锂电池生产流程及工艺

锂电池生产流程及工艺

 

• 锂离子电池原理：锂离子电池作为一种化学电源，指分别用两个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。当电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反之。锂离子电池是物理学、材料科学和化学等学科研究的结晶。锂离子电池所涉及的物理机理,目前是以固体物理中嵌入物理来解释的,嵌入（intercalation）是指可移动的客体粒子（分子、原子、离子）可逆地嵌入到具有合适尺寸的主体晶格中的网络空格点上。电子输运锂离子电池的正极和负极材料都是离子和电子的混合导体嵌入化合物。电子只能在正极和负极材料中运动。已知的嵌入化合物种类繁多，客体粒子可以是分子、原子或离子．在嵌入离子的同时，要求由主体结构作电荷补偿，以维持电中性。电荷补偿可以由主体材料能带结构的改变来实现，电导率在嵌入前后会有变化。锂离子电池电极材料可稳定存在于空气中与其这一特性息息相关。嵌入化合物只有满足结构改变可逆并能以结构弥补电荷变化才能作为锂离子电池电极材料。 2. 生产工艺流程及控制 原材料 → 原材料检验 → 原材料预处理 → 配料 → 配料检验 → 真空感应熔炼 → 快冷铸锭 → 半成品检验 → 热处理 → 粗碎 → 制粉 → 筛分 → 后处理→真空或充氮气包装 → 成品检验 → 产品 A：冶炼：1) 工艺要求材料供应商提供材质单，QC部门还要进行测试，其成份和杂质含量满足工艺要求的办理入库备用。2) 原料预处理主要是清除原材料表面的污染物和氧化层，确保原材料的洁净。3) 配料要根据不同情况按规定指标补足某些易挥发元素如稀土、锰的烧损。4) 真空感应熔炼要在0.1Pa的真空度下充入氩气，在1300℃高温下将各成份金属熔化成合金，快冷铸锭，以获得晶粒细化、组织均匀的合金。 B：半成品：半成品检验有三方面内容：1) 外观：合金外观应具金属光泽，无明显氧化变色，合金组织结构应均匀致密，无疏松和杂质；2) 化学成分：合金化学成份应与设计成份相符；3) 电化学容量：应满足企业标准要求，否则不能下转。 C：热处理：采用真空热处理炉，抽真空后再充入氩气保护。热处理工艺主要使产品均质化和稳定化（消除内应力），保证合金平坦的平台压力，良好的均一性和良好的循环寿命特性。重点保证温度及真空度，做氧含量测定。 D：合金粗碎、制粉和包装全过程均在氩气保护下全封闭进行，确保合金的含氧量很低。成品检验有四方面内容：1) 外观：表面无变色氧化现象，无结块现象；2) 物理性能、粒度分布、松装比符合企业标准；3) 化学特性：合金粉的成份和杂质含量、合金的PCT曲线符合企业标准；4) 电化学性能：合金的电化学容量、充放电特性、循环寿命、大电流脉冲放电特性和温度特性。产品内包装为尼龙复合塑料袋抽真空双层包装，整箱再充氮气塑料袋包装，外箱：纸箱。