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锂离子电池生产工艺流程及检测


锂离子电池生产流程 &检测标准

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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。

2

锂电池工艺流程—时间
物料准备
6h 卷绕装配 搁置陈化

8h
脱气

12h

配料
12h 涂布 8h 烤片 1h 脱气 9h 制片 8h 脱气保存 12h

化成
>10h 36h 搁置 6h 12h 振动 24h 2h 搁置 8h 3d 入库存放 24h 7d 发货 8h
3

激光焊 脱气 注液 搁置 预充

电池生产周期(到搁置前)为8.5天,搁置3天后入库,存放7天后发货,总共18.5天。

锂离子电池结构——正极
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。
正极集流体:铝带(约0.1mm厚) 高温胶带(约0.05mm厚)

正极基体:铝箔(约0.016mm厚)

正极物质:LiFePO4+碳黑+PVDF
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锂离子电池结构——负极
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。
负极集流体:镍带(约0.07mm厚)

负极基体:铜箔(约0.010mm厚)

负极物质:石墨+CMC+SBR
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锂离子电池结构——隔膜
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: ①离子透过度大 ②机械性强度适当 ③本身为绝缘体 ④不与电解液及电极发生反应

?

?

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0.016~0.020mm 三层一般为0.020~0.025mm
6

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: ? 质量指标:
溶剂组成 DMC:EMC:EC =1:1:1 (重量比) LiPF6浓度 1mol/l
密度(25℃)g/cm3 水分(卡尔费休法) 游离酸(以HF计) 电导率(25℃) 1.23±0.03 ≤20ppm ≤50ppm 10.4±0.5 ms/cm

7

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。
? 18mm

高度 50mm

LIR18500

8

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。
高度48mm

宽度30mm

厚度4.0mm

? LIS043048
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国际常用锂电池检测标准(一)
一、IEC/EN62133:2003 含碱性或非酸性电解液的单体蓄电池(电芯)和蓄电池组:便携式蓄电 芯及使用期制造的电池、便携应用的安全要求。 二、IEEE 1725:2006及CTIA认证程序 移动电话用可充电电池标准。 三、IEEE1625:2008 移动计算机用可充电电池标准 四、IEC 61960:2003/EN61960:2004 含碱性或非酸性电解液的单体蓄电池(电芯)和蓄电池组:便携式锂单 体蓄电池(电芯)和锂蓄电池组 五、韩国KPS认证主要测试标准UN38.3-2003 UN关于危险品运输的建议,手册及试验标准,第38.3节
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国际常用锂电池检测标准(二)
六、IEC 61959:2004/EN 61959:2004 含碱性或非酸性电解液的单体蓄电池和蓄电池:便携式密封锂单体蓄电 池和锂蓄电池的机械试验 七、JIS C 8714-2007 携带型电子设备用携带型锂离子蓄电池的安全测试 八、ICAO Doc9284-AN/905 危险物品安全航空运输技术细则 九、UL 1642-2007 锂电池锂电芯权威安全标准 十、UL2054-2006 家用及商业电池锂电池权威标准

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主要检测项目
电性测试 1.外部短路 2.强行放电 环境性能测试 1.高温储存

机械性能测试
1.振动 2.加速度 3.掉落

2.热量冲突
3.低压 4.热量升温 5.掉落至水中

3.连续充电
4.过量充电 5.大电流充电

4.钉子穿过电池 5.挤压
6.撞击 7.10m 掉落

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QC 743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》 ---中国锂离子动力电池检测标准
主要测试项目
外观 极性 外形尺寸和质量 蓄电池充电 20℃放电容量 -20℃放电容量 55℃放电容量 20℃倍率放电容量
常温、高温荷电保持能力及容量恢复能力 储存 循环寿命

安全性

过放电、过充电、短路、跌落、加热、挤压、针刺

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