鋰電池生產(chǎn)工藝流程及參考設備項目

上傳人:san****019 文檔編號:15879217 上傳時間:2020-09-11 格式:PPT 頁數(shù):28 大小:2.91MB
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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,1,,許鈾,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,電池(battery),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。 放電時,將化學能轉(zhuǎn)化為電能釋放,作為電源供用電器。 活性物質(zhì):電池充放電時,能進行氧化或還原反應而產(chǎn)生電能和儲存化學能的電極材料。,3,什么叫鋰離子電池?Li-Ion battery,鋰離子電池是指Li+ 嵌入化合物為正、負極的二次電池。 正極采用鋰化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 、LiFePO4和三元

2、復合材料。 負極采用鋰-碳層間化合物LiXC6。 在充放電過程中,Li+ 在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌,被形象的稱為“搖椅電池”。 充電池時,Li+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。,4,5,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,鋰離子電池結(jié)構(gòu),正極 活性物質(zhì) 導電劑、溶劑、粘合劑、基

3、體 負極 活性物質(zhì)(石墨、MCMB、CMS) 粘合劑、溶劑、基體 隔膜 電解液 外殼五金件(鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片、絕緣膠帶),6,圓柱形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖,7,正極極耳,負極極耳,鋰離子電池結(jié)構(gòu)正極,8,,,,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、錳酸鋰電極等。,鋰離子電池結(jié)構(gòu)負極,9,負極基體:銅箔(約0.010mm厚),,負極物質(zhì):石墨+CMC+SBR,負極集流體:

4、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。,鋰離子電池結(jié)構(gòu)隔膜,10,,材質(zhì):單層PE(聚乙烯)或者 三層復合PP(聚丙烯) +PE+PP 厚度:單層一般為0.0160.020mm 三層一般為0.0200.025mm,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,以形成通路。 隔膜要求: 離子透過度大 機械性強度適當 本身為絕緣體 不與電解液及電極發(fā)生反應,鋰離子電池生

5、產(chǎn)用的主要設備,1. 真空行星攪拌機 用途:將各種電池材 料均勻的攪拌成漿狀。,11,2. 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。,12,3. 輥壓機:涂布后的極片進一步壓實,提高電池的能量密度。,13,4. 極片分切設備,14,5. 全自動超聲焊接導電柄設備,15,6. 卷繞機:將制造好的極片卷繞成電池,16,全自動卷繞機,,17,7. 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,18,8. 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),19,自動轉(zhuǎn)盤真空注液機,日本方形全自動注液機,鋰離子電池結(jié)構(gòu)電解液,性質(zhì): 無色

6、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)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 mscm,20,,,,,,,,,,,,9. 焊接設備,激光電池封焊機,21,微電腦高頻逆變點焊機,超聲波金屬點焊機,10. 滾槽、封裝設備:,22,11. 化成測試設備:將做好的電池充電活化,

7、產(chǎn)生電壓,同時測試電池的容量。,23,12. 真空干燥箱:,全自動真空烤箱,24,高溫烤箱,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:,圓柱形的命名用三個字母和5位數(shù)字來表示,前兩個字母表示鋰離子電池(LI),后一個字母表示圓柱形(R),前兩位數(shù)字表示以mm為單位的最大直徑,后三位數(shù)字表示以0.lmm為單位的最大高度,如LIR18500即表示直徑為18mm,高50mm的圓柱形鋰離子電池。,,25,,,, 18mm,,,,高度 50mm,LIR18500,方形的命名,用三個字母和6位數(shù)字來表示,前兩個字母表示鋰離子電池(LI),后一個字母表示方形(S),前兩位數(shù)字表示以mm為單位的最大厚度,中間兩位數(shù)字表示以mm為單位的寬度,后兩位數(shù)字以mm為單位的最大高度,如LIS043048即表示厚度為4mm,寬30mm,高48mm的方形鋰離子電池。,,LIS043048,26,鋰離子電池用保護線路板,多節(jié)電池組保護板,27,手機電池保護板,,,28,演講結(jié)束 謝謝大家!,

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