全部 高分子 智能汽车 陶瓷 消费电子 弹性体 生物降解 5G材料 光伏 医用材料 锂电 汽车材料 新消费电子 会议列表 展会 半导体 LED 氢能源 艾邦人才网
锂离子软包电池生产工艺

锂离子电池是一种二次充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。根据外形来分,目前新能源汽车市场上常见的电池分为三类:方形铝壳电池、软包电池及圆柱电池。


图片
图片
图片
图片图1 不同种类的锂离子电池

软包锂离子电池是指采用铝塑膜为外包装的电池。相比于方形铝壳电池及圆柱电池,软包电池在发生安全隐患的时候一般先胀气,或者从冲破封印处释放能量,不易发生爆炸,因而安全性能更高;同时,同等容量的软包电池要比方形铝壳轻,具有更高的能量密度。


此外,软包电池的形状可根据客户的需求定制,设计上更加灵活,在新的型号的电池开发上更占优势。当然,软包电池也存在劣势,目前的铝塑膜大都依赖进口,且生产工艺复杂,产线的自动化程度不如方形铝壳高,生产效率较低。近年来,随着锂离子电池生产工艺的不断提升及设备的改进,软包电池的生产效率也在不断提升。

图片

图 2  软包锂离子电芯拆解示意图


软包电池的主要由正负极、电解质、隔膜以及外壳构成。电池两头凸起的部件为电池的极耳。锂离子电池的极耳分布包括单头出极耳及双头出极耳。以单头出极耳为例,拆解后的电池示意图如图2所示。不难发现软包锂离子电池的构成结构,正极、负极、隔膜。除此之外,软包电池还需要电解液来作为离子传输的通道。


锂离子电池生产过程较为复杂,以万向一二三为例,主要包括:匀浆、涂布、碾压、冲片、叠片、封装、注液、化成几个工序。如下图所示。

图片

图片

匀浆:锂离子电池的极片是电芯中最重要的组成部分,匀浆即指锂离子正负极片上的所涂浆料的制备过程,浆料的制备需要将正负极物料、导电剂及粘结剂进行混合,所制备的浆料需要均一、稳定。不同锂电池生产厂家都有自己的匀浆工艺配方,匀浆过程中的加料顺序、加料比例及搅拌工艺都对匀浆效果有着极大的影响。匀浆结束后需要对浆料进行固含量、粘度、细度等测试,以确保浆料性能满足要求。


涂布:制备好的正、负极浆料需涂覆在铝箔或者铜箔上并烘干,这个过程即为涂布。涂布工艺是锂离子电池制造的核心工序,在很大程度上决定着锂离子电池的性能。涂布后的极卷要求表面平整,色泽均一,无露箔、颗粒、划痕、褶皱等。


碾压:涂布后的极片还需经过碾压,碾压是通过轧辊与极片之间产生的摩擦力将极片拉进旋转的轧辊之间,电池极片受压变形,并致密化。极片的碾压是正负极板上材料压实的过程,其目的在于增加正极或负极材料的压实密度。合适的压实密度可以增大电池的放电容量,减小内阻,减小极化损失,延长电池循环寿命,提高锂离子电池的利用率。但压实密度的过大或过小都不利于锂离子的嵌入或脱出。因此,电池极片实施辊压时,轧制力不宜过大也不宜过小,应符合极片材料的特征。


分切、冲片:由于产能及效率要求,生产中的极卷都相对较大,碾压后的极卷还需切至所需极片尺寸,这个过程就是分切和冲片的过程。


叠片:分切后的极片需要按照负极、隔膜、正极、隔膜、负极、隔膜、正极……正极、隔膜、负极的顺序进行堆叠,这个过程称为叠片,堆叠之后的极片称之为电芯。叠片的方式包括Z字型叠片及摇摆式叠片。部分厂家在此工序采用卷绕工艺,相比于卷绕工艺,叠片工艺的劣势在于对极片的对齐精度要求较高,且目前?叠片机效率较低、自动化程度低。但叠片工艺的电池性能较卷绕工艺更加良好。随着新能源行业的不断扩大和发展,考虑到电池在安全性、产线集体效率等问题,叠片工艺依然是长期发展的趋势。


封装:堆叠好的电芯还需经过极耳焊接,将焊接好的电芯放置于冲坑后的铝塑膜中并进行顶、侧封等工序,即为封装。封装好的电芯如图3所示。除电芯本体外,铝塑膜还留有余量,这部分称为气袋,这是因为电芯在化成过程中会产生大量的气体,这部分气体会随着气袋在degas工序一并去除。


图片

图3 封装后电池


注液:注液即向封装后的电芯中注入电解液的过程。电解液的作用是为电池中离子的传输提供载体。在电解液中加入特定的添加剂,可以提高锂离子电池在安全或高低温等方面的性能。


化成:注液后的电池还需在小电流下进行充电,相当于对锂离子电池的激活过程。首次充电过程中负极的表面会形成SEI膜。SEI膜的性能直接决定了锂离子电池的倍率、自放电性能,因此化成工艺的好坏直接决定了电池的质量。化成过程中会产生大量的气体,这些气体会影响电池的性能,因此化成后的电池还需经过除气,即Degas过程。为了保证电池性能的一致性,锂离子电池还需进行分容、内阻、自放电等测试,把不同性能的电池进行分组。


以上过程即为单体电池的制备过程。将同组别的单体电池按照一定的串并联方式组装,就可以应用于电动汽车、储能等领域。


来源:万向一二三



相关推荐
锂离子电池负极材料标准最全解读
锂离子电池负极材料标准最全解读
0
0
0
600亿!楚能新能源锂电池项目签约宜昌
5月10日,市政府与楚能新能源股份有限公司签订合作协议,总投资约600亿元的楚能新能源(宜昌)锂电池产业园项目正式签约。
0
0
27
锂电池生产中的若干关键工序!
锂电池生产中的若干关键工序!
0
0
8
宁德时代供应链深度解析!
宁德时代供应链深度解析!
0
0
8
一张图读懂锂电池电解液!
一张图读懂锂电池电解液!
0
0
10
国内外主流车企业绩及销量汇总 新能源引领作用进一步凸显
2021年,统计在内的26家整车上市公司总营收约19786.99亿元,平均营收约761.04亿元,其中超千亿的企业6家,超百亿的18家,上汽集团以近7800亿的营收位列第一。
0
0
11
2022年Q1中国锂电池隔膜市场TOP10出炉!
2022年Q1全国出货量已达28亿平米,等同2021全年35%的出货量,2021上半年81%的出货量。同比增长135%。预测,2022全年中国锂电池隔膜出货量预计突破100亿平米。
0
0
12
动力电池技术路线变革,CTC惊艳登场!
作为新能源汽车的心脏,电池理所当然地成为了最受关注的“角色”。无论是电池制造商还是整车厂,现在的核心任务之一便是想尽一切办法,以更低的成本打造出更安全、能量密度更高的动力电池。
0
0
5
一文讲清楚锂离子电池用激光设备!
一文讲清楚锂离子电池用激光设备!
0
0
8
动力电池相关概念详解!
动力电池相关概念详解!
0
0
11
锂电池极耳焊接与极片切割激光工艺分析!
近二十年来,激光加工技术已成为发展最快的高新技术之一,为传统制造业改造提供了充足支持。相较于传统极耳焊接、极片切割模式而言,激光焊接、激光切割模式可以实现自动化操作,并解决毛刺、露白、掉粉等一系列问题,为锂电池性能的提升提供依据。
0
0
6
超混超能打!创维首款混动汽车搭载孚能科技电池惊艳上市!
4月27日,由孚能科技(688567)电池适配的创维汽车首款混动车——HT-i宣布开启预售。
0
0
9
362亿!LG新能源计划在中美扩产动力电池!
据《华尔街日报》4月27日报道,LG新能源(LG Energy Solution)计划今年投资7万亿韩元(约合人民币362亿元 ),用于扩大公司在全球的电动汽车电池生产。
0
0
16
马斯克的电池赌注:磷酸铁锂电池逐渐崛起!
特斯拉这家美国电动汽车企业披露,在他们在第一季度生产的车辆中,近一半车辆都配备了磷酸铁锂(LFP)电池,这是一种比在西方市场上占主导地位的镍钴电池成本更低的电池。
0
0
13
总投资100亿元!又一年产20GWh电池项目签约
4月27日,江西鹰潭高新区与耀宁科技年产20GWh磷酸铁锂电池项目成功签约,总投资100亿元,一期建设4GWh生产线。
0
0
14
7年10万吨!当升科技(300073)获力神电池正极材料长单
​当升科技在海外占据一定市场份额后,正积极拓展国内大客户。4月24日晚间,当升科技(300073)公告称,与力神电池签订战略合作协议,合作范围包括锂电正极材料产品供货、新产品开发及前沿技术合作、锂离子电池资源回收、上游资源开发、全球产能布局等。
0
0
17
锂离子电池负极材料详解!
锂离子电池负极材料详解!
0
0
19
为什么锂电池集流体负极用铜箔,正极用铝箔?
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。
0
0
23
两种锂电池生产工艺介绍
两种锂电池生产工艺介绍
0
0
21
未来已来:亿纬大圆柱电池载誉而来
未来已来:亿纬大圆柱电池载誉而来
0
0
20