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本科车辆工程专业教材-新能源汽车动力电池技术,锂离子电池生产流程,1,许铀,教程大纲,锂离子电池配料 锂离子电池 涂布 锂离子电池之流程及设备,2,电池（battery）,电池是指通过正负极之间的电化反应将化学能转化为电能的装置。 充电时，将电能转化为化学能进行储存。 放电时，将化学能转化为电能释放，作为电源供用电器。 活性物质：电池充放电时，能进行氧化或还原反应而产生电能和储存化学能的电极材料。,3,什么叫锂离子电池？Li-Ion battery,锂离子电池是指Li+ 嵌入化合物为正、负极的二次电池。 正极采用锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 、LiFePO4和三元复合材料。 负极采用锂-碳层间化合物LiXC6。 在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象的称为“摇椅电池”。 充电池时，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。,4,5,圆柱型锂离子电池的制造工艺流程,正极配料,来料检验,负极配料,正极涂布,负极涂布,正极制片,负极制片,隔 膜,卷 绕,入 壳,烘 烤,短路检验,滚 槽,注 液,封 口,化 成,密封性检验,分 容,外包装,出 厂,出厂检验,湿度控制,锂离子电池结构,正极 活性物质 导电剂、溶剂、粘合剂、基体 负极 活性物质（石墨、MCMB、CMS) 粘合剂、溶剂、基体 隔膜 电解液 外壳五金件（钢壳、铝壳、盖板、极耳、绝缘片、绝缘胶带）,6,圆柱形锂离子电池结构图,7,正极极耳,负极极耳,锂离子电池结构正极,8,正极基体：铝箔（约0.016mm厚),正极物质：LiFePO4+碳黑+PVDF,正极集流体：铝带（约0.1mm厚）,高温胶带（约0.05mm厚）,电池放电时从外电路获得电子的电极,此时电极发生还原反应。通常是电位高的电极。锂离子电池中的钴酸锂、锰酸锂电极等。,锂离子电池结构负极,9,负极基体：铜箔（约0.010mm厚),负极物质：石墨+CMC+SBR,负极集流体：镍带（约0.07mm厚）,电池放电时向外电路输送电子的电极，此时电极发生氧化反应。通常是电位低的电极，锂离子电池中石墨电极。,锂离子电池结构隔膜,10,材质：单层PE（聚乙烯）或者 三层复合PP（聚丙烯） +PE+PP 厚度：单层一般为0.0160.020mm 三层一般为0.0200.025mm,隔膜separation film是放置于两极之间，作为隔离电极的装置，藉以避免两极上的活性物质直接接触而造成电池内部的短路。但隔膜仍需能让带电离子通过，以形成通路。 隔膜要求： 离子透过度大 机械性强度适当 本身为绝缘体 不与电解液及电极发生反应,锂离子电池生产用的主要设备,1. 真空行星搅拌机 用途：将各种电池材 料均匀的搅拌成浆状。,11,2. 电极涂布机： 用途:搅拌后的浆料均匀涂膜在金属箔片 上。对浆料的涂布厚度精确到3微米以下。,12,3. 辊压机：涂布后的极片进一步压实，提高电池的能量密度。,13,4. 极片分切设备,14,5. 全自动超声焊接导电柄设备,15,6. 卷绕机：将制造好的极片卷绕成电池,16,全自动卷绕机,17,7. 手套箱：保证在低湿度环境下将电解液与卷芯封装在一起,18,8. 注液机：保证高精度的流水化将电解液真空注入电池包装材料内,19,自动转盘真空注液机,日本方形全自动注液机,锂离子电池结构电解液,性质： 无色透明液体，具有较强吸湿性。 应用： 主要用于可充电锂离子电池的电解液，只能 在干燥环境下使用操作（如环境水分小于20ppm的手套箱内）。 规格： 溶剂组成 DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比） LiPF6浓度 1mol/l 质量指标： 密度（25）g/cm3 1.230.03 水分（卡尔费休法） 20ppm 游离酸（以HF计） 50ppm 电导率（25） 10.40.5 mscm,20,9. 焊接设备,激光电池封焊机,21,微电脑高频逆变点焊机,超声波金属点焊机,10. 滚槽、封装设备：,22,11. 化成测试设备：将做好的电池充电活化，产生电压，同时测试电池的容量。,23,12. 真空干燥箱：,全自动真空烤箱,24,高温烤箱,锂离子电池的命名,锂离子二次电池的命名也分圆柱形和方形、扣式几种:,圆柱形的命名用三个字母和5位数字来表示，前两个字母表示锂离子电池(LI)，后一个字母表示圆柱形(R)，前两位数字表示以mm为单位的最大直径，后三位数字表示以0.lmm为单位的最大高度，如LIR18500即表示直径为18mm，高50mm的圆柱形锂离子电池。,25, 18mm,高度 50mm,LIR18500,方形的命名,用三个字母和6位数字来表示，前两个字母表示锂离子电池(LI)，后一个字母表示方形(S)，前两位数字表示以mm为单位的最大厚度，中间两位数字表示以mm为单位的宽度，后两位数字以mm为单位的最大高度，如LIS043048即表示厚度为4mm，宽30mm，高48mm的方形锂离子电池。,LIS043048,26,锂离子电池用保护线路板,多节电池组保护板,27,手机电池保护板,28,演讲结束 谢谢大家！,
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