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锂离子电池原理及工艺流程是什么?

来源:钜大LARGE    2019-08-12    点击量:66

锂离子电池原理及工艺流程


锂离子电池原理及工艺流程

一、原理

1.0正极构造

LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(pVDF)+集流体(铝箔)正极

2.0负极构造

石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+集流体(铜箔)负极

3.0工作原理

3.1充电过程


电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达负极,与早就跑过来的电子结合在一起。

正极上发生的反应为

LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)

负极上发生的反应为

6C+XLi++Xe=====LixC6

3.2电池放电过程


放电有恒流放电和恒阻放电,恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻,恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。由此可知,只要负极上的电子不能从负极跑到正极,电池就不会放电。电子和Li+都是同时行动的,方向相同但路不同,放电时,电子从负极经过电子导体跑到正极,锂离子Li+从负极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。

二、工艺流程


三、电池不良项目及成因:

1.容量低

产生原因:

a.附料量偏少;b.极片两面附料量相差较大;c.极片断裂;

d.电解液少;e.电解液电导率低;f.正极与负极配片未配好;

g.隔膜孔隙率小;h.胶粘剂老化→附料脱落;i.卷芯超厚(未烘干或电解液未渗透)

j.分容时未充满电;k.正负极材料比容量小。

2.内阻高

产生原因:

a.负极片与极耳虚焊;b.正极片与极耳虚焊;c.正极耳与盖帽虚焊;

d.负极耳与壳虚焊;e.铆钉与压板接触内阻大;f.正极未加导电剂;

g.电解液没有锂盐;h.电池曾经发生短路;i.隔膜纸孔隙率小。

3.电压低

产生原因:

a.副反应(电解液分解;正极有杂质;有水);b.未化成好(SEI膜未形成安全);

c.客户的线路板漏电(指客户加工后送回的电芯);d.客户未按要求点焊(客户加工后的电芯);

e.毛刺;f.微短路;g.负极产生枝晶。

4.超厚

产生超厚的原因有以下几点:

a.焊缝漏气;b.电解液分解;c.未烘干水分;

d.盖帽密封性差;e.壳壁太厚;f.壳太厚;

g.卷芯太厚(附料太多;极片未压实;隔膜太厚)。

5.成因有以下几点


a.未化成好(SEI膜不完整、致密);b.烘烤温度过高→粘合剂老化→脱料;c.负极比容量低;

d.正极附料多而负极附料少;e.盖帽漏气,焊缝漏气;f.电解液分解,电导率降低。

6.爆炸

a.分容柜有故障(造成过充);b.隔膜闭合效应差;c.内部短路

7.短路


a.料尘;b.装壳时装破;c.尺刮(小隔膜纸太小或未垫好);

澳门葡京百家乐d.卷绕不齐;e.没包好;f.隔膜有洞;g.毛刺


8.断路

a)极耳与铆钉未焊好,或者有效焊点面积小;

b)连接片断裂(连接片太短或与极片点焊时焊得太靠下)


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