磷酸铁锂圆柱电芯制作工艺控制要点课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,磷酸铁,锂,圆柱电芯制作工艺,控制要点,磷酸铁锂圆柱电芯制作工艺,1,工艺流程：,配料,(,正、负极,),涂,布,(,正、负极,),辊,压,(,正、负极,),制,片,(,正、负极,),卷绕,入,壳,(,吸尘,、加中,心管、套垫片,),极耳预焊,点底、滚槽、吸尘,分档、测短路,电芯烘,烤,测水,份,注液,(,装套杯、注液、抽真空,),超焊盖帽,称,重,封,口,清洗、吹干,测短,路,喷码、常温搁置,预充,老,化,测电压、内,阻,分,容,高温老,化,测电压、内,阻,打油、检外观,成品入库,工艺流程：配料(正、负极)涂布(正、负极)辊压(正、负极)制,2,一、配料,正、负极配料,粘度,正极,6000-12000mPas，,负极,700-3000mPas,固含量,正极,45%-75%，,负极,35%-55%,颗粒度,正极,20um,以下，,负极,40um,以下,真空度,-0.09mpa,温度,25-45,湿度,正极,10%-25%RH，,负极,25%-50%RH,其它,控制杂质、浆料分散均匀,掉粉；涂布不均匀，影响电池一致性，,涂布不均匀，影响电池一致性，,极片暗,痕,，容量、平台低,浆料产生气泡,温度高，溶剂挥发,水分超标，影响电池性能,循环寿命差、安全性能差、自放电大，易短路,搅拌,机,一、配料正、负极配料粘度固含量颗粒度真空度温度湿度其它掉粉；,3,二、涂布控制要点,极片重量（面密度）：,（公差,2.5,%),失效：面密不符合要求，电池一致性差，容量低；,极片尺寸：（极片宽度、长度、间隙宽符合工艺要求）,失效：容量，一致性；,涂布温度：（符合工艺）,失效：极片烘不干，开裂；,涂布速度,：（符合工艺，,70.5m/min）,失效：断带，难烘干，开裂；,极片外观：无暗痕、凹凸点、条纹、油点、气泡、划痕、露箔；,失效：循环寿命差、容量低、一致性差、安全性能差、自放电大；,收卷装置,挤压涂布头,烘,箱,二、涂布控制要点收卷装置挤压涂布头烘箱,4,涂布外观不良极片,涂布外观不良极片,5,三、辊压,目的：使活性物质与箔材、活性物质之间结合更加紧密，厚度均匀；,作用：对极片进行适当辊压可以增大电池放电容量，减小内阻，从而减少极化损失，延,长电池循环寿命，提高锂离子电池的利用率。极片辊压厚度过大过小，都不利于,锂离子的嵌入嵌出，直接影响电池性能。,三、辊压,6,辊压控制要点：,环境,温度,:40，,湿度,:25%；,厚度,符合工艺要求，公差,2um,；,外观,无折皱、杂质、凹凸点、收卷不齐；,极片吸水，循环差,极片超厚、,簿，循环差，,折皱,：,容量低；,杂质：自放电率增大；,收卷不齐：分切易断带；,凹凸点：安全性能差；,划,痕,划,痕,起,皱,波浪,边,辊压控制要点：环境温度:40，湿度:25%；厚度符合工,7,四、制片,制片过程包括极片分条，极卷烘烤,、极耳,包胶、焊极耳、贴,胶纸等工序。,、分条控制要点,环境：温度,23,露点,-30,宽度：符合工艺（公差,0.1-0.5mm),外观：无翘边、褶皱、破裂、掉料、毛刺；,速度：控制合适速度；,水分超标，极片难烘干，影响性能；,宽度超标，影响电池容量；,短路，自放电大，安全性能差；,打皱，断,带,；,分条,分,条,收卷不齐,毛刺,四、制片、分条控制要点环境：温度23露点-30宽度,8,、,烘烤,极耳包胶,焊极耳,贴胶纸,烘烤温度：正极（,1202/-5）；,负极（,1102/-5）；,极耳包胶：包胶长度符合工艺（,32#,包胶宽,20mm,，长,15mm,）,焊极耳：焊接强度（正极,3.0kg，,负极,2.0kg）；,极耳长度规格,贴胶纸：符合工艺要求（,32#,正极：,W10*L71；,负极：,W10*L60）,、烘烤极耳包胶焊极耳贴胶纸,9,五、卷绕,1、,来料确认,外观：正负极外观：表面光滑，无毛刺，无粘辊,；,隔膜,纸外观：切面平整；表面光滑、均匀；无砂眼、胶粒、污迹、划伤、折皱。,厚度：正负极,片、隔膜厚度符合工艺；,宽度：正负极片、隔膜宽度符合工艺；,长度：正负极片长度符合工艺；,水份：正极水份含量,1000ppm,；,负极,水分含量,1000ppm,露,箔,开,胶,掉,粉,划痕,五、卷绕露箔开胶掉粉划痕,10,2,、,卷绕,卷绕控制要点,环境：温度,23,露点,-30；,张力：正极、负极放卷，隔膜张力,0.08-0.15Mpa,，,卷芯外观：负极全部包住正极，隔膜纸全部包住负极片，无黑芯；,卷芯直径：松紧度合适，卷芯不可以自由掉落；,短路：卷芯无短路（测试标准，短路测试仪,250V,，,2000Mohm）；,2、卷绕卷绕控制要点环境：温度23露点-30；张力：,11,卷芯不良图片分析：,隔膜没包住负极,黑芯，卷绕不齐,少极,耳,卷绕螺旋,极片外,露,损,伤,扩孔不良,终止胶起,皱,卷芯不良图片分析：隔膜没包住负极黑芯，卷绕不齐少极耳卷绕螺旋,12,六、入壳,（,吸,尘,、,加中,心管、套垫片）,入壳,吸尘：卷芯两端都要吸尘（粉尘导致短路、自放电大、电压低）,加中心管：卷芯放入,58*3.5mm,中心管,套垫片：加入上、下垫片（失效导致短路）,吸尘,加中心管,套垫片,入,壳,六、入壳（吸尘、加中心管、套垫片）入壳吸尘：卷芯两端都要吸尘,13,七、极耳预焊,目的：将正极耳（三个）超声焊在一起，方便焊接盖帽。,失效：内阻大，短路；,预焊,错,位,虚,焊,七、极耳预焊目的：将正极耳（三个）超声焊在一起，方便焊接盖帽,14,八、点底、滚槽、吸尘,点底,参数：调整好点底电流强度，用空钢壳、镍带试点，,确保点底强度，镍带层数与极耳数相同；,焊接强度：焊接强度,4.0kg；,外观：无点穿、发黑、炸火；,焊针使用：焊针无发黑，粘针；,点,底,底部发,黑,正常,八、点底、滚槽、吸尘点底参数：调整好点底电流强度，用空钢壳,15,滚槽（尺寸）,槽深：按工艺要求（,32#,槽深,2.10.08mm）（,过大易开裂，掉镍；过小密封性差）,槽高：按工艺要求（,32#,槽高,5.850.08mm）（,影响电池封口包边长度）,总高：按工艺要求（,32#,总高,71.50.08mm）（,过大易掉镍，过小易鼓边）,扩口：按工艺要求,（,32#,扩口,32.250.05mm）（,过大影响封口，损坏电池）,槽深,槽高,总,高,扩,口,滚槽（尺寸）槽深：按工艺要求（32#槽深2.10.08,16,滚,槽方式：,立式滚槽机 卧式,滚槽机,不良分析：,扩口变形,滚槽开裂,鼓边,包边过,短,滚槽方式：扩口变形滚槽开裂鼓边包边过短,17,九、分档、测短路,分档：确定电池重量分布范围，按每档次,1g,区分电池重量；,失效：低档次混入高档次（,补液多）；,高档次,混入,低档次（注液少）；,称,重,分档区分,分档重量要求,九、分档、测短路分档：确定电池重量分布范围，按每档次1g区分,18,测,短路,：用高压,短路测试,仪负极端（黑色接头）碰触钢壳，正极端（红色接头）碰触正极,耳（设置电压,200V,，内阻,2000Mohm）,，测试仪不连续鸣响表示正常，连续鸣响,表示电池短路；,失效：短路电池流入下工步，造成电池充不了电，甚至充电爆炸；,测试,表,测短路,测短路：用高压短路测试仪负极端（黑色接头）碰触钢壳，正极端（,19,十、电芯烘烤,烘烤,环境：温度,23,露点,-40,时间：,36H,真空度：,-(0.090,0.1)mpa,温度：,853,温度设,定,电池摆,放,十、电芯烘烤烘烤环境：温度23露点-40时间：36H,20,十一、测水,份,标准：极片,135,烘烤,30,分钟，,正极,片,水份含量,500ppm；,负极,片水份含量,500ppm,；,失,效,：水份造成电解液分解，破坏,SEI,膜的完整性，影响电池循环、放电平,台、容量，水份与电解液反应产生,HF，,腐蚀电芯，造成漏液等不良。,LiPF6 +H2O,LiF +PFO3 +HF,烘烤：,135,/,30min,水份测试仪,水份测试仪,十一、测水份 标准：极片135烘烤30分钟，烘,21,十二、注液,环境要求：温度,23,露点,-45,；,注液量：按工艺要求（,32#,注液量,22.00.2g,）；,失效,：注液量少，内阻大，影响循环、安全性能；注液多，造成浪费；,套杯烘烤：,套,杯水份,50ppm（,参考）；,失效：,套杯,水份超标，影响循环，容量；,时间：注液时间,0.5h,，抽真空时间,2h；,真空度,：,-,0.09mpa；,失效：真空度太小，下液时间长；,电解液水份：,20ppm；,失效：电解液水份超标，影响容量，循环；,注,液嘴,抽真空下,液,十二、注液环境要求：温度23露点-45；注液嘴抽真空,22,十三、超焊盖帽,盖帽保存：盖帽放置在温度,23,，,露点,-35,，用,PE,膜盖住，无粉尘，开封后,12H,内转入到手套箱内,使用；,焊接强度：拉力强度,3Kg；,盖帽极耳与正极耳连接方式,极耳虚,焊,超,焊,拉力测试,十三、超焊盖帽盖帽保存：盖帽放置在温度23，露点-35,23,十四、注液后称重,按重量要求分档，保证注液量符合要求；,失效：档次轻电池混到档次重电池，注液多，造成浪费；,档次重电池混到档次轻电池，注液少，内阻大，容量低，循环差；,分,档,称,重,十四、注液后称重按重量要求分档，保证注液量符合要求；分档称重,24,十五、封口,圆柱封口：通过封口机将钢壳与盖帽密封圈紧密贴合在一起，隔绝外界空气、水份对,电池内部的影响；,封口机：手动封口机、半自动封口机、自动封口机,（又可分油压封口机、气压封口机）,手动封口,机,自动封口,机,半自动封口,机,十五、封口圆柱封口：通过封口机将钢壳与盖帽密封圈紧密贴合在一,25,1、,压盖帽,将,极耳捋平，按“,V,字形折极耳，盖帽要与钢壳成,90,度，不能有歪帽、斜帽等不良,品,2、,预封：,外观无夹边,无封断、无凹底,折极耳不良：极耳靠近钢壳,折极耳,OK,压盖帽不良：歪,帽,1、压盖帽折极耳不良：极耳靠近钢壳折极耳OK压盖帽不良：歪帽,26,3,、,封口,封口外观：无起边、刮花、生锈、掉镍、凹底、变形等不良；,封口后拉断压力：,32#（1.21.5Mpa），,22,#（,1.21.6Mpa）；,封口后开启压力：,32#（,1.62.0Mpa）；,22,#（,1.82.2Mpa）；,变形,凹底,生,锈,掉,镍,夹边,头部掉,镍,3、封口变形凹底生锈掉镍夹边头部掉镍,27,封口尺寸：肩高、外径、总高；直接影响电池密封效果；,失效：肩高（总高）过大，密封性差，导致漏液风险；过小造成短路；,封口尺寸：肩高、外径、总高；直接影响电池密封效果；,28,封口效果剖切图：,一封,二封,封口效果剖切图：一封二封,29,十六、清洗、吹干,清洗、吹干：封口后电池需尽快（不超过,30,分钟）内用碳酸氢钠溶液,NaHCO3,（调节,PH,值,在,7-9）,清洗掉电池表面的油污、电解液，以免电池生锈；,不良分析,清,洗,吹,干,生,锈,铝片腐蚀,腐蚀,十六、清洗、吹干清洗、吹干：封口后电池需尽快（不超过30分钟,30,十七、测短路,测短路：挑出不良电池（零压、无内阻）,不良,现象分析：,无内,阻,零压,十七、测短路测短路：挑出不良电池（零压、无内阻）无内阻零压,31,十八、喷码、常温搁置,喷码：,常温,搁置：常温搁置,48H；,最大不超过,108H,；,十八、喷码、常温搁置喷码：,32,十九、预充,预充工步,(32650),0.05C,恒流充电,2H,，,0.15C,恒流充电,5H,；,失效：,SEI,膜形成不完全，容量低，循环差；过充引起爆炸等安全隐患；,高温老化,：,温度,：,452,，时间：,3,天；（形成,SEI,膜更致密）,测电压、内阻,电压,3.32V,，,32#,内阻,8.0m,，,26,#,内阻,15m,，,22#,内阻,20m,（含,PTC,），,18,#,内阻,40m,，,14#,内阻,45m,；,十九、预充预充工步(3