【摘要】 锂电浆料的稳定性是电池生产过程中保证电池一致性的重要指标，在整个生产工艺中对电池品质的影响度大于30%。

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根据外形来分，目前新能源汽车市场上常见的电池分为三类：方形铝壳电池、软包电池及圆柱电池。

 

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软包锂离子电池是指采用铝塑膜为外包装的电池。相比于方形铝壳电池及圆柱电池，软包电池在发生安全隐患的时候一般先胀气，或者从冲破封印处释放能量，不易发生爆炸，因而安全性能更高；同时，同等容量的软包电池要比方形铝壳轻，具有更高的能量密度。此外，软包电池的形状可根据客户的需求定制，设计上更加灵活，在新的型号的电池开发上更占优势。

 

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软包制作工艺步骤

 

1.匀浆搅拌

 

是指将活性物质、导电剂、粘结剂等物质按比例均匀分散，获得均匀、粘度稳定的浆料的过程。

主要目的：

是将分散均匀的浆料用于极片涂布工艺。

重要性：

锂电浆料的稳定性是电池生产过程中保证电池一致性的重要指标，在整个生产工艺中对电池品质的影响度大于30%。

 

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2.正极匀浆

  • 按比例称取将烘干后的原料于罐体中，开启仪器行星式离心混料机，低速混合一定时间。

  • 罐体中加入少量NMP，中高速混合。

  • 重复步骤2，直至浆料均匀，粘度合适。

  • 抽真空，高速搅拌，脱泡。

  • 取出浆料，用刮板细度计测试浆料细度，记录浆料细度值。

 

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3.涂布工艺

是指将稳定性好、粘度合适、流动性好的浆料均匀地涂覆在正/负极集流体上，并将浆料中的溶剂烘干的一种工艺。

 

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重要控制点：

1、涂布干燥温度控制：若涂布时干燥温度过低，则不能保证极片完全干燥，若温度过高，则可能因为极片内部的有机溶剂蒸发太快，极片表面涂层出现龟裂、脱落等现象；

2、涂布面密度：若涂布面密度太小，则电池容量可能达不到标称容量，若涂布面密度太大，则容易造成配料浪费，严重时如果出现正极容量过量，由于锂的析出形成锂枝晶刺穿电池隔膜发生短路，引发安全隐患；

3、涂布厚度：涂布厚度太薄或者太厚会对后续的极片轧制工艺产生影响，不能保证电池极片的性能一致性。

涂布面密度（正极：10~35mg/m2，负极：5-15 mg/m2）

 

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4.辊压工艺

是正负极金属集流体(正极为铝箔，负极为铜箔)上的涂布粉体电极材料经过辊压机压实的过程。

原理：通过调节压辊的间隙以调节压力，从而调节极片被压实的厚度和密度

 

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5.极片处理-模切切片

是指将辊压后的极片按组装要求，切割成合适大小形状的极片。

 

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6.叠片

将干燥好的正极极片、负极极片和隔膜进行堆叠形成电芯。隔膜位于正极极片和负极极片之间防止极片接触。

关键控制点：

  • 正负极对齐度一负极不能覆盖正极，有安全风险

  • 负极与隔膜对齐度一极耳方向，安全风险

  • 宽度方向，考虑负极膨胀问题

  • 隔膜褶皱→安全风险

 

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7.极耳焊接

电池是分正负极的，极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，通俗的说电池正负两极的耳朵是在进行充放电时的接触点。通常，电池的正极使用铝(AI)材料，负极使用镍(Ni)材料，负极也有铜镀镍(Ni-Cu)材料，它们都是由胶片和金属带两部分复合而成。

 

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8.顶侧封

顶封工序主要是铝塑膜、极耳胶以及极耳之间的封装。

侧封是铝塑膜CPP层之间的封装，尽量紧挨电芯侧边封口。

 

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9.电芯烘烤/注液/化成

烘烤：排出电芯水分，90℃ 48h(极片110℃12h，裸电芯90℃24h)

注液：将固定量的电解液注入到电池壳体内，导通离子，以便形成完整的电池回路；（注液量不同体系不一样，钴酸锂+石墨体系可以按照2.5-3.5g/Ah进行注液，三元+石墨体系按照2.5-3.5g/Ah进行注液，LFP+石墨体系按照4.5-5.5g/Ah注液。）

化成：对新电池进行第一次充电激活，电解液在电极表面发生反应，产生气体，并形成致密的固态电解质界面膜(SEI) ；（条件：建议50℃、0.3MPa，依次进行0.02C 10min、0.1C 30min恒流充电然后0.5C恒流恒压充电，截止电流0.05C。如有特殊要求可以提出，我方进行评估后确定。）

 

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新能源电池材料测试