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2022-12-30

全面介绍锂离子电池的的原理、配方和工艺流程

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全面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,锂化合物充电的远离、配量和工艺操作流程操作流程;


一、工作原理


1、正极构造

LiCoO2 + 导电剂 + 黏合剂剂 (PVDF) + 集气体(铝泊)

 2、负极构造

♚fb体育:石墨 + 导电剂 + 增稠剂 (CMC) + 胶结剂 (SBR) + 集气流(铜箔) 


图片

3、运作目的


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+ไ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。

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正极上发生的反应为:


负极上进行的表现为:



3.2 电池放电过程


放电有恒流放电恒阻放电𝔉,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,💫其中的LiCoO2虽是是一种层节构很顺定的晶型,但当从LiCoO2抢走x个Li亚铁离子后,其组成已经造成转变 ,然而否造成转变 衡量于x的大小不一。


通过研究发现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🌱表面为锂锂电池的难倒终极。因而锂锂电池在使用的时候中应进行上限冲电相电压来把控Li1-xCoO2中的x值,通常情况电动车充电线电压不是很不小于4.2V这么x大于0.5 ,此时Li1-xCoO2的晶型仍是增强的。


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𒁏,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ဣ,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。


✤不适当合的气温将导致锂阳正离子充值充值外部另一个化学物质反应迟钝产生公司不盼望看到了的有机物,,因此在不多的锂阳正离子充值充值正负符号极内还拥有保障性的恒温膈膜或电解法法质含有剂。在充值充值不断回温到相应的现状下,组合膜膜孔愈合或电解法法质男变女,充值充值电阻增长一直到断路,充值充值不要再不断回温,事关充值充值充值气温常规。





二、锂电池的配方与工艺流程


1. 正负极配方


1.1 正极配方LiCoO2+导电剂+粘合剂+集流体(铝箔)

LiCoO2(10μm): 96.0%

fb体育:导电剂(Carbon ECP) 2.0%

fb体育:粘结剂(PVDF 761) 2.0% 

fb体育:NMP(增添粘合性):膏状有机物的含量比是8:15

a)正极粘度控制6000cps(温度25℃ );

fb体育:b) NMP净重须十分的调节,到消费黏性规范为宜;

fb体育:c)尤其是注意力温度表、对环境湿度的对黏性的影响力


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Kynar761。


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。


1.2 负极配方:石墨+导电剂+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体(铜箔)

fb体育:负极原材料(石墨):94.5%

fb体育:导电剂(Carbon ECP):1.0%(科琴超导碳黑)

fb体育:黏结剂(SBR):2.25%(SBR = 丁苯胶胶乳)

fb体育:增稠剂(CMC):2.25%(CMC = 羧甲基弹性木质素钠)

fb体育:水:气体成分的权重比是1600:1417.5

fb体育:a) 负极稠度保持5000-6000cps(气温25定子和转子3)

fb体育:b) 水承重还要适度调准,以达到稠度规范为宜;

fb体育:c) 尤为需要注意室温对环境湿度的对黏性的的影响


2、正反混料


石墨:负极可溶性化合物,结构负极症状的最关键化合物;最关键分非人工石墨和人为改造石墨2个类别。非电性化合物,易被非电性化合物环境破坏,易在非电性化合物中分刘海散;难以吸水性,也难以在泥中分刘海散。被环境破坏的石墨,在泥中分刘海散后,轻易已经回国探亲。一样 粒级 D50为20μm影响。颗粒状样式产品且多不要求,最关键有圆柱状、团状、植物纤维状等。


导电剂:其作用为:

fb体育:a) 增长负极片的导电性,征收土地赔偿负极可溶性产物的电子厂导电性。

fb体育:b) 增长体现深入及凭借率。

fb体育:c) 杜绝枝晶的生产。

𒁏d) 充分利用导电板材的吸液的能力,不断提高反映介面,缩短极化。(可只能根据石墨粒度分析划分使用加或没有加)。


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。

fb体育:增稠剂/防沉淀出的剂(CMC):满团伙类化合物,可溶于水和化学性质容剂。

ꦑ异丙醇:弱正负有机物,加入到后可降低连接剂液体的正负,增强石墨和连接剂液体的相融性;包括剧烈的消泡影响;易催化剂的作用连接剂网状结构交链,增强粘结力的强度。

ౠ乙酸乙酯:弱电性成分,加入到后可减少粘牢剂盐盐溶液的电性,增强石墨和粘牢剂盐盐溶液的相溶性;有微弱的消泡能力;易崔化粘牢剂非线性交链,增强黏结效果(异丙醇和乙酸乙酯的能力从本质属性上讲就是一样的,大快速量出产时可考虑的成本低的因素其次选泽生成哪个)。


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。


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。

fb体育:4) NMP:缺水。选用太干分子结构筛缺水或按照异常取料基础设施,直接性选用。


2.1.2物料球磨:


fb体育:1) 4小时候结束之,过筛选离出球磨;

2) 将LiCoO2𒀰 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:


fb体育:1) 连接剂的消融(按规格氨水浓度)及热外理。

🔯2) 钴酸锂和导电剂球磨:使粉料教学过程相混,钴酸锂和导电剂粘补在来,的提升探亲帮助和的导电性。配出浆料后不用简单区域划分于粘补剂中,球磨时期普通为2h作用;为不要送进硫氰酸盐,通常情况下动用玛瑙石球看作球磨介子。


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。


fb体育:当润湿角≤90°,物质沾湿。当润湿角>90°,物质不沾湿。


fb体育:正极原材料中的于是组员都能被连接剂稀硫酸脱标机,于是正极粉料分离比可能。


分散方法对分散的影响:


fb体育:1)静置法(日期长,视觉效果差,但不直接损伤涂料的原来机构);

🌟fb体育:2)均匀搅拌法:自转或自转加公转(时长短,成果佳,但有应该受伤各别装修材料的主观能动性成分)。


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。


2.1.5操作步骤


💖a) 将NMP倒入动力混合机(100L)至80°C,称取PVDF加入其中,开机;技术指标设定:转速比25±2r/min,掺和115-125min;


🍰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28-32min,第三次加料视材料需要添加NMP,第四次加料后加入NMP;能混合型喂养机运作配置:发动机转速为20±2r/min


﷽c) 第四次加料30±2min后进行高速搅拌,时间为480±10min;的动力混合型机数据安装:公转入30±2r/min,自转入25±2r/min;


🌸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±2min;运转融合机参数指标设立:公改为10±2min,自改为8±2r/min


𝔉e) 取250-300ml浆料,使用黏度计测量黏度;试验先决条件:叶片号5,带速12或30rpm,溫度超范围25°C;


𝓀f) 将正极料从驱动力混和机中卸下来做好溶液磨、过筛,另外在不锈钢圆管盆上贴上标识(标签),与拉浆的设备工作员交接后可流进拉浆操作工艺程序。


2.1.6注意事项

fb体育:a)  达成,处理机子仪器及本职工作坏境;

fb体育:b)  实际操作机械设备时,需要注意人身安全,逃避砸伤脑袋。


2.2 负极混料


2.2.1原料的预处理:


1) 石墨:

fb体育:A、比调,使工业原料不光滑化,延长不同性。

♐B、300~400°C过热蒸汽烘烤,祛除的外面干性油东西,上升与水溶性粘牢剂的混溶专业能力,修圆石墨的外面棱边(有一点用料为持续的外面因素,不支持烘烤,因为效能建设较低)。

2) 水性粘合剂:适当稀释,提高分散能力


2.2.2 掺和、浸湿和分散: 

fb体育:1) 石墨与粘牢剂氢氧化钠溶液化学性质与众不同,不可以减少。

fb体育:2) 可先用醇水硫酸铜水溶液将石墨大概润湿,再与粘结剂硫酸铜水溶液分层。

fb体育:3) 应十分大大减少搅伴溶度,上升发散性。

🧸4) 散落历程为避免化学性质物和非化学性质物路程,不断增强潜能或表面上能,所以说为放热不良反应,均匀搅拌装置时综合室温为政者上升。如状况限制会十分增大均匀搅拌装置室温,使放热变得更加方便,同一不断增强的市场流动性,调低散落强度。

🎐fb体育:5) 均匀搅拌的时候如加盟高压气脱气的时候,排查有机废气气体,促进会固-液粘附,效果好极佳。

fb体育:6) 消减机理、消减做法同正极小料中的涉及到的东西


2.2.3稀释:

fb体育:将浆料懂得调整为适用的溶液浓度,以便涂装。


2.2.4物料球磨

♏1) 将负极和KetjenblackECP倒料桶同时放入球磨(干料:磨球=1:1.2)在滚瓶及上进心行球磨,时速保持在60rmp大于;

fb体育:2) 4小时英文完毕,过筛余离出球磨;


2.2.5操作步骤

fb体育:1) 清澈水烧水至至80°C到入推动力混合型机(2L)


💧2) 加CMC,搅拌60±2min;推动力混机规格快速设置:公变成25±2min,自变成15±2r/min;

fb体育:3) 加盟SBR和去阳离子水,搅拌器60±2min;


fb体育:原因混合着机技术参数设计:公变为30±2min,自变为20±2r/min;

༒4) 负极干料分八次差不多程序加如,入料的同一时间加如无杂质水,只要间距28-32min;原因混和机性能设置成:公转变成20±2r/min,自转变成15±2r/min;

fb体育:5) 第三次粉料30±2r/min后进行快速攪拌,用时为480±10min;


fb体育:能量混合法机参数值快速设置:公改为30±2r/min,自改为25±2r/min;

𓄧fb体育:6) 涡流掺和:将和动力掺和机接好涡流,坚持涡流度为-0.09到0.10Mpa,掺和30±2min;


fb体育:趋势结合机参数值放置:公变成10±2min,自变成8±2r/min

fb体育:7) 取500ml浆料,用粘度计衡量粘度;


fb体育:测试图片先决条件:马达转子号5,速比30rpm,水温的范围25°C;

❀8) 将负极料从扭矩融合机中去除实行炉料、过筛,也在不锈钢材质盆上贴上广告,与拉浆主设备实际操作人员交接后可流通量拉浆操作繁琐流程。


2.2.6 需要注意事宜

fb体育:1) 提交,进行清洁刷卡机的设备及运转条件;

fb体育:2) 进行操作电脑时,需准备安全防护,以免砸伤领头。


添加剂注意要点要点:

ü防止混入其它杂质;

ü防止浆料飞溅;

ü浆料的浓度(固含量)应从高往低逐渐调整,以免增加麻烦;

ü在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底,确保分散均匀;

ü浆料不宜长时间搁置,以免沉淀或均匀性降低;

ü需烘烤的物料必须密封冷却之后方可以加入,以免组分材料性质变化;

ü搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主;

ü搅拌桨的使用以浆料分散难度进行更换,无法更换的可将转速由慢到快进行调整,以免损伤设备;

ü出料前对浆料进行过筛,除去大颗粒以防涂布时造成断带;

ü对配料人员要加强培训,确保其掌握专业知识,以免酿成大祸;

ü配料的关键在于分散均匀,掌握该中心,其它方式可自行调整。




一、蓄电池自制必需数据


1、极片尺寸




2、拉浆工艺


fb体育:a)集流体动力图片尺寸


fb体育:正极(铝箔纸),间断性涂抹


fb体育:负极(铜箔),间歇性涂抹


fb体育:b)拉浆单重需求




3、正极拉浆后进行以下工序:


🍬裁枪战片  裁小片  称片(配片)  烘烤  轧片极耳电弧焊接负极拉浆后进行一些工艺:


🧸裁影片大全  裁小片  称片(配片)  烘烤  轧片极耳对接焊


.4、轧片要求




5、配片方案




 6、极片烘烤




备注:真空系统的真空度为-0.095-0.10Mpa;保护气为高纯氮气,气体气压大于0.5Mpa


7、极耳制作


a) 正极


fb体育:正极极耳在正极片处用超声清洗波悍接。铝条终端与极片角处对齐。


b) 负极


🌜镍条尽寸:0.10×3.0×48mm,镍条就直接用电焊、机电焊、,追求电焊、点数为5个点镍条左下与负极片左下两端对齐,镍条尾端与极片顶部齐平。


8 隔膜尺寸:0.025×44.0×790±5mm


9 卷针宽度:22.65±0.05mm


10 压芯:电板倒丝机后,先在锂电池底层贴上24mm宽的乳白色胶纸,在用压平机冷压四次。


11 电芯入壳前要求


fb体育:胶纸1:10.0×38.0±1.0mm,胶纸在锂电池俩测地域分布不光滑; 


fb体育:胶纸2:10.0×38.0±1.0mm,镍条在胶纸中共中央;


fb体育:胶纸3:24.0×30.0±2.0mm,胶纸在锂电芯二边占比光滑;


fb体育:镍条左侧距锂电芯左侧为7.0±1.0mm。


12 装壳


fb体育:装壳需要用左右手时用劲,徐徐将锂锂电池放到锂电池壳中,禁用的划伤锂锂电池。


13 负极极耳焊接


fb体育:负极镍条与钢壳用激光焊机开展对焊,要确定对焊标准,取缔虚焊。


14 激光焊接


🔥fb体育:智能机械焊结应该把冷却水缜密上冲压模具,蓄电池壳与上盖搭配更好后才行展开焊结,还要注意避开产生焊偏。


15 电池真空烘烤


备注:

fb体育:(1)抽真空装置装置的抽真空装置度为-0.095~-0.10MPa;


(2)保护气为高纯氮气,气体压力>0.5MPa;


(3)每小时抽一次真空注一次氮气


16 注液量:2.9±0.1g


❀注液房较为室内湿度:≤30%,室温:20±5℃粘口胶布:6mm宽橙红色胶布,粘胶纸时主要擦洗注液口处的电解抛光液用2道铅笔筋将棉签固定不动在注液口处。


17 化成制度

(1) 开口化成工艺

fb体育:a) 恒流充能:40mA×4h;80mA×6h


  电压限制:4.00V


♔b) 全检电压,电压≥3.90V的电池进行封口,电压<3.90V的电池用60mA恒流至3.90~4.00V后封口,再打钢珠


c) 电池清洗,清洗剂为醋酸+酒精


(2) 续化成制度

fb体育:按软件程序进行续化成:


a) 恒流充电(400mA,4.20V,10min)


b) 休眠(2min)


c) 恒流充电(400mA,4.20V,100 min)

·
d) 恒压充电(4.20V,20 mA,150 min)


e) 休眠(30min)


f) 恒流放电(750mA,2.75V,80 min)


g) 休眠(30min)


h) 恒流充电(750mA,3.80V,90 min)


j) 恒压充电(3.80V,20 mA,150 min)


(3) 检测分容


fb体育:按一下高档次对锂电去分容:


fb体育:蓄充电电池下柜后全检输出功率,输出功率<3.77V的蓄充电电池按照子程序补电:


fb体育:(1)恒流笔记本充电(750mA,3.80V,10 min)


fb体育:(2)待机(2min)


fb体育:(3)恒流充电器(750mA,3.80V,30 min)


fb体育:(4)恒压电动车充电(3.80V,20 mA,60min)


18 电池复检


fb体育:充电电池下柜分容后在在常温下拨置20天实施检验,操作步骤如表:


fb体育:a) 用整形美容外科机对手机电池整形美容外科;


fb体育:b) 全检锂电池薄厚、工作电压、内电阻,类别方式方法内容如下:





二、电池制作工艺流程




1、(正、负极)干混→湿混→滚涂膏体在导电基体上→3步皮肤干燥→纺丝机→切边(切为一段横向)→辊压→纺丝机(紧急)干混主要包括球磨, 磨球是夹层玻璃球或被氧化锆淘瓷球;


湿混采用。行星式拌粉机, 其叶片分别装在2-3个轴上, 混合效果更好。湿混中溶剂数量要恰当, 形成合适的流变态, 以获得平滑的涂层。滚涂电极膏体要保证一定的粘度, 膏体涂于铝箔或铜箔的两面, 而涂层的厚度取决于电池的型号。然后再相继通过3个加热区进行干燥, NMP(或水)从涂层中随热空气或干燥氮气流动而挥发, 溶剂可以回收再利用。辊压是为了提高涂层的密度, 并使电极厚度能符合电池装配的尺寸, 辊压阶段的压力要适中, 以免卷绕时粉料散落。


2、电池的组装


圆柱电池的装配工艺流程:ꦉ绝缘底圈入筒→卷绕电芯入筒→插入芯轴→焊负极集流片于钢筒→插入绝缘圈→钢筒滚线→真空干燥→注液→组合帽(PTC元件等)焊到正极引极上→封口→X射线检查→编号→化成→循环→陈化。


方形电池装配工艺流程🌊:绝缘底入钢盒→片状组合电芯入筒→负极集流片焊于钢盒→上密封垫圈→正极集流片焊于杆引极→组合盖(PTC元件等)焊到旋引极上→组合盖定位→激光焊接→真空干燥→注液→密封→X射线检查→编号→化成→循环→陈化。


装配工艺说明✨:以圆柱形电池为例(方形电池基本过程相同)。薄膜分切机芯入筒早先, 将铝条(0.08—0.15㎜厚、3㎜宽)和镍条(0.04—0.10㎜厚, 3㎜宽)各用超音波波氩弧焊在正、负极导电基体的肯定处充当集流引极。


电池隔膜🃏一般采用PE/PP2层或PP/PE/PP 3层组成, 隔膜都是经过120℃热处理过的, 以增加其阻止性和提高其安全性。


正极、隔膜、负极3者叠合后卷绕入筒🦄, 由于采用涂膏电极, 故必须让膏体材料与基体结合得好, 以形成高密度电极, 特别要防止掉粉, 以免其穿透隔膜而引起电池内部短路。


卷绕电芯插入钢筒以前, 放一个绝缘底入钢筒底部是为了防止电池内部短路这对于一般电池都是相同的。


电解质一般采用LiPF6和非水有机溶剂, 在真空注液以前,电池要真空干燥24/h, 以除去电池组分中的水分和潮气, 以免LiPF6与水反应形成HF而缩短寿命。


电池密封✨采用涂密封胶、插入垫圈、卷边加断面收缩过程,基本原理与碱性可充电池相同。封口以后, 电池要用异丙醇和水的混合液除去油污物和溅出的电解液, 然后再干燥。使用一种气味传感器或“ 嗅探器”元件检查电池漏液情况。


整个电池装配完成以后𝐆, 电池要用X射线鉴定电池内部结构是否正常, 对于电芯不正、钢壳裂缝、焊点情况、有无短路等进行检查, 排除有上述缺陷的电池, 确保电池质量。


最后一道工序🐼是化成, 电池第1次充电, 阳极上形成保护膜, 称为固体电解质中间相层(SEI), 它能防止阳极与电解质反应, 并是电池安全操作、高容量、长寿命的关键要素。电池经过几次充放电循环以后陈化2—3周, 剔去微短路电池, 再进行容量分选包装后即成为商品了。





三、电池的性能





1、电性能: 


(1) 稳定储存量0.5C放电,单体电池放电时间不低于2h,电池组放电时间不低于108min(95%); 


(2)1C蓄电池充电储电量🌃:1C蓄锂电电板充电,单个锂电蓄锂电电板充电时长不降到57min(95%),锂电组蓄锂电电板充电时长不降到54min(90%); 


3)低温放电容量:-20℃下0.5C放电,单体或电池组放电时间均不低于72min(60%); 


(4)高温放电容量ꦍ:55℃下0.5C放电,单体电池放电时间不低于104min(95%),电池组放电时间不低于108min(90%); 


(5) 荷电保持及恢复能力𝓀:满电常温下搁置28天,荷电保持放电时间不低于96min(80%),荷电灰复电流日子不大于108min(90%); 


(6)储存性能:ꦬ进行贮存试验的单体电池或电池组应选自生产日期不足3个月的,贮存前充50%~60%的容量,在环境温度40℃±5℃,相对湿度45%~75%的环境贮存90天。贮存期满后取出电池组,用0.2C充满电搁置1h后,以0.5C恒流放电至终止电压,上述试验可重复测试3次,放电时间不低于72min(60%); 


(7)循环寿命♛:电池或电池组采用0.2C充电,0.5C放电做循环,当连续两次放电容量低于72min(60%)时停止测试,单体电池循环寿命不低于600次,电池组循环寿命不低于500次; 


(8)高温搁置寿命🎉:应选自生产日期不足三个月的单体电池的进行高温搁置寿命试验,进行搁置前应充入50%±5%的容量,然后在环境温度为55℃±2℃的条下搁置7天。7天后将电池取出,在环境温度为20℃±5℃下搁置2~5h。先以0.5C将电池放电至终止电压,0.5h后按0.2C进行充电,静置0.5h 后,再以0.5C恒流放电至终止电压,以此容量作为恢复容量。以上步骤为1周循环,直至某周放电时间低于72min(60%),试验结束。搁置寿命不低于56天(8周循环)。 


2、安全性能


(1)持续充电🔯:将单体电池以0.2ItA恒流充电,当单体电池端电压达到充电限制电压时,改为恒压充电并保持28d,试验结束后,应不泄漏、不泄气、不破裂、不起火、不爆炸(相当于满电浮充)。 


(2)过充电:🙈将单体电池用恒流稳压源以3C恒流充电,电压达到10V后转为恒压充电,直到电池爆炸或起火或充电时间为90min或电池表面温度稳定(45min内温差≤2℃)时停止充电,电池应不起火、不爆炸(3C10V);将电池组用稳压源以0.5ItA恒流充电,电压达到n×5V(n为串联单体电池数)后转为恒压充电,直到电池组爆炸或起火或充电时间为90min或电池组表面温度稳定(45min内温差≤2℃)时停止充电,电池应不起火、不爆炸。 


(3)强制放电(反向充电)⭕:将单体电池先以0.2ItA恒流放电至终止电压,然后以1ItA电流对电池进行反向充电,要求充电时间不低于90min,电池应不起火、不爆炸;将电池组其中一只单体电池放电至终止电压,其余均为充满电态的电池,再以1ItA恒流放电至电池组的电压为0V时停止放电,电池应不起火、不爆炸。 


(4)短路测试ಌ:将单体电池经外部短路90min,或电池表面温度稳定(45min内温差≤2)时停止短路,外部线路电阻应小于50mΩ,电池应不起火、不爆炸;将电池组的正负极用小于电阻0.1Ω的铜导线连接直至电池组电压小于0.2V或电池组表面温度稳定(45min内温差≤2℃),电池应不起火、不爆炸 


3、机械性能


(1)挤压🐻:将单体电池放置在两个挤压平面中间,逐渐增加压力至13kN,圆柱形电池挤压方向垂直于圆柱轴的纵轴,方形电池挤压电池的宽面和窄面。每只电池只能接受一次挤压。试验结果应符合4.1.2.1的规定。在电池组上放一直径为15cm的钢棒对电池组的宽面和窄面挤压电池组,挤压至电池组原尺寸的85%,保持5min,每个电池组只接受一次挤压。 


(2)针刺ꦺ:将单体电池放在一钢制的夹具中,用φ3mm~φ8mm的钢钉从垂直于电池极板的方向贯穿(钢针停留在电池中),持续90min,或电池表面温度稳定(45min内温差≤2℃)时停止试验。 


(3)重物冲击♐:将单体电池放置于一钢性平面上,用直径15.8mm的钢棒平放在电池中心,钢棒的纵轴平行于平面,让重量9.1kg的重物从610mm高度自由落到电池中心的钢棒上;单体电池是圆柱形时,撞击方向垂直于圆柱面的纵轴;单体电池是方形时,要撞击电池的宽面和窄面,每只电池只能接受一次撞击。 


(4) 机械冲击;将电池或电池组采用刚性固定的方法(该方法能支撑电池或电池组的所有固定表面)将电池或电池组固定在试验设备上。在三个互相垂直的方向上各承受一次等值的冲击。至少要保证一个方向与电池或电池组的宽面垂直,每次冲击按下述方法进行:在最初的3ms内,最小平均加速度为735m/s2,峰值加速度应该在1225 m/s2和1715 m/s2之间。 


(5) 振动:将电池或电池组直接安装或通过夹具安装在振动台面上进行振动试验。试验条件为频率10Hz~55Hz,加速度29.4 m/s2,XYZ每个方向扫频循环次数为10次,扫频速率为1oct/min。 


(6)自由跌落🙈:将单体电池或电池组由高度(最低点高度)为600mm的位置自由跌落到水泥地面上的20mm厚的硬木板上,从XYZ三个方向各一次。自由跌落结束后。 


4、环境适应性 


(1) 高温烘烤🌼:将单体电池放入高温防爆箱中,以(5±2℃)/min升温速率升温至130℃,在该温度下保温10min。 


(2) 高温储存ꦦ:将单体电池或电池组放置在75±2℃的烘箱中搁置48h,电池应,应不泄漏、不泄气、不破裂、不起火、不爆炸。 


(3)低气压:(UL标准)。 


锂电池对各组成部份物质的要求 :


1. 对正负符号极材质的规定要求 

fb体育:• 正极电势超正,负极电势越负 

fb体育:• 几丁质酶要高(反應快) 

fb体育:• 活性酶物资在钛电极液时需保持稳定,自溶进程要小 

fb体育:• 抗逆性化合物要有优质的导电性能方面,功率电阻小 

fb体育:• 有利于生孩子,自然资源高 

 

2. 导电剂的选泽: 

fb体育:• 有优良的的导电性 

fb体育:• 催化成分表安稳,吸水能力性小,易日常的储存 

fb体育:• 有利运行 

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ཧfb体育:现下市面 上最好的的导电剂是日本的Ketjenblack(科琴超导碳黑)全系列超强导电剂,如

ღ果Ketjenblack ECP和Ketjenblack ECP600JD。印度的产家基本按照这导电剂。

fb体育:科琴超导碳黑大部分由杭州翠科化工机械科技创新受限集团公司供应商。 

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3. 对电解抛光液的要 

fb体育:• 水的电导率高,吸附有效率好,动力粘度低 

fb体育:• 物理化学含量稳固,发挥性小,易低温干燥 

fb体育:• 正负符号极活力物在电液中会暂时确保不稳 

fb体育:• 以便采用 

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fb体育:钛电极液迄今为止具有的凸出一些问题 

fb体育:• 与正反极的相溶性。 

♑• 随相电压提升,电解设备质悬浊液转换所产生固体,使压力差增高,以至于对电池箱空难性的摧毁以

fb体育:及上升电池充电工作中环境温度时稀释剂的抗钝化本事较低。  

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4. 对膈膜需要 

fb体育:• 有好的增强性 

fb体育:• 有一些的机械装备刚度和抗弯折功能,有害怕枝晶刺穿功能 

fb体育:• 吸水能力性较好,钻孔大小、孔率完全符合特殊要求 

fb体育:• 更好地运行 

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5.  对外经济壳的标准 

fb体育:• 有较高的机构造,顶住寻常的挑战 

fb体育:• 极具耐技艺氧化的能力素质 


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