鋰電池基礎(chǔ)知識(shí)三篇

鋰電池基礎(chǔ)知識(shí)三篇篇一：鋰電池基礎(chǔ)知識(shí)配料基礎(chǔ)知識(shí)一、電極的組成：1、 正極組成：a、鉆酸鋰：正極活性物質(zhì)，鋰離子源，為電池提高鋰源。b、導(dǎo)電劑：提高正極片的導(dǎo)電性，補(bǔ)償正極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性。提高正極片的電解液的吸液量，增加反應(yīng)界面，減少極化。c、PVDF粘合劑：將鉆酸鋰、導(dǎo)電劑和鋁箔或鋁網(wǎng)粘合在一起。d、正極引線：由鋁箔或鋁帶制成。2、 負(fù)極組成：a、 石墨：負(fù)極活性物質(zhì)，構(gòu)成負(fù)極反應(yīng)的主要物質(zhì)；主要分為天然石墨和人造石墨兩大類。b、 導(dǎo)電劑：提高負(fù)極片的導(dǎo)電性，補(bǔ)償負(fù)極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性。提高反應(yīng)深度及利用率。防止枝晶的產(chǎn)生。利用導(dǎo)電材料的吸液能力，提高反應(yīng)界面，減少極化。（可根據(jù)石墨粒度分布選擇加或不加）。c、 添加劑：降低不可逆反應(yīng)，提高粘附力，提高漿料黏度，防止?jié){料沉淀。d、 水性粘合劑：將石墨、導(dǎo)電劑、添加劑和銅箔或銅網(wǎng)粘合在一起。e、 負(fù)極引線：由銅箔或鎳帶制成。二、 配料目的：配料過(guò)程實(shí)際上是將漿料中的各種組成按標(biāo)準(zhǔn)比例混合在一起，調(diào)制成漿料，以利于均勻涂布，保證極片的一致性。配料大致包括五個(gè)過(guò)程，即：原料的預(yù)處理、摻和、浸濕、分散和絮凝。三、 配料原理：(一)、正極配料原理1、 原料的理化性能。鉆酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為6-8um，含水量<0.2%，通常為堿性，PH值為10-11左右。錳酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為5-7um，含水量<0.2%，通常為弱堿性，PH值為8左右。導(dǎo)電劑：非極性物質(zhì)，葡萄鏈狀物，含水量3-6%，吸油值~300，粒徑一般為2-5^m；主要有普通碳黑、超導(dǎo)碳黑、石墨乳等，在大批量應(yīng)用時(shí)一般選擇超導(dǎo)碳黑和石墨乳復(fù)配；通常為中性。(3)PVDF粘合劑：非極性物質(zhì)，鏈狀物，分子量從300，000到3，000，000不等；吸水后分子量下降，粘性變差。(4)NMP：弱極性液體，用來(lái)溶解/溶脹PVDF，同時(shí)用來(lái)稀釋漿料。2、 原料的預(yù)處理鉆酸鋰：脫水。一般用120oC常壓烘烤2小時(shí)左右。導(dǎo)電劑：脫水。一般用200oC常壓烘烤2小時(shí)左右。粘合劑：脫水。一般用120-140oC常壓烘烤2小時(shí)左右，烘烤溫度視分子量的大小決定。（4） NMP:脫水。使用干燥分子篩脫水或采用特殊取料設(shè)施，直接使用。3、 原料的摻和：（1） 粘合劑的溶解（按標(biāo)準(zhǔn)濃度）及熱處理。（2） 鉆酸鋰和導(dǎo)電劑球磨：使粉料初步混合，鉆酸鋰和導(dǎo)電劑粘合在一起，提高團(tuán)聚作用和的導(dǎo)電性。配成漿料后不會(huì)單獨(dú)分布于粘合劑中，球磨時(shí)間一般為2小時(shí)左右；為避免混入雜質(zhì)，通常使用瑪瑙球作為球磨介子。4、 干粉的分散、浸濕：（1） 原理：固體粉末放置在空氣中，隨著時(shí)間的推移，將會(huì)吸附部分空氣在固體的表面上，液體粘合劑加入后，液體與氣體開始爭(zhēng)奪固體表面；如果固體與氣體吸附力比與液體的吸附力強(qiáng)，液體不能浸濕固體；如果固體與液體吸附力比與氣體的吸附力強(qiáng)，液體可以浸濕固體，將氣體擠出。當(dāng)潤(rùn)濕角＜90度，固體浸濕。當(dāng)潤(rùn)濕角＞90度，固體不浸濕。正極材料中的所有組員都能被粘合劑溶液浸濕，所以正極粉料分散相對(duì)容易。（2） 分散方法對(duì)分散的影響：A、 靜置法（時(shí)間長(zhǎng)，效果差，但不損傷材料的原有結(jié)構(gòu)）；B、 攪拌法；自轉(zhuǎn)或自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)（時(shí)間短，效果佳，但有可能損傷個(gè)別材料的自身結(jié)構(gòu)）。1、 攪拌槳對(duì)分散速度的影響。攪拌槳大致包括蛇形、蝶形、球形、槳形、齒輪形等。一般蛇形、蝶形、槳型攪拌槳用來(lái)對(duì)付分散難度大的材料或配料的初始階段；球形、齒輪形用于分散難度較低的狀態(tài)，效果佳。2、 攪拌速度對(duì)分散速度的影響。一般說(shuō)來(lái)攪拌速度越高，分散速度越快，但對(duì)材料自身結(jié)構(gòu)和對(duì)設(shè)備的損傷就越大。3、 濃度對(duì)分散速度的影響。通常情況下漿料濃度越小，分散速度越快，但太稀將導(dǎo)致材料的浪費(fèi)和漿料沉淀的加重。4、 濃度對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響。濃度越大，柔制強(qiáng)度越大，粘接強(qiáng)度越大；濃度越低，粘接強(qiáng)度越小。5、 真空度對(duì)分散速度的影響。高真空度有利于材料縫隙和表面的氣體排出，降低液體吸附難度；材料在完全失重或重力減小的情況下分散均勻的難度將大大降低。6、 溫度對(duì)分散速度的影響。適宜的溫度下，漿料流動(dòng)性好、易分散。太熱漿料容易結(jié)皮，太冷漿料的流動(dòng)性將大打折扣。5、稀釋。將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。（二）、負(fù)極配料原理（大致與正極配料原理相同）1、原料的理化性能。（1） 石墨：非極性物質(zhì)，易被非極性物質(zhì)污染，易在非極性物質(zhì)中分散；不易吸水，也不易在水中分散。被污染的石墨，在水中分散后，容易重新團(tuán)聚。一般粒徑D50為20um左右。顆粒形狀多樣且多不規(guī)則，主要有球形、片狀、纖維狀等。（2） 水性粘合劑（SBR）:小分子線性鏈狀乳液，極易溶于水和極性溶劑。（3） 防沉淀劑（CMC）:高分子化合物，易溶于水和極性溶劑。（4） 異丙醇：弱極性物質(zhì)，加入后可減小粘合劑溶液的極性，提高石墨和粘合劑溶液的相容性；具有強(qiáng)烈的消泡作用；易催化粘合劑網(wǎng)狀交鏈，提高粘結(jié)強(qiáng)度。乙醇：弱極性物質(zhì)，加入后可減小粘合劑溶液的極性，提高石墨和粘合劑溶液的相容性；具有強(qiáng)烈的消泡作用；易催化粘合劑線性交鏈，提高粘結(jié)強(qiáng)度(異丙醇和乙醇的作用從本質(zhì)上講是一樣的，大批量生產(chǎn)時(shí)可考慮成本因素然后選擇添加哪種)。去離子水(或蒸餾水)：稀釋劑，酌量添加，改變漿料的流動(dòng)性。2、 原料的預(yù)處理：石墨：A、混合，使原料均勻化，提高一致性。B、300?400°C常壓烘烤，除去表面油性物質(zhì)，提高與水性粘合劑的相容能力，修圓石墨表面棱角(有些材料為保持表面特性，不允許烘烤，否則效能降低)。水性粘合劑：適當(dāng)稀釋，提高分散能力。3、 摻和、浸濕和分散：石墨與粘合劑溶液極性不同，不易分散。可先用醇水溶液將石墨初步潤(rùn)濕，再與粘合劑溶液混合。應(yīng)適當(dāng)降低攪拌濃度，提高分散性。分散過(guò)程為減少極性物與非極性物距離，提高勢(shì)能或表面能，所以為吸熱反應(yīng)，攪拌時(shí)總體溫度有所下降。如條件允許應(yīng)該適當(dāng)升高攪拌溫度，使吸熱變得容易，同時(shí)提高流動(dòng)性，降低分散難度。攪拌過(guò)程如加入真空脫氣過(guò)程，排除氣體，促進(jìn)固-液吸附，效果更佳。分散原理、分散方法同正極配料中的相關(guān)內(nèi)容，在三、(一)、4中有詳細(xì)論述，在此不予詳細(xì)解釋。4、 稀釋。將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。四、配料注意事項(xiàng)：1、 防止混入其它雜質(zhì)；2、 防止?jié){料飛濺；3、 漿料的濃度（固含量）應(yīng)從高往低逐漸調(diào)整，以免增加麻煩；4、 在攪拌的間歇過(guò)程中要注意刮邊和刮底，確保分散均勻；5、 漿料不宜長(zhǎng)時(shí)間擱置，以免沉淀或均勻性降低；6、 需烘烤的物料必須密封冷卻之后方可以加入，以免組分材料性質(zhì)變化；7、 攪拌時(shí)間的長(zhǎng)短以設(shè)備性能、材料加入量為主；攪拌槳的使用以漿料分散難度進(jìn)行更換，無(wú)法更換的可將轉(zhuǎn)速由慢到快進(jìn)行調(diào)整，以免損傷設(shè)備；8、 出料前對(duì)漿料進(jìn)行過(guò)篩，除去大顆粒以防涂布時(shí)造成斷帶；9、 對(duì)配料人員要加強(qiáng)培訓(xùn)，確保其掌握專業(yè)知識(shí)，以免釀成大禍；10、 配料的關(guān)鍵在于分散均勻，掌握該中心，其它方式可自行調(diào)整。五、總論：隨著電池制程的日益透明，鋰離子電池生產(chǎn)廠家越來(lái)越將配料列為核心機(jī)密，因?yàn)閺牟牧系奶暨x、處理到合理搭配包含了太多技術(shù)人員的心血，同樣的材料，有的廠家用起來(lái)特別順利，有的廠家就麻煩百出；有的廠家用中檔的材料可以做出高端的電池，而有的廠家卻使用最好的材料做成的電池慘不忍睹；本人在此發(fā)表配料的基礎(chǔ)知識(shí)，旨在讓大家對(duì)配料的了解多一些，少走一些彎路；但因本人水平有限，難免有疏漏之處，希望大家多多批評(píng)指正。我也期望大家在工作中認(rèn)真研究，真誠(chéng)交流，大膽創(chuàng)新，團(tuán)結(jié)起來(lái)，共同促進(jìn)中國(guó)鋰離子電池生產(chǎn)水平的提高。篇二：鋰電池基礎(chǔ)知識(shí)講解理想的鋰離子電池，除了鋰離子在正負(fù)極之間嵌入和脫出外，不發(fā)生其他副反應(yīng)，不出現(xiàn)鋰離子的不可逆消耗。實(shí)際的鋰離子電池，每時(shí)每刻都有副反應(yīng)存在，也有不可逆的消耗，如電解液分解，活性物質(zhì)溶解，金屬鋰沉積等，只不過(guò)程度不同而己。實(shí)際電池系統(tǒng)，每次循環(huán)中，任何能夠產(chǎn)生或消耗鋰離子或電子的副反應(yīng)，都可能導(dǎo)致電池容量平衡的改變。一旦電池的容量平衡發(fā)生改變，這種改變就是不可逆的，并且可以通過(guò)多次循環(huán)進(jìn)行累積，對(duì)電池性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。⑴正極材料的溶解尖晶石LiMn2O4中Mn的溶解是引起LiMn2O4可逆容量衰減的主要原因，對(duì)于Mn的溶解機(jī)理，一般有兩種解釋：氧化還原機(jī)制和離子交換機(jī)制。氧化還原機(jī)制是指放電末期Mn3+的濃度高，在LiMn2O4表面的Mn+會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)：2Mn3+（固）Mn4+（固）+Mn2+（液）歧化反應(yīng)生成的二價(jià)錳離子溶于電解液。離子交換機(jī)制是指Li+和H+在尖晶石表面進(jìn)行交換，最終形成沒(méi)有電化學(xué)活性的HMn2O4。Xia等的研究表明，錳的溶解所引起的容量損失占整個(gè)電池容量損失的比例隨著溫度的升高而明顯增大（由常溫下的23%增大到55°C時(shí)的34%）。⑵正極材料的相變化鋰離子電池中的相變有兩類：一是鋰離子正常脫嵌時(shí)電極材料發(fā)生的相變；二是過(guò)充電或過(guò)放電時(shí)電極材料發(fā)生的相變。對(duì)于第一類相變，一般認(rèn)為鋰離子的正常脫嵌反應(yīng)總是伴隨著宿主結(jié)構(gòu)摩爾體積的變化，同時(shí)在材料內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，從而引起宿主晶格發(fā)生變化，這些變化減少了顆粒間以及顆粒與電極間的電化學(xué)接觸。第二類相變是Jahn-Teller效應(yīng)。Jahn-Teller效應(yīng)是指由于鋰離子的反復(fù)嵌入與脫嵌引起結(jié)構(gòu)的膨脹與收縮，導(dǎo)致氧八面體偏離球?qū)ΨQ性并成為變形的八面體構(gòu)型。由于Jahn-Teller效應(yīng)所導(dǎo)致的尖晶石結(jié)構(gòu)不可逆轉(zhuǎn)變，也是LiMn2O4容量衰減的主要原因之一。在深度放電時(shí)，Mn的平均化合價(jià)低于3.5V，尖晶石的結(jié)構(gòu)由立方晶相向四方晶相轉(zhuǎn)變。四方晶相對(duì)稱性低且無(wú)序性強(qiáng)，使鋰離子的脫嵌可逆程度降低，表現(xiàn)為正極材料可逆容量的衰減。⑶電解液的還原鋰離子電池中常用的電解液主要包括由各種有機(jī)碳酸酯（如PC、EC、DMC、DEC等）的混合物組成的溶劑以及由鋰鹽（如LiPF6、LiClO4、LiAsF6等）組成的電解質(zhì)。在充電的條件下，電解液對(duì)含碳電極具有不穩(wěn)定性，故會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)。電解液還原消耗了電解質(zhì)及其溶劑，對(duì)電池容量及循環(huán)壽命產(chǎn)生不良影響，由此產(chǎn)生的氣體會(huì)增加電池的內(nèi)部壓力，對(duì)系統(tǒng)的安全造成威脅。⑷過(guò)充電造成的量損失負(fù)極鋰的沉積：過(guò)充電時(shí)，發(fā)生鋰離子在負(fù)極活性物質(zhì)表面上的沉積。鋰離子的沉積一方面造成可逆鋰離子數(shù)目減少，另一方面沉積的鋰金屬極易與電解液中的溶劑或鹽的分子發(fā)生反應(yīng)，生成Li2CO3、LiF或其他物質(zhì)，這些物質(zhì)可以堵塞電極孔，最終導(dǎo)致容量損失和壽命下降。電解液氧化：鋰離子電池常用的電解液在過(guò)充電時(shí)容易分解形成不可溶的Li2CO3等產(chǎn)物，阻塞極孔并產(chǎn)生氣體，這也會(huì)造成容量的損失，并產(chǎn)生安全隱患。正極氧缺陷：高電壓區(qū)正極LiMn2O4中有損失氧的趨勢(shì)，這造成氧缺陷從而導(dǎo)致容量損失。⑸自放電鋰離子電池的自放電所導(dǎo)致的容量損失大部分是可逆的，只有一小部分是不可逆的。造成不可逆自放電的原因主要有：鋰離子的損失（形成不可溶的Li2CO3等物質(zhì)）；電解液氧化產(chǎn)物堵塞電極微孔，造成內(nèi)阻增大。⑹介面膜的形成由于鋰離子或電解液與電極之間的不可逆反應(yīng)，sz在負(fù)極與電解液界面處會(huì)形成固態(tài)電解液界面層（SEI）。由于形成這種鈍化膜而損失的鋰離子將導(dǎo)致兩極間容量平衡的改變，在最初的幾次循環(huán)中就會(huì)使電池的容量下降。⑺集流體鋰離子電池中的集流體材料常用銅和鋁，兩者都容易發(fā)生腐蝕，集流體的腐蝕會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)阻增加，從而造成容量損失。為什么負(fù)極要用銅箔而正極要用鋁箔1、 采用兩者做集流體都是因?yàn)閮烧邔?dǎo)電性好，質(zhì)地比較軟（可能這也會(huì)有利于粘結(jié)），也相對(duì)常見(jiàn)比較廉價(jià)，同時(shí)兩者表面都能形成一層氧化物保護(hù)膜。2、 銅表面氧化層屬于半導(dǎo)體，電子導(dǎo)通，氧化層太厚，阻抗較大；而鋁表面氧化層氧化鋁屬絕緣體，氧化層不能導(dǎo)電，但由于其很薄，通過(guò)隧道效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電子電導(dǎo)，若氧化層較厚，鋁箔導(dǎo)電性級(jí)差，甚至絕緣。一般集流體在使用前最好要經(jīng)過(guò)表面清洗，一方面洗去油污，同時(shí)可除去厚氧化層。3、 正極電位高，鋁薄氧化層非常致密，可防止集流體氧化。而銅箔氧化層較疏松些，為防止其氧化，電位比較低較好，同時(shí)Li難與Cu在低電位下形成嵌鋰合金，但是若銅表面大量氧化，在稍高電位下Li會(huì)與氧化銅發(fā)生嵌鋰發(fā)應(yīng)。AL箔不能用作負(fù)極，低電位下會(huì)發(fā)生LiAl合金化。4、 集流體要求成分純。AL的成分不純會(huì)導(dǎo)致表面膜不致密而發(fā)生點(diǎn)腐蝕，更甚由于表面膜的破壞導(dǎo)致生成LiAl合金。銅網(wǎng)用硫酸氫鹽清洗后用去離子水清洗后烘烤，鋁網(wǎng)用氨鹽清洗后用去離子水清洗后烘烤，再噴網(wǎng)導(dǎo)電效果好。鋰離子電池的基本知識(shí)第一節(jié)鋰離子電池的基本知識(shí)一般而言，鋰離子電池有三部分構(gòu)成：鋰離子電芯保護(hù)電路(PCM)外殼即膠殼電池的分類從鋰離子電池與手機(jī)配合情況來(lái)看，一般分為外置電池和內(nèi)置電池，這種叫法很容易理解，外置電池就是直接裝在手上背面，如：MOTOROLA191，SAMSUNG系列等；而內(nèi)置電池就是裝入手機(jī)后，還另有一個(gè)外殼把其扣在手機(jī)電池內(nèi)，如：MOTOROLA998，8088，NOKIA的大部分機(jī)型外置電池外置電池的封裝形式有超聲波焊接和卡扣兩種：1.1超聲波焊接外殼這種封裝形式的電池外殼均有底面殼之分，材料一般為ABS+PC料，面殼一般噴油處理，代表型號(hào)有：MOTOROLA191，SAMSUNG系列，原裝電池的外殼經(jīng)噴油處理后長(zhǎng)期使用一般不會(huì)磨花，而一些品牌電池或水貨電池用上幾天外殼噴油就開始脫落了.其原因?yàn)椋菏謾C(jī)電池的外殼較便宜，而噴油處理的成本一般為外殼的幾倍（好一點(diǎn)的），這樣處理一般有三道工序：噴光油（打底），噴油（形成顏色），再噴亮油（順序應(yīng)該是這樣的，如果我沒(méi)記錯(cuò)的話），而一些廠商為了降低成本就省去了第一和第三道工序，這樣成本就很低了.超聲波焊塑機(jī)其作用為：行業(yè)內(nèi)比較好的國(guó)產(chǎn)超聲波焊塑機(jī)應(yīng)該是深圳科威信機(jī)電公司生產(chǎn)的.焊接有了好的超聲波焊塑機(jī)不夠的，是否能夠焊接OK，還與外殼的材料和焊塑機(jī)參數(shù)設(shè)置有很大關(guān)系，外殼方面主要與生產(chǎn)廠家的水口料摻雜情況有關(guān)，而參數(shù)設(shè)置則需自己摸索，由于涉及到公司一些技術(shù)資料，在這里不便多講.1.2卡扣式卡扣式電池的原理為底面殼設(shè)計(jì)時(shí)形成卡扣式，其一般為一次性，如果卡好后用戶強(qiáng)行折開的話，就無(wú)法復(fù)原，不過(guò)這對(duì)于生產(chǎn)廠家來(lái)講不是很大的難度（卡好后再折開），其代表型號(hào)有：愛(ài)立信788,MOTOROLAV66.內(nèi)置電池內(nèi)置電池的封形式也有兩種，超聲波焊接和包標(biāo)（使用商標(biāo)將電池全部包起）超聲波焊接的電池主要有：NOKIA8210，8250，8310，7210等.包標(biāo)的電池就很多了，如前兩年很滸的MOTO998，8088了.第二節(jié)鋰離子電芯的基本知識(shí)鋰離子電芯是一種新型的電池能源，它不含金屬鋰，在充放電過(guò)程中，只有鋰離子在正負(fù)極間往來(lái)運(yùn)動(dòng)，電極和電解質(zhì)不參與反應(yīng)。鋰離子電芯的能量容量密度可以達(dá)到300Wh/L，重量容量密度可以達(dá)到125Wh/L。一、 電芯原理鋰離子電芯的反應(yīng)機(jī)理是隨著充放電的進(jìn)行，鋰離子在正負(fù)極之間嵌入脫出，往返穿梭電芯內(nèi)部而沒(méi)有金屬鋰的存在，因此鋰離子電芯更加安全穩(wěn)定。其反應(yīng)示意圖及基本反應(yīng)式如下所示：二、 電芯的構(gòu)造電芯的正極是LiCoO2加導(dǎo)電劑和粘合劑，涂在鋁箔上形成正極板，負(fù)極是層狀石墨加導(dǎo)電劑及粘合劑涂在銅箔基帶上，目前比較先進(jìn)的負(fù)極層狀石墨顆粒已采用納米碳。根據(jù)上述的反應(yīng)機(jī)理，正極采用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2，其中LiCoO2本是一種層結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定的晶型，但當(dāng)從LiCoO2拿走XLi后，其結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化，但是否發(fā)生變化取決于X的大小。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)X>0.5時(shí)Li1-XCoO2的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為極其不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生晶型癱塌，其外部表現(xiàn)為電芯的壓倒終結(jié)。所以電芯在使用過(guò)程中應(yīng)通過(guò)限制充電電壓來(lái)控制Li1-XCoO2中的X值，一般充電電壓不大于4.2V那么X小于0.5，這時(shí)Li1-XCoO2的晶型仍是穩(wěn)定的。負(fù)極C6其本身有自己的特點(diǎn)，當(dāng)?shù)谝淮位珊?，正極LiCoO2中的Li被充到負(fù)極C6中，當(dāng)放電時(shí)Li回到正極LiCoO2中，但化成之后必須有一部分Li留在負(fù)極C6中，心以保證下次充放電Li的正常嵌入，否則電芯的壓倒很短，為了保證有一部分Li留在負(fù)極C6中，一般通過(guò)限制放電下限電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以鋰電芯的安全充電上限電壓W4.2V，放電下限電壓N2.5V。三、電芯的安全性電芯的安全性與電芯的設(shè)計(jì)、材料及生產(chǎn)工藝生產(chǎn)過(guò)程的控制等因素密切相關(guān)。在電芯的充放電過(guò)程中，正負(fù)極材料的電極電位均處于動(dòng)態(tài)變化中，隨著充電電壓的增高，正極材料(LixCoO2)電位不斷上升，嵌鋰的負(fù)極材料(LixC6)電位首先下降，然后出現(xiàn)一個(gè)較長(zhǎng)的電位平臺(tái)，當(dāng)充電電壓過(guò)高(>4.2V)或由于負(fù)極活性材料面密度相對(duì)于正極材料面密度(C/A)比值不足時(shí)，負(fù)極材料過(guò)度嵌鋰，負(fù)極電位則迅速下降，使金屬鋰析出(正常情況下則不會(huì)有金屬鋰的的析出)，這樣會(huì)對(duì)電芯的性能及安全性構(gòu)成極大的威脅。電位變化見(jiàn)下圖：在材料已定的情況下，C/A太大，則會(huì)出現(xiàn)上述結(jié)果。相反，C/A太小，容量低，平臺(tái)低，循環(huán)特性差。這樣，在生產(chǎn)加工中如何保證設(shè)計(jì)好的C/A比成了生產(chǎn)加工中的關(guān)鍵。所以在生產(chǎn)中應(yīng)就以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制：負(fù)極材料的處理將大粒徑及超細(xì)粉與所要求的粒徑進(jìn)行徹底分離，避免了局部電化學(xué)反應(yīng)過(guò)度激烈而產(chǎn)生負(fù)反應(yīng)的情況，提高了電芯的安全性。提高材料表面孔隙率，這樣可以提高10%以上的容量，同時(shí)在C/A比不變的情況下，安全性大大提高。處理的結(jié)果使負(fù)極材料表面與電解液有了更好的相容性，促進(jìn)了SEI膜的形成及穩(wěn)定上。制漿工藝的控制1） 制漿過(guò)程采用先進(jìn)的工藝方法及特殊的化學(xué)試劑，使正負(fù)極漿料各組之間的表面張力降到了最低。提高了各組之間的相容性，阻止了材料在攪拌過(guò)程“團(tuán)聚”的現(xiàn)象。2） 涂布時(shí)基材料與噴頭的間隙應(yīng)控制在0.2mm以下，這樣涂出的極板表面光滑無(wú)顆粒、凹陷、劃痕等缺陷。3） 漿料應(yīng)儲(chǔ)存6小時(shí)以上，漿料粘度保持穩(wěn)定，漿料內(nèi)部無(wú)自聚成團(tuán)現(xiàn)象。均勻的漿料保證了正負(fù)極在基材上分布的均勻性，從而提高了電芯的一致性、安全性。采用先進(jìn)的極片制造設(shè)備1） 可以保證極片質(zhì)量的穩(wěn)定和一致性，大大提高電芯極片均一性，降低了不安全電芯的出現(xiàn)機(jī)率。2） 涂布機(jī)單片極板上面密度誤差值應(yīng)小于土2%，極板長(zhǎng)度及間隙尺寸誤差應(yīng)小于2mm。3） 輥壓機(jī)的輥軸錐度和徑向跳動(dòng)應(yīng)不大于4um，這樣才能保證極板厚度的一致性。設(shè)備應(yīng)配有完善的吸塵系統(tǒng)，避免因浮塵顆粒而導(dǎo)致的電芯內(nèi)部微短路，從而保證了電芯的自放電性能。4） 分切機(jī)應(yīng)采用切刀為輥刀型的連續(xù)分切設(shè)備，這樣切出的極片不存在荷葉邊，毛刺等缺陷。同樣設(shè)備應(yīng)配有完善的吸塵系統(tǒng)，從而保證了電芯的自放電性能。先進(jìn)的封口技術(shù)目前國(guó)內(nèi)外方形鋰離子電芯的封口均采用激光（LASER）熔接封口技術(shù)，它是利用YAG棒（釔鋁石榴石）激光諧振腔中受強(qiáng)光源（一般為氮燈）的激勵(lì)下發(fā)出一束單一頻率的光（入二1.06mm）經(jīng)過(guò)諧振折射聚焦成一束，再把聚焦的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)電芯的筒體和蓋板之間，使其熔化后親合為一體，以達(dá)到蓋板與筒體的密封熔合的目的。為了達(dá)到密封焊，必須掌握以下幾個(gè)要素：1） 必須有能量大、頻率高、聚焦性能好、跟蹤精度高的激光焊機(jī)。2） 必須有配合精度高的適用于激光焊的電芯外殼及蓋板。3） 必須有高統(tǒng)一純度的氮?dú)獗Ｗo(hù)，特別是鋁殼電芯要求氮?dú)饧兌雀撸駝t鋁殼表面就會(huì)產(chǎn)生難以熔化的A12O3（其熔點(diǎn)為2400°C）。四、電芯膨脹原因及控制鋰離子電芯在制造和使用過(guò)程中往往會(huì)有腫脹現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)分析與研究，發(fā)現(xiàn)主要有以下兩方面原因：1鋰離子嵌入帶來(lái)的厚度變化電芯充電時(shí)鋰離子從正極脫出嵌入負(fù)極，引起負(fù)極層間距增大，而出現(xiàn)膨脹，一般而言，電芯越厚，其膨脹量越大。工藝控制不力引起的膨脹在制造過(guò)程中，如漿料分散、C/A比離散性、溫度控制都會(huì)直接影響電芯電芯的膨脹程度。特別是水，因?yàn)槌潆娦纬傻母呋钚凿囂蓟衔飳?duì)水非常敏感，從而發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)生的氣體造成電芯內(nèi)壓升高，增加了電芯的膨脹行為。所以在生產(chǎn)中，除了應(yīng)對(duì)極板嚴(yán)格除濕外，在注液過(guò)程中更應(yīng)采用除濕設(shè)備，保證空氣的干燥度為HR2%，露點(diǎn)（大氣中的濕空氣由于溫度下降，使所含的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)而開始凝結(jié)時(shí)的溫度）小于-40°C。在非常干燥的條件下，并采取真空注液，極大地降低了極板和電解液的吸水機(jī)率。五、鋁殼電芯與鋼殼電芯安全性比較鋁殼相對(duì)于鋼殼具有很高的安全優(yōu)勢(shì)，以下是不同的壓力實(shí)驗(yàn)：注：壓力是電芯壓力為電芯內(nèi)部之壓力（單位：Kg），表內(nèi)數(shù)據(jù)為電芯之厚度（單位：mm）由此可見(jiàn)鋼殼對(duì)內(nèi)壓反映十分遲鈍，而鋁殼對(duì)內(nèi)壓反應(yīng)卻十分敏銳。因此從厚度上就基本能判斷出電芯的內(nèi)壓，而鋼殼電芯往往隱含著內(nèi)壓帶來(lái)的不安全隱患。其中鋼殼電芯型號(hào)為063448。第三節(jié)鋰離子電池保護(hù)線路（PCM）由第二節(jié)鋰離子電芯的知識(shí)我們可以看出，鋰離子電池至少需要三重保護(hù)——過(guò)充電保護(hù)，過(guò)放電保護(hù)，短路保護(hù)，那么就應(yīng)而產(chǎn)生了其保護(hù)線路，那么這個(gè)保護(hù)線路針對(duì)以上三個(gè)保護(hù)要求而言：過(guò)充電保護(hù)：過(guò)充電保護(hù)IC的原理為：當(dāng)外部充電器對(duì)鋰電池充電時(shí)，為防止因溫度上升所導(dǎo)致的內(nèi)壓上升，需終止充電狀態(tài)。此時(shí)，保護(hù)IC需檢測(cè)電池電壓，當(dāng)?shù)竭_(dá)4.25V時(shí)（假設(shè)電池過(guò)充點(diǎn)為4.25V）即啟動(dòng)過(guò)度充電保護(hù)，將功率MOS由開轉(zhuǎn)為切斷，進(jìn)而截止充電。過(guò)放電保護(hù)：過(guò)放電保護(hù)IC原理：為了防止鋰電池的過(guò)放電，假設(shè)鋰電池接上負(fù)載，當(dāng)鋰電池電壓低于其過(guò)放電電壓檢測(cè)點(diǎn)（假定為2.5V）時(shí)將啟動(dòng)過(guò)放電保護(hù)，使功率MOSFET由開轉(zhuǎn)變?yōu)榍袛喽刂狗烹姡员苊怆姵剡^(guò)放電現(xiàn)象產(chǎn)生，并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機(jī)模式，此時(shí)的電流僅0.1uA。當(dāng)鋰電池接上充電器，且此時(shí)鋰電池電壓高于過(guò)度放電電壓時(shí)，過(guò)度放電保護(hù)功能方可解除。另外，考慮到脈沖放電的情況，過(guò)放電檢測(cè)電路設(shè)有延遲時(shí)間以避免產(chǎn)生誤教你制片＜一＞制片前段.極片輥壓.首先要有一臺(tái)好的輥壓機(jī)，當(dāng)然沒(méi)有太好的也沒(méi)有關(guān)系，只要輥面是平的基本上沒(méi)有什么問(wèn)題，現(xiàn)在來(lái)說(shuō)說(shuō)連續(xù)式輥壓.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)對(duì)輥壓力，取一單片試輥，輥壓速度最好在10M/MIN以內(nèi)，直到試片極片合格為止；B：涂布收卷卷徑最好控制在W150mm，放卷張力調(diào)節(jié)好，還要保證保證扶輥正常工作C；單片試輥合格后，手動(dòng)穿帶，穿帶過(guò)程平穩(wěn)，不能弄破極片，調(diào)節(jié)好收卷張力平衡（不要忘了給氣漲筒打氣，嘿嘿!）打開糾偏器，開機(jī)生產(chǎn)！〖注意事項(xiàng)：〗速度不能開太快，生產(chǎn)的速度要和試片時(shí)的速度一致.收卷時(shí)極片要用膠紙固定在卷筒上，并保證兩邊張力一致.3注意極片的的走帶并且即使糾正4，定時(shí)測(cè)量極片厚度，檢查極片外觀.裁大片這里說(shuō)的是連續(xù)裁大片.A把輥壓好的極片放入裁片機(jī)放卷氣軸，調(diào)節(jié)好兩邊張力，將極片（集流體）較光的一面朝上，調(diào)節(jié)裁片參數(shù)C試裁合格后生產(chǎn)，裁好的極片應(yīng)整齊的放在物料盤里.〖注意事項(xiàng)：〗1生產(chǎn)前要檢查裁片機(jī)刀口是否鋒利，平整.裁片后極片是否有毛刺.2保持機(jī)臺(tái)，物料盤的清潔3定時(shí)測(cè)量裁片尺寸，檢查極片外觀＜二＞制片分切極片這里說(shuō)的是連續(xù)分條A使用符合要求的分條到，安裝好后用酒精清洗.B安裝好分條定位擋板，保證分條后兩邊邊料尺寸一致C試分條合格后可以生產(chǎn)〖注意事項(xiàng)：〗1分條刀上下刀面要平行，一致.2擋板一定要安裝好，極片分條后不能不能分斜，3分條后極片如果打皺，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)分條刀左右兩邊壓力，放片過(guò)程要保證極片平整的穿過(guò)分條刀4分條刀口不能有缺口，注意分條后極片外觀，及時(shí)糾正錯(cuò)誤的操作.極片分重略〖注意事項(xiàng)：〗檔次要分清楚，稱重臺(tái)面要保持水平，清潔，電子稱空載歸零稱重時(shí)極片要輕拿輕放，保證極片在稱重過(guò)程中不被撞傷或者產(chǎn)生邊緣毛刺.稱好的極片平整的放在指定位置或物料盤內(nèi)，每一打極片要用軟制海綿條隔開.稱重速度不宜太快，挑選出外觀不合格的極片.3極耳焊接A使用符合要求的極耳，B調(diào)節(jié)好點(diǎn)焊機(jī)電流參數(shù)等C焊接的位置，焊接的尺寸要保證〖注意事項(xiàng)：〗點(diǎn)焊時(shí)極片要輕拿輕放，點(diǎn)焊好的極片要定時(shí)做剝離測(cè)試，防止虛焊.點(diǎn)焊電流參數(shù)調(diào)節(jié)好，除了不能虛焊以外，還要注意不能焊穿極耳.焊接尺寸要控制好來(lái)4包膠紙A膠紙規(guī)格按要求使用，使用前確定膠紙的粘性是否能保證包膠后的牢固性〖注意事項(xiàng)：〗極片要輕拿輕放，工作臺(tái)面要保持清潔.包膠時(shí)要保證膠紙兩面對(duì)稱且包好的膠紙要平整不要包到附料5外觀全檢返修A按要求挑選極片并分類放置，可以返修的要按要求返修.B不漏檢，發(fā)現(xiàn)異?；蛏瞎ば蛟斐刹涣继鄷r(shí)要及時(shí)與上工序溝通解決C記錄各人生產(chǎn)不良項(xiàng)目，數(shù)量等.〖注意事項(xiàng)：〗返修極片一定要按要求操作各項(xiàng)記錄必須真實(shí)，溝通要及時(shí).篇三：鋰電池基本知識(shí)Li-ion電池有哪些優(yōu)點(diǎn)？哪些缺點(diǎn)？Li-ion具有以下優(yōu)點(diǎn)：1） 單體電池的工作電壓高達(dá)2.75-4.2V（標(biāo)稱電壓3.6V或者3.7V）2） 比能量大，循環(huán)壽命長(zhǎng)，一般均可達(dá)到500次以上，甚至1000次.4） 安全性能好，無(wú)公害，無(wú)記憶效應(yīng).作為L(zhǎng)i-ion前身的鋰電池，因金屬鋰易形成枝晶發(fā)生短路，縮減了其應(yīng)用領(lǐng)域：Li-ion中不含鎘、鉛、汞等對(duì)環(huán)境有污染的元素：部分工藝（如燒結(jié)式）的Ni-Cd電池存在的一大弊病為“記憶效應(yīng)”，嚴(yán)重束縛電池的使用，但Li-ion根本不存在這方面的問(wèn)題。5） 自放電小室溫下充滿電的Li-ion儲(chǔ)存1個(gè)月后的自放電率為10%左右，2、什么充電限制電壓？額定容量？額定電壓？終止電壓？A、 充電限制電壓按生產(chǎn)廠家規(guī)定，電池由恒流充電轉(zhuǎn)入恒壓充電時(shí)的電壓值。一般單節(jié)電池充電限制電壓4.2V，多節(jié)就是N*4.2（n=1，2，3，4 ）B、 額定容量生產(chǎn)廠家標(biāo)明的電池容量，指電池在環(huán)境溫度為20°C±5°C條件下，以5h率放電至終止電壓時(shí)所應(yīng)提供的電量，用C5表示，單位為Ah（安培小時(shí)）或mAh（毫安小時(shí)）。C、 標(biāo)稱電壓用以表示電池電壓的近似值。D、 終止電壓規(guī)定放電終止時(shí)電池的負(fù)載電壓，其值為n*2.75V（鋰離子單體電池的串聯(lián)只數(shù)用“n”表示）。10、 為什么恒壓充電電流為逐漸減少？因?yàn)楹懔鬟^(guò)程終止時(shí)，電池內(nèi)部的電化學(xué)極化然后保持在整個(gè)恒流中相同的水平，恒壓過(guò)程，再恒定電場(chǎng)作用下，內(nèi)部Li+的濃差極化在逐漸消除，離子的遷移數(shù)和速度表現(xiàn)為電流逐漸減少。11、 什么是電池的容量？電池的容量有額定容量和實(shí)際容量之分。電池的額定量是指設(shè)計(jì)與制造電池時(shí)規(guī)定或保證電池在一定的放電條件下，應(yīng)該放出最低限度的電量。Li-ion規(guī)定電池在常溫、恒流（1C）恒壓（4.2V）控制的充電條件下充電3h，電池的實(shí)際容量是指電池在一定的放電條件下所放出的實(shí)際電量，主要受放電倍率和溫度的影響（故嚴(yán)格來(lái)講，電池容量應(yīng)指明充放電條件）。容量常見(jiàn)單位有：mAh、Ah=1000mAh）12、 什么是電池內(nèi)阻？是指電池在工作時(shí)，電流流過(guò)電池內(nèi)部所受到的阻力。有歐姆內(nèi)阻與極化內(nèi)阻兩部分組成。電池內(nèi)阻大，會(huì)導(dǎo)致電池放電工作電壓降低，放電時(shí)間縮短。內(nèi)阻大小主要受電池的材料、制造工