詳解,三十三個高倍率聚合物鋰電池制造工藝要點(diǎn)及其潛在問題
高倍率聚合物鋰電池的廣泛應(yīng)用,使得其制造工藝成為了鋰電池廠家生產(chǎn)的一大要點(diǎn)。這里我們著重分享高倍率聚合物鋰電池的設(shè)計原則以及在實(shí)際生產(chǎn)制造過程中的一些關(guān)鍵控制要點(diǎn),同時列出這些要點(diǎn)可能帶來的潛在問題。
高倍率聚合物鋰電池設(shè)計原則
一、高倍率聚合物鋰電池容量即含量,正極活性物質(zhì)的量決定容量。
二、高倍率聚合物鋰電池正極過量會析出鋰枝晶,易產(chǎn)生安全問題,所以負(fù)極比正極稍微過量。
三、高倍率聚合物鋰電池電解液起到運(yùn)輸鋰離子的作用,因此量必須保證。
四、水分會消耗鋰離子,影響容量,同時產(chǎn)生氣體造成鼓殼;同時可能和電解質(zhì)反應(yīng),影響電池的循環(huán)、平臺等,所以高倍率聚合物鋰電池不能有水分。
五、高倍率聚合物鋰電池過充時一方面損壞正極結(jié)構(gòu),影響壽命,另一方面析出鋰枝晶,引起安全問題。
六、高倍率聚合物鋰電池短路時產(chǎn)生極大電流可能會傷害人,而且容易引起電池的安全問題。
電池短路瞬間電流:I=U/R=4.2/0.06=700A
人體承受的正常電流:I=U/R=36/800=0.045A
七、高倍率聚合物鋰電池隔膜紙起著隔離的作用,一定不能破損,否則正、負(fù)極直接短路會帶來安全問題。
高倍率聚合物鋰電池制造過程控制
一、高倍率聚合物鋰電池正負(fù)極材料熱處理
通過高溫除去材料中的雜志和水分
潛在問題:①溫度偏高,正極材料結(jié)塊;②溫度偏低,水分和雜質(zhì)去除不干凈,導(dǎo)致所有水分引起的問題。
二、高倍率聚合物鋰電池攪拌
使各種原材料充分分散
潛在問題:①攪拌不均勻,引起電池局部不均勻,可能導(dǎo)致電池的容量、內(nèi)阻和循環(huán)壽命的異常甚至安全問題;②攪拌過程中有雜質(zhì)混入,影響電池性能
三、高倍率聚合物鋰電池拉漿
使?jié){料均勻地涂覆在基體表面并烘干
潛在問題:①拉漿厚度不穩(wěn)定/拉漿機(jī)調(diào)試不到位,引起電池的局部不均勻,可能導(dǎo)致電池的容量和循環(huán)壽命的異常甚至安全問題;②溫度不穩(wěn)定,極片烘不干引起掉粉或過熱影響極片的粘接性能
四、高倍率聚合物鋰電池刮粉
將極片上無效位置和極耳位置的覆料刮除
潛在問題:①刮粉尺寸不準(zhǔn),造成電池裝配難度增加,甚至使正負(fù)極根本無法吻合,引起電池的安全問題;②刮傷基體,導(dǎo)致斷片或形成毛刺,嚴(yán)重時會引起電池的安全問題
五、高倍率聚合物鋰電池對輥
增加電極活性物質(zhì)的密度并使表面平整
潛在問題:①壓力不足,輥壓厚度不到位,裝配困難,卷繞對位不準(zhǔn),嚴(yán)重時會引起安全問題;②輥面不平整,極片表面不光滑甚至毛刺,引起電池短路、自放電甚至出現(xiàn)安全問題
六、高倍率聚合物鋰電池分條
按型號要求剪裁極片
潛在問題:①切口有毛刺,引起電池短路、自放電,甚至出現(xiàn)安全問題;②極片出現(xiàn)弧形,裝配困難,卷繞對位不準(zhǔn),嚴(yán)重時可能引起電池短路甚至安全問題
七、高倍率聚合物鋰電池正極焊接
使極片和極耳良好連接在一起
潛在問題:虛焊,電池短路或內(nèi)阻偏大
八、高倍率聚合物鋰電池負(fù)極焊接
使極片和極耳良好連接在一起
潛在問題:鉚接不牢,電池內(nèi)阻增大甚至無窮大
九、高倍率聚合物鋰電池正負(fù)極貼膠紙
封住極耳部位可能存在的毛刺
潛在問題:貼的位置不當(dāng),露出毛刺或貼住活性材料,毛刺引起電池的短路或安全問題,正極活性物質(zhì)被貼住會影響容量
十、高倍率聚合物鋰電池極片烘烤
除去極片中的水分
潛在問題:①溫度過高,極片變脆,引起極片掉粉或電池短路,導(dǎo)致電池自放電大甚至安全問題;②溫度過低,極片除水不凈,導(dǎo)致電池容量低、內(nèi)阻不穩(wěn)定、循環(huán)差及尺寸異常
十一、高倍率聚合物鋰電池卷繞
隔膜良好絕緣的基礎(chǔ)上正負(fù)極良好的疊合
潛在問題:①正負(fù)極片對位不齊,正極活性區(qū)域超出負(fù)極活性區(qū)域,具有安全隱患;②操作過程中隔膜受到損傷,導(dǎo)致電池短路或自放電大,甚至引起安全隱患
十二、高倍率聚合物鋰電池捏扁
將圓卷芯折成方形卷芯
潛在問題:捏扁時位置不對,使極耳偏離設(shè)計位置,引起套殼和蓋板焊接困難
十三、高倍率聚合物鋰電池壓扁
使電池芯疊層緊密,方便套殼
潛在問題:壓力過大或過小,壓力過大易導(dǎo)致電芯壓壞短路,壓力過小使電芯壓不到位,影響下步操作
十四、高倍率聚合物鋰電池貼上下膠紙
避免電池芯和殼體或蓋板間的短路
潛在問題:位置不當(dāng),在電池受外界震動或碰撞時不能完全避免電池的內(nèi)部短路,容易出現(xiàn)安全問題
十五、高倍率聚合物鋰電池套殼
將電芯完好無損地裝電池殼中
潛在問題:套破,使電池短路或自放電大,具有安全隱患
十六、高倍率聚合物鋰電池焊正極耳
使正極耳和蓋帽良好連接在一起
潛在問題:虛焊,導(dǎo)致電池斷路或內(nèi)阻偏大
十七、高倍率聚合物鋰電池焊負(fù)極耳
使負(fù)極耳和鋼殼良好連接
潛在問題:虛焊,導(dǎo)致電池斷路或內(nèi)阻偏大
十八、高倍率聚合物鋰電池點(diǎn)蓋板
固定蓋帽方便焊接
潛在問題:虛焊或炸火,虛焊會引起蓋帽脫落,影響下步操作;炸火會導(dǎo)致外觀不良
十九、高倍率聚合物鋰電池激光焊接
使電池殼和蓋帽無縫連接
潛在問題:①焊接功率不穩(wěn)定,容易出現(xiàn)焊接漏點(diǎn),引起電池漏氣或漏液;②焊接時有雜物炸火,引起電池漏氣或漏液并影響電池外觀;③焊接定位不良,導(dǎo)致電池焊接合格率低并影響電池外觀
二十、高倍率聚合物鋰電池測氣密性
監(jiān)測焊接效果
潛在問題:出現(xiàn)漏檢或誤檢,影響電池的注液并出現(xiàn)蓋底板漏液
二十一、高倍率聚合物鋰電池烘電池
除去電池中的水分
潛在問題:①溫度失控,溫度偏高會損壞電池,溫度過低會影響水分的去除,導(dǎo)致電池容量低、內(nèi)阻不穩(wěn)定、循環(huán)差及尺寸異常等問題;②抽真空時不達(dá)標(biāo),真空度不夠會影響電池中水分的去除
二十二、高倍率聚合物鋰電池測短路
檢出短路電池
潛在問題:漏檢或誤檢,短路或微短路的電池都會出現(xiàn)自放電大的情況,嚴(yán)重時還會在充放電時出現(xiàn)爆炸
二十三、高倍率聚合物鋰電池注液
真空狀態(tài)下定量注入電解液
潛在問題:①注液量不準(zhǔn),注液量過多會導(dǎo)致電池漏液或鼓包,過少會導(dǎo)致電池容量不足、內(nèi)阻偏大、平臺低及循環(huán)性差等問題;②注液時與外界隔離效果差,容易導(dǎo)致電池內(nèi)含水量增加,引起電池容量低、內(nèi)阻大、平臺低及循環(huán)性差等問題
二十四、高倍率聚合物鋰電池儲存
使電解液充分滲透
潛在問題:儲存時環(huán)境控制不好,容易使電池吸水,引起電池各項(xiàng)性能異常
二十五、高倍率聚合物鋰電池預(yù)充
使電池在小電流的狀態(tài)下活化
潛在問題:電流和時間控制不好。①電池充電不到位引起后續(xù)判斷不準(zhǔn)甚至電池鼓殼;②預(yù)充前后時間控制不當(dāng)會使電池內(nèi)含水量增加,引起電池容量低、內(nèi)阻大、平臺低及循環(huán)性差等問題
二十六、高倍率聚合物鋰電池測電壓
檢測電池的自放電情況
潛在問題:電壓測量不準(zhǔn),對自放電電池鑒定出錯,易在分容過程中出現(xiàn)爆炸的異常情況
二十七、高倍率聚合物鋰電池分容
檢測電池容量
潛在問題:電流和時間控制不好。①放電電流不準(zhǔn),影響電池的分容精準(zhǔn)度,出現(xiàn)誤判現(xiàn)象;②恒壓電壓不準(zhǔn):
a.電壓偏高會導(dǎo)致電池過充,影響電池性能和分容準(zhǔn)確度,極端時可能出現(xiàn)爆炸
b.電壓偏低會導(dǎo)致電池充電不足,影響電池分容的精準(zhǔn)度
二十八、高倍率聚合物鋰電池儲存
檢測電池的自放電情況
潛在問題:溫度對儲存結(jié)果有影響
二十九、高倍率聚合物鋰電池拋光
清理電池表面
潛在問題:①拋光不良,影響電池的外觀;②定點(diǎn)拋光時間過長,電池過熱影響電池的各項(xiàng)性能
三十、高倍率聚合物鋰電池測電壓
檢測電池的自放電情況
潛在問題:測量不準(zhǔn),有自放電較大電池混入下一工序,電池在使用過程中可能出現(xiàn)安全問題
三十一、高倍率聚合物鋰電池單充電
將電池荷電50%
潛在問題:電壓控制不準(zhǔn),容易引起出貨時的誤判
三十二、高倍率聚合物鋰電池點(diǎn)膠
加強(qiáng)電池封口處的密封性
潛在問題:膠水配置不當(dāng)或操作不當(dāng),影響電池的外觀
三十三、高倍率聚合物鋰電池出貨測電壓
檢測電池的自放電情況
潛在問題:測量不準(zhǔn),有自放電較大電池直接出貨,在使用過程中可能出現(xiàn)安全問題
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