锂离子电池是最早、最成熟、最稳定的锂离子电池型号,其具有制造自动化水平高、电池一致性好、单体能量密度高、散热性好等优点。18650锂离子电池的制造工艺流程,分析各流程的管控要点及其对电池电性能的影响,为锂离子电池应用提供重要的参考。
一、 锂离子电池工作原理
1、 锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液组成,依靠Li+在正极和负极之间移动来工作。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。
2、锂离子电池结构锂离子电池主要由正极、负极、膈膜和电解液四大主材组成。同时,一颗完整的18650圆柱形锂离子电芯还包括正负极引线、上下绝缘片、盖板及外钢壳等辅材。
二、锂离子电池制造工艺
1、锂离子电池的制造工艺复杂,工序众多,任何一个环节出现失误都将影响锂离子电芯的性能或带来安全问题,因此,只有严格管控每一道制造工序,才能制造出性能优异和安全有保障的合格电芯。
2、锂离子电池制造前段工艺与管控点电池制造前段工艺包括合浆、涂布、辊压、分切、制片、卷绕、入壳、底焊、辊槽及烘烤10道工序,前段工序的核心是将粉末状的正负极材料制作成一颗卷芯。
制片工序应防止极耳虚焊、偏焊、漏焊或极片掉料及绝缘胶偏贴或漏贴等;
3、卷绕工序是圆柱形锂电池成形的重要工艺,由条状形正负极极片和隔膜通过卷绕机卷成圆柱形卷芯,这一工序管控要点在于负极极片必须完全包覆正极极片,而隔膜必须完全包覆负极极片,对工艺精度的要求非常高。
三、锂离子电池制造后段工艺
电池制造后段工艺包括注液、焊接、封口、清洗及套膜。注液即通过注液机将电解液注入烘烤后水分要求合格的卷芯,注液完成后,锂电池的四大主材均被应用到电芯之中,注液工序关键在于精控注液量、控湿控温及防水,且需达到电解液能够较好地浸润渗透到正负极极片的效果。
四、 锂离子电池筛选工艺
由于电池原材料、生产工艺等差别,电池容量、电压、内阻等性能存在差异,使得电池组性能达不到单体电池水平,使用寿命远短于单体电池,影响电动汽车的使用。电池筛选工艺包括活化、化成、陈化、分选及分容工序。
锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池,通常人们俗称其为锂电池。
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