電池工藝流程與關(guān)鍵參數(shù)控制

電池工藝流程與關(guān)鍵參數(shù)控制2024/3/12LWNconfidential1鋰離子電池工作原理充電放電充電放電工作原理：鋰離子在陰極和陽極之間來回移動，在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌。充電時，Li+從陰極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入陽極，陽極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。2024/3/12LWNconfidential2軟包電芯結(jié)構(gòu)陰極極片隔離膜陽極極片極耳卷繞后裸電芯++++頂封后電芯包裝鋁塑膜+電解液未封邊陰極漿料陽極漿料+鋁箔+銅箔*藍色字體為來料封邊LW目前生產(chǎn)的電芯全部為軟包電芯電芯拆解2024/3/12LWNconfidential3鋰離子電池表征鋰電產(chǎn)品尺寸厚寬長基礎(chǔ)電性能充放電特性安全&可靠性鋰離子電池通過尺寸、電性能、充放電特性、安全與可靠性來表征容量、內(nèi)阻、電壓、自放電(K值)外觀、尺寸循環(huán)、充電、放電、高低溫、存儲充放電濫用：短路、過充放機械破損：擠壓、重物沖擊、振動、跌落、針刺極端環(huán)境：熱沖擊、溫度循環(huán)2024/3/12LWNconfidential4鋰離子電池工序流程來料檢驗攪拌涂布輥壓分條卷繞頂側(cè)封真空烘烤注液靜置化成二封四合一分容靜置OCV1靜置OCV2尺寸檢查目檢OQC前工序裝配后工序+貼膠+靜置+下料+Fues/貼膠2024/3/12LWNconfidential5攪拌漿料組成物料（配方）漿料組成物料作用陰極漿料鈷酸鋰（三元/錳酸鋰）正極活性物質(zhì)，提供可逆的鋰離子源PVDF粘接劑，活性物質(zhì)間的粘接；活性物質(zhì)與鋁箔間的粘接CNT（S-P）導(dǎo)電碳，提高導(dǎo)電性NMP溶劑、分散劑，增稠與分散作用陽極漿料石墨負極活性物質(zhì)SBR粘接劑，活性物質(zhì)間的粘接；活性物質(zhì)與鋁箔間的粘接SP（或者不加）導(dǎo)電碳，提高導(dǎo)電性CMC分散劑，增稠與分散作用DI水溶劑2024/3/12LWNconfidential6攪拌攪拌

將正負極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、分散劑等功能組分以及溶劑按照一定的比例和順序加入攪拌機，在攪拌機產(chǎn)生的翻動、揉捏、剪切等機械作用下混合在一起，形成分散均勻、穩(wěn)定并適合涂布的固液懸浮體系。關(guān)鍵控制參數(shù)2024/3/12LWNconfidential7攪拌常見的不良項1.顆粒2.凹坑或氣泡氣泡3.漿料凝膠（沉降快，粘度變化大，主要表現(xiàn)在陰極）氣泡，析鋰涂布：將漿料均勻涂覆在集流體表面，經(jīng)烘箱烘干，形成膜卷集流體：陰極集流體為鋁箔，陽極集流體為銅箔關(guān)鍵控制參數(shù)2024/3/12LWNconfidential8涂布膜長決定了裸電芯卷繞的結(jié)構(gòu)！（圈數(shù)和裸電芯寬度）常見的不良項2024/3/12LWNconfidential9涂布1.漿料拖尾2.劃痕正常劃痕3.漏金屬4.干燥不良5.打皺2024/3/12LWNconfidential10輥壓輥壓

將涂布后的膜片壓到設(shè)計指定的厚度和密度，制造出適合Li離子流通的孔隙；提高電池體積利用率，提高電池能量密度；使活性物質(zhì)與集流體緊密接觸，縮短Li離子的遷徙距離；降低膜片電子電阻。關(guān)鍵控制參數(shù)2024/3/12LWNconfidential11分條分條

按照電池產(chǎn)品對電極極片寬度的設(shè)計要求，將極片分切成所需要的寬度。關(guān)鍵控制參數(shù)極片的寬度決定了裸電芯的長度！極片寬度影響容量/X-Ray尺寸！2024/3/12LWNconfidential12卷繞隔離膜

隔離膜是用于隔開陰陽極極片的微孔膜，是具有納米級微孔結(jié)構(gòu)的高分子功能材料。其主要功能是防止陰陽極接觸而發(fā)生短路，同時使電解質(zhì)離子通過。其性能決定著電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能。隔離膜涂層

隔離膜涂層主要起到增強陰陽極極片粘接性、防止電池在循環(huán)過程中的變形以及提高電芯硬度的作用。增強Particle穿刺能力，對電芯自放電改善明顯30,000X隔離膜形貌問題：為什么隔離膜不能反裝？陰陽極分別對應(yīng)隔離膜那一面？LW–9um：5/2/2LW–8um0.5/5/2/0.52024/3/12LWNconfidential13卷繞焊接

通過超聲波焊接機將正負極極耳焊接在極片空箔上，同時在極片上貼保護絕緣膠紙。關(guān)鍵控制參數(shù)1/2陰極陽極3451232024/3/12LWNconfidential14卷繞卷繞（重點工序）

通過卷針將陰/陽極極片、隔離膜按規(guī)定順序和位置要求卷繞在一起，形成裸電芯；同時通過Hi-pot測試挑出極片與極耳短路的裸電芯關(guān)鍵控制參數(shù)2024/3/12LWNconfidential15卷繞裸電芯幾個重要的Overhang寬度方向陽極超陰極；隔離膜超陽極長度方向陽極超陰極（頭尾2面共4處）；綠膠對應(yīng)極片切斷處并超出（頭尾2面共4處）隔離膜超陽極要點：有陰極的地方必須有陽極；有極片收尾（切斷）的地方必須有綠膠；隔離膜必須完全隔離陰陽極X-Ray：檢查陰陽極是否錯位2024/3/12LWNconfidential16鋁塑膜鋁塑膜

軟包電芯包裝膜2024/3/12LWNconfidential17頂側(cè)封頂側(cè)封鋁塑膜成型：通過沖坑模具把鋁塑膜加工成規(guī)定的深度、長、寬的pocket袋封裝：將裸電芯裝入pocket，通過加熱裝置把包裝好裸電芯的鋁塑膜熱融合頂封邊和側(cè)封邊，同時Hi-pot測試挑出Ni-Tab與Alfoil短路的電芯噴碼：按MI規(guī)格噴電芯條碼，以便電芯追朔貼保護膜：避免電芯包裝膜在后工序加工過程中損傷關(guān)鍵控制參數(shù)2024/3/12LWNconfidential18電解液電解液2024/3/12LWNconfidential19真空烘烤/注液真空烘烤通過加熱、高真空把電芯內(nèi)的水分去除，降低裸電芯中的水含量關(guān)鍵控制參數(shù)注液

通過注液泵將電解液注入Pocket并將氣袋邊進行真空封裝關(guān)鍵控制參數(shù)2024/3/12LWNconfidential20靜置/化成常溫/高溫靜置

通過常溫靜置和高溫烘烤促使電解液被極片和隔離膜均勻吸收，有利于SEI膜的形成關(guān)鍵控制參數(shù)化成

通過充電設(shè)備給電芯進行首次活化預(yù)充，使其形成穩(wěn)定的SEI鈍化膜，保證電芯循環(huán)等基本性能關(guān)鍵控制參數(shù)2024/3/12LWNconfidential21靜置/化成化成流程：（2930mAh）1、靜置1min； 2、879mA(0.3C)恒流充電至4400mV，限時4min； 3、靜置1min； 4、2930mA(1C)恒流充電至4400mV，限時5min； 5、靜置1min； 6、3516mA(1.2)恒流充電至4400mV，限時29min； 7、靜置1min； 8、1465mA(0.5C)恒流充電至4400mV,限時5min； 9、靜置1min；

2024/3/12LWNconfidential22二封二封

通過刺刀刺破氣袋，真空抽出氣體，并進行熱封裝，切成氣袋，形成成品電芯關(guān)鍵控制參數(shù)注意點：側(cè)邊不可多次彎折，避免角位破損2024/3/12LWNconfidential23四合一四合一

對二封后電芯按要求進行切邊、折邊、燙邊成型關(guān)鍵控制參數(shù)一些案例：折邊張開，電芯超寬折邊后，棱邊超高、電芯超厚二封邊有效封印寬度窄，高溫高濕后漏液2024/3/12LWNconfidential24分容分容

通過充電設(shè)備對電芯容量測試和分選關(guān)鍵控制參數(shù)過充析鋰4.496V過充4.407V正常2024/3/12LWNconfidential25分容容量測試流程（2930mAh）1、靜置1min； 2、1465mA(0.5C)恒流恒壓至4400mV，截止電流59mA(0.02C)，限時150min； 3、靜置3min； 4、586mA(0.2C)恒流放電至3000mV，限時400min；

我們平時所說的容量是指放電容量

5、靜置3min； 6、1465mA(0.5C)恒流恒壓至3980mV，截止電流147mA(0.05C)，限時180min.

充電至出貨電壓

7、靜置3min 問題：為什么要恒壓和截止電流？恒流充電恒壓充電截止電流放電過程恒流放電電壓3.0V2024/3/12LWNconfidential26靜置/OCV靜置

通過長時間靜置消除電芯的極化，準(zhǔn)確測試出OCV，計算K值OCV1/IMP/OVC2/K值OCV1：做完容量靜置后，通過高精度電壓表和內(nèi)阻表測試出電芯的開路電壓和內(nèi)阻內(nèi)阻(Impedance)：電芯在靜態(tài)是測試的內(nèi)阻值，也叫交流阻抗OCV2：做完OCV1靜置后，為計算K值而測試的電芯開路電壓K值：電芯在單位時間內(nèi)電壓下降值，以mV/h表示DCR(DirectiveCurrentResitance)：電芯在動態(tài)是測試的內(nèi)阻值，也叫直流阻抗（計劃今年導(dǎo)入）關(guān)鍵控制參數(shù)問題：為什么要進行時間管控？分容到下倉時間≤25天2024/3/12LWNconfidential27尺寸檢查尺寸檢查

通過全自動尺寸檢測機對電芯的長度、寬度、厚度、邊距、邊電壓進行檢查和挑選關(guān)鍵控制參數(shù)X-Ray

出貨前X-Ray檢查，裸電芯經(jīng)過裝配、后工序后陰陽極錯位電芯篩選問題：為什么要進行二次X-ray檢查？

為什么角度≤30℃？謝謝！2024/3/12LWNconfidential282024/3/12LWNconfidential29變量數(shù)據(jù)特征動態(tài)變化趨勢厚度受滿充度影響：放電，半電與滿電厚度不同量具影響：平板和卡尺測量結(jié)果不同滿充會膨脹循環(huán)會膨脹高溫存儲后會膨脹2024/3/12LWNconfidential30變量數(shù)據(jù)特征動態(tài)變化趨勢數(shù)據(jù)示例容量受截止電壓，放電倍率，環(huán)境溫度影響隨時間會衰減隨使用次數(shù)會衰減高溫下會衰減內(nèi)阻有交流阻抗和直流阻抗之分，受溫度影響較大隨時間會增加隨循環(huán)會增加高溫環(huán)