲

2、存化學能的電極材料。儲存化學能的電極材料。3 3.什么叫鋰離子電池？什么叫鋰離子電池？Li-Ion battery Li-Ion battery 鋰離子電池是指鋰離子電池是指LiLi+嵌入化合物為正、負極的二次電池。嵌入化合物為正、負極的二次電池。正極采用鋰化合物正極采用鋰化合物LiLiX XCoOCoO2 2、LiLiX XNiONiO2 2 、LiLiX XMnOMnO2 2 、LiFePOLiFePO4 4和三元復合材料。和三元復合材料。負極采用鋰負極采用鋰-碳層間化合物碳層間化合物LiLiX XC C6 6。在充放電過程中，在充放電過程中，LiLi+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象

3、的稱在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象的稱為為“搖椅電池搖椅電池”。充電池時，充電池時，LiLi+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)。從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)。放電時則相反。放電時則相反。4 4.圓柱型鋰離子電池的制造工藝流程圓柱型鋰離子電池的制造工藝流程正極配料來料檢驗負極配料正極涂布負極涂布正極制片負極制片隔 膜卷 繞入 殼烘 烤短路檢驗滾 槽注 液封 口化 成密封性檢驗分 容外包裝出 廠出廠檢驗濕度控制5 5.鋰離子電池結(jié)構(gòu)鋰離子電池結(jié)構(gòu)正極正極 活性物質(zhì)活性物質(zhì) 導電劑、溶劑、粘合劑、基體導電劑、溶劑、粘合劑、基體 負極負極 活性物質(zhì)活性物質(zhì)（石

4、墨、（石墨、MCMBMCMB、CMS)CMS)粘合劑、溶劑、基體粘合劑、溶劑、基體 隔膜隔膜電解液電解液外殼五金件（鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片、絕緣膠帶）外殼五金件（鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片、絕緣膠帶）6 6.圓柱形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖圓柱形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖正極極耳負極極耳密封圈限流開關(guān)隔膜下絕緣墊上絕緣板7 7.鋰離子電池結(jié)構(gòu)鋰離子電池結(jié)構(gòu)正極正極正極基體：鋁箔（約0.016mm厚)正極物質(zhì)：LiFePO4+碳黑+PVDF正極集流體：鋁帶（約0.1mm厚）高溫膠帶（約0.05mm厚）電池放電時從外電路獲得電子的電極,此時電極發(fā)生還原反應。通常是電位高的電極。鋰離子電池中的鈷酸鋰、錳酸鋰

5、電極等。8 8.鋰離子電池結(jié)構(gòu)鋰離子電池結(jié)構(gòu)負極負極負極基體：銅箔（約0.010mm厚)負極物質(zhì)：石墨+CMC+SBR負極集流體：鎳帶（約0.07mm厚）電池放電時向外電路輸送電子的電極，此時電極發(fā)生氧化反應。通常是電位低的電極，鋰離子電池中石墨電極。9 9.鋰離子電池結(jié)構(gòu)鋰離子電池結(jié)構(gòu)隔膜隔膜l材質(zhì)：單層PE（聚乙烯）或者 三層復合PP（聚丙烯）+PE+PPl厚度：單層一般為0.0160.020mm 三層一般為0.0200.025mm隔膜隔膜 separation film是放置于兩極之間，作為隔離電極的裝置，藉以避免兩極上的活性物質(zhì)直接接觸而造成電池內(nèi)部的短路。但隔膜仍需能讓帶電離子通過，

6、以形成通路。隔膜要求：離子透過度大離子透過度大 機械性強度適當機械性強度適當 本身為絕緣體本身為絕緣體 不與電解液及電極發(fā)生反應不與電解液及電極發(fā)生反應 1010.鋰離子電池生產(chǎn)用的主要設備1.1.真空行星攪拌機真空行星攪拌機用途：將各種電池材料均勻的攪拌成漿狀。1111.2.2.電極涂布機：電極涂布機：用途:攪拌后的漿料均勻涂膜在金屬箔片 上。對漿料的涂布厚度精確到3微米以下。1212.3.3.輥壓機輥壓機：涂布后的極片進一步壓實，提高電池的能量密度。1313.4.4.極片分切設備極片分切設備1414.5.5.全自動超聲焊接全自動超聲焊接導電柄設備導電柄設備1515.6.6.卷繞機卷繞機：將

7、制造好的極片卷繞成電池1616.全自動卷繞機1717.7.7.手套箱：保證在低濕度環(huán)境下手套箱：保證在低濕度環(huán)境下將電解液與卷芯封裝在一起將電解液與卷芯封裝在一起1818.8.8.注液機：保證高精度的流水化將電解液注液機：保證高精度的流水化將電解液真空注入電池包裝材料內(nèi)真空注入電池包裝材料內(nèi)自動轉(zhuǎn)盤真空注液機自動轉(zhuǎn)盤真空注液機自動轉(zhuǎn)盤真空注液機自動轉(zhuǎn)盤真空注液機日本方形全自動注液機日本方形全自動注液機日本方形全自動注液機日本方形全自動注液機1919.鋰離子電池結(jié)構(gòu)鋰離子電池結(jié)構(gòu)電解液電解液性質(zhì)：無色透明液體，具有較強吸濕性。應用：主要用于可充電鋰離子電池的電解液，只能在干燥環(huán)境下使用操作（如環(huán)

8、境水分小于20ppm的手套箱內(nèi)）。規(guī)格：溶劑組成 DMC:EMC:EC=1:1:1（重量比）LiPF6濃度 1mol/l質(zhì)量指標：密度（25）g/cm3 1.230.03 水分（卡爾費休法）20ppm 游離酸（以HF計）50ppm 電導率（25）10.40.5 mscm20.9.9.焊接設備焊接設備激光電池封焊機激光電池封焊機l微電腦高頻逆變點焊機微電腦高頻逆變點焊機 l超聲波金屬點焊機超聲波金屬點焊機2121.10.10.滾槽、封裝設備：滾槽、封裝設備：2222.11.11.化成測試設備化成測試設備：將做好的電池充電活化，產(chǎn)生電壓，同時測試電池的容量。2323.12.12.真空干燥箱：真空干

9、燥箱：全自動真空烤箱l高溫烤箱高溫烤箱2424.鋰離子電池的命名鋰離子電池的命名 鋰離子二次電池的命名也分圓柱形和方形、扣式幾種鋰離子二次電池的命名也分圓柱形和方形、扣式幾種:圓柱形的命名用三個字母和圓柱形的命名用三個字母和5位數(shù)字來表位數(shù)字來表示，前兩個字母表示鋰離子電池示，前兩個字母表示鋰離子電池(LI)，后一個字母表示圓柱形后一個字母表示圓柱形(R)，前兩位數(shù)字，前兩位數(shù)字表示以表示以mm為單位的最大直徑，后三位為單位的最大直徑，后三位數(shù)字表示以數(shù)字表示以0.lmm為單位的最大高度，為單位的最大高度，如如LIR18500即表示直徑為即表示直徑為18mm，高，高50mm的圓柱形鋰離子電池。

10、的圓柱形鋰離子電池。18mm高度高度50mmLIR1850025.方形的命名方形的命名用三個字母和用三個字母和6位數(shù)字來表示，位數(shù)字來表示，前兩個字母表示鋰離子電池前兩個字母表示鋰離子電池(LI)，后一個字母表示方形，后一個字母表示方形(S)，前兩位數(shù)字表示以，前兩位數(shù)字表示以mm為單位的最大厚度，中間兩為單位的最大厚度，中間兩位數(shù)字表示以位數(shù)字表示以mm為單位的為單位的寬度，后兩位數(shù)字以寬度，后兩位數(shù)字以mm為為單位的最大高度，如單位的最大高度，如LIS043048即表示厚度為即表示厚度為4mm，寬，寬30mm，高，高48mm的的方形鋰離子電池。方形鋰離子電池。LIS043048高度高度48mm厚度厚度4.0mm寬度寬度30mm26.鋰離子電池用保護線路板鋰離子電池用保護線路板多節(jié)電池組保護板手機電池保護板2727.演講結(jié)束演講結(jié)束謝謝大家！謝謝大家！2828.