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锂离子电池原理、常见不良项目及成因、涂布方法汇总(-07-11 09:28:25)通常而言,锂离子电池有三部分组成:1.锂离子电芯；2.保护电路(PCM)；3.外壳即胶壳。分类从锂离子电池和手机配合情况来看,通常分为外置电池和内置电池,这种叫法很轻易了解,外置电池就是直接装在手上后面,如: MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列等;而内置电池就是装入手机后,还另有一个外壳把其扣在手机电池内,如:MOTOROLA998,8088,NOKIA大部分机型1.外置电池外置电池封装形式有超声波焊接和卡扣两种:1.1超声波焊接外壳这种封装形式电池外壳全部有底面壳之分,材料通常为ABS+PC料,面壳通常喷油处理,代表型号有 :MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列,原装电池外壳经喷油处理后长久使用通常不会磨花,而部分品牌电池或水货电池用上几天外壳喷油就开始脱落了.其原因为:手机电池外壳较廉价,而喷油处理成本通常为外壳几倍(好一点),这么处理通常有三道工序:喷光油(打底),喷油(形成颜色),再喷亮油(次序应该是这么,假如我没记错话),而部分厂商为了降低成本就省去了第一和第三道工序,这么成本就很低了.超声波焊塑机焊接有了好超声波焊塑机不够,是否能够焊接OK,还和外壳材料和焊塑机参数设置有很大关系,外壳方面关键和生产厂家水口料掺杂情况相关,而参数设置则需自己探索,因为包含到企业部分技术资料,在这里不便多讲.1.2卡扣式卡扣式电池原理为底面壳设计时形成卡扣式,其通常为一次性,假如卡好后用户强行折开话,就无法复原,不过这对于生产厂家来讲不是很大难度(卡好后再折开),其代表型号有:爱立信788,MOTOROLA V66.2.内置电池内置电池封形式也有两种,超声波焊接和包标(使用商标将电池全部包起)超声波焊接电池关键有:NOKIA 8210,8250,8310,7210等.包标电池就很多了,如前两年很浒MOTO998 ,8088了.锂离子电池原理及工艺步骤一、 原理1.0正极结构LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔）正极2.0负极结构石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+集流体（铜箔）负极电芯结构电芯正极是LiCoO2加导电剂和粘合剂，涂在铝箔上形成正极板，负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上，现在比较优异负极层状石墨颗粒已采取纳米碳。依据上述反应机理，正极采取LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2，其中LiCoO2本是一个层结构很稳定晶型，但当从LiCoO2拿走XLi后，其结构可能发生改变，不过否发生改变取决于X大小。经过研究发觉当X0.5时Li1-XCoO2结构表现为极其不稳定，会发生晶型瘫塌，其外部表现为电芯压倒终止。所以电芯在使用过程中应经过限制充电电压来控制Li1-XCoO2中X值，通常充电电压小于4.2V那么X小于0.5 ，这时Li1-XCoO2晶型仍是稳定。负极C6其本身有自己特点，当第一次化成后，正极LiCoO2中Li被充到负极C6中，当放电时Li回到正极LiCoO2中，但化成以后必需有一部分Li留在负极C6中，心以确保下次充放电Li正常嵌入，不然电芯压倒很短，为了确保有一部分Li留在负极C6中，通常经过限制放电下限电压来实现。所以锂电芯安全充电上限电压4.2V，放电下限电压2.5V。3.0工作原理锂离子电池内部成螺旋型结构，正极和负极之间由一层含有很多细微小孔薄膜纸隔开。锂离子电芯是一个新型电池能源，它不含金属锂，在充放电过程中，只有锂离子在正负极间往来运动，电极和电解质不参与反应。锂离子电芯能量容量密度能够达成300Wh/L，重量容量密度能够达成125Wh/L。锂离子电芯反应机理是伴随充放电进行，锂离子在正负极之间嵌入脱出，往返穿梭电芯内部而没有金属锂存在，所以锂离子电芯愈加安全稳定。锂离子电池正极采取钴酸锂，正极集流体是铝箔；负极采取碳，负极集流体是铜箔，锂离子电池电解液是溶解了LiPF6有机体。锂离子电池正极材料是氧化钴锂，负极是碳。当对电池进行充电时，电池正极上有锂离子生成，生茶鞥锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极碳展现层状结构，它有很多微孔，抵达负极锂离子就嵌入到碳层微孔中，嵌入锂离子越多，充电容量越高。一样道理，党对电池进行放电时（即我们使用电池过程），嵌在负极碳层中锂离子脱出，有运动回到正极。回到正极锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说电池容量指就是放电容量。锂离子电池盖帽上有防爆孔，在内部压力过大情况下，防爆孔会自动打开泄压，以预防出现爆炸现象。锂离子电池性能：优良安全性因为使用优良负极材料，克服了电池充电过程中锂枝晶生长问题，使得锂离子电池安全性大大提升。同时采取特殊可恢复配件，确保了电池在使用过程中安全性。在生产加工中怎样确保设计好C/A？比成了生产加工中关键。所以在生产中应就以下多个方面进行控制：1.负极材料处理1)将大粒径及超细粉和所要求粒径进行根本分离，避免了局部电化学反应过分猛烈而产生负反应情况，提升了电芯安全性。2）提升材料表面孔隙率，这么能够提升10%以上容量，同时在C/A 比不变情况下，安全性大大提升。 处理结果使负极材料表面和电解液有了愈加好相容性，促进了SEI膜形成及稳定上。2.制浆工艺控制1)制浆过程采取优异工艺方法及特殊化学试剂，使正负极浆料各组之间表面张力降到了最低。提升了各组之间相容性，阻止了材料在搅拌过程“团聚”现象。2)涂布时基材料和喷头间隙应控制在0.2mm以下，这么涂出极板表面光滑无颗粒、凹陷、划痕等缺点。3)浆料应储存6小时以上，浆料粘度保持稳定，浆料内部无自聚成团现象。均匀浆料确保了正负极在基材上分布均匀性，从而提升了电芯一致性、安全性。3.采取优异极片制造设备1)能够确保极片质量稳定和一致性，大大提升电芯极片均一性，降低了不安全电芯出现机率。2)涂布机单片极板上面密度误差值应小于2%，极板长度及间隙尺寸误差应小于2mm。3)辊压机辊轴锥度和径向跳动应小于4m，这么才能确保极板厚度一致性。设备配有完善吸尘系统，避免因浮尘颗粒而造成电芯内部微短路，从而确保了电芯自放电性能。4)分切机应采取切刀为辊刀型连续分切设备，这么切出极片不存在荷叶边，毛刺等缺点。一样设备应配有完善吸尘系统，从而确保了电芯自放电性能。4.优异封口技术现在中国外方形锂离子电芯封口均采取激光（LASER）熔接封口技术，它是利用YAG棒（钇铝石榴石）激光谐振腔中受强光源（通常为氮灯）激励下发出一束单一频率光（=1.06mm）经过谐振折射聚焦成一束，再把聚焦焦点对准电芯筒体和盖板之间，使其熔化后亲合为一体，以达成盖板和筒体密封熔合目标。为了达成密封焊，必需掌握以下多个要素：1)必需有能量大、频率高、聚焦性能好、跟踪精度高激光焊机。2)必需有配合精度高适适用于激光焊电芯外壳及盖板。3)必需有高统一纯度氮气保护，尤其是铝壳电芯要求氮气纯度高，不然铝壳表面就会产生难以熔化Al2O3（其熔点为2400）。3.1充电过程如上图一个电源给电池充电,此时正极上电子e从经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”隔膜上弯弯曲曲小洞，“游泳”抵达负极，和早就跑过来电子结合在一起。正极上发生反应为LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli+Xe(电子)负极上发生反应为6C+XLi+Xe=LixC63.2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能够随电压改变而改变可变电阻，恒阻放电实质全部是在电池正负极加一个电阻让电子经过。由此可知，只要负极上电子不能从负极跑到正极，电池就不会放电。电子和Li+全部是同时行动，方向相同但路不一样，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”隔膜上弯弯曲曲小洞，“游泳”抵达正极，和早就跑过来电子结合在一起。二、 工艺步骤关键工序：1、制浆：用专门溶剂和粘结剂分别和粉末状正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状正负极物质。2涂膜：将制成浆料均匀地涂覆在金属箔表面，烘干，分别制成正负极极片。3、装配：按正极片隔膜负极片隔膜自上而下次序放好，经卷绕支持呢个电池极芯，再经注入电解液、封口等工艺过程，即完成电池装配过程，制成成品电池。4、化成：用专用电池充放电设备对成品电池进行充放电测试，对每一只电池全部进行检测，筛选出合格成品电池，待出厂。锂离子电池配料基础知识一、电极组成：1、 正极组成：a、 钴酸锂：正极活性物质，锂离子源，为电池提升锂源。b、 导电剂：提升正极片导电性，赔偿正极活性物质电子导电性。提升正极片电解液吸液量，增加反应界面，降低极化。c、 PVDF粘合剂：将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。d、 正极引线：由铝箔或铝带制成。2、 负极组成：a、 石墨：负极活性物质，组成负极反应关键物质；关键分为天然石墨和人造石墨两大类。b、 导电剂：提升负极片导电性，赔偿负极活性物质电子导电性。提升反应深度及利用率。预防枝晶产生。利用导电材料吸液能力，提升反应界面，降低极化。（可依据石墨粒度分布选择加或不加）。c、 添加剂：降低不可逆反应，提升粘附力，提升浆料黏度，预防浆料沉淀。d、 水性粘合剂：将石墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。e、 负极引线：由铜箔或镍带制成。二、配料目标：配料过程实际上是将浆料中多种组成按标准百分比混合在一起，调制成浆料，以利于均匀涂布，确保极片一致性。配料大致包含五个过程，即：原料预处理、掺和、浸湿、分散和絮凝。三、 配料原理：（一） 、正极配料原理（关键）1、 原料理化性能。（1）钴酸锂：非极性物质，不规则形状，粒径D50通常为6-8 m，含水量0.2%，通常为碱性，PH值为1011左右。 锰酸锂：非极性物质，不规则形状，粒径D50通常为5-7 m，含水量0.2%，通常为弱碱性，PH值为8左右。（2）导电剂：非极性物质，葡萄链状物，含水量3-6%，吸油值300，粒径通常为 25m；关键有一般碳黑、超导碳黑、石墨乳等，在大批量应用时通常选择超导碳黑和石墨乳复配；通常为中性。（3）PVDF粘合剂：非极性物质，链状物，分子量从300，000到3，000，000不等；吸水后分子量下降，粘性变差。（4）NMP溶剂：弱极性液体，用来溶解/溶胀PVDF，同时用来稀释浆料。2、 原料预处理（1） 钴酸锂：脱水。通常温度为120，常压烘烤2小时左右。（2） 导电剂：脱水。通常温度为200，常压烘烤2小时左右。（3） 粘合剂：脱水。通常温度为120140，常压烘烤2小时左右，烘烤温度视分子量大小决定。（4） NMP：脱水。使用干燥分子筛脱水或采取特殊取料设施，直接使用。3、 原料掺和：（1）粘合剂溶解（按标准浓度）及热处理。（2）钴酸锂和导电剂球磨：使粉料初步混合，钴酸锂和导电剂粘合在一起，提升团聚作用和导电性。配成浆料后不会单独分布于粘合剂中，球磨时间通常为2小时左右；为避免混入杂质，通常使用玛瑙球作为球磨介子。4、 干粉分散、浸湿：（1）原理：固体粉末放置在空气中，伴随时间推移，将会吸附部分空气在固体表面上，液体粘合剂加入后，液体和气体开始争夺固体表面；假如固体和气体吸附力比和液体吸附力强，液体不能浸湿固体；假如固体和液体吸附力比和气体吸附力强，液体能够浸湿固体，将气体挤出。当润湿角90度，固体浸湿。当润湿角90度，固体不浸湿。 正极材料中全部组员全部能被粘合剂溶液浸湿，所以正极粉料分散相对轻易。（2） 分散方法对分散影响：A、 静置法（时间长，效果差，但不损伤材料原有结构）；B、 搅拌法；自转或自转加公转（时间短，效果佳，但有可能损伤部分材料本身结构）。1、搅拌桨对分散速度影响。搅拌桨大致包含蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。通常蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对付分散难度大材料或配料初始阶段；球形、齿轮形用于分散难度较低状态，效果佳。2、搅拌速度对分散速度影响。通常说来搅拌速度越高，分散速度越快，但对材料本身结构和对设备损伤就越大。3、浓度对分散速度影响。通常情况下浆料浓度越小，分散速度越快，但太稀将造成材料浪费和浆料沉淀加重。4、浓度对粘结强度影响。浓度越大，柔制强度越大，粘接强度越大；浓度越低，粘接强度越小。5、真空度对分散速度影响。高真空度有利于材料缝隙和表面气体排出，降低液体吸附难度；材料在完全失重或重力减小情况下分散均匀难度将大大降低。6、温度对分散速度影响。适宜温度下，浆料流动性好、易分散。太热浆料轻易结皮，太冷浆料流动性将大打折扣。5、 稀释。将浆料调整为适宜浓度，便于涂布。（二）、负极配料原理（大致和正极配料原理相同）1、 原料理化性能。（1）石墨：非极性物质，易被非极性物质污染，易在非极性物质中分散；不易吸水，也不易在水中分散。被污染石墨，在水中分散后，轻易重新团聚。通常粒径D50为20m左右。颗粒形状多样且多不规则，关键有球形、片状、纤维状等。（2）水性粘合剂（SBR）：小分子线性链状乳液，极易溶于水和极性溶剂。（3）防沉淀剂即增稠剂（CMC）：高分子化合物，易溶于水和极性溶剂。（4）异丙醇：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液极性，提升石墨和粘合剂溶液相容性；含有强烈消泡作用；易催化粘合剂网状交链，提升粘结强度。 乙醇：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液极性，提升石墨和粘合剂溶液相容性；含有强烈消泡作用；易催化粘合剂线性交链，提升粘结强度（异丙醇和乙醇作用从本质上讲是一样，大批量生产时可考虑成本原因然后选择添加哪种）。（5）去离子水（或蒸馏水）：稀释剂，酌量添加，改变浆料流动性。2、 原料预处理：（1）石墨：A、混合，使原料均匀化，提升一致性。B、300400常压烘烤，除去表面油性物质，提升和水性粘合剂相容能力，修圆石墨表面棱角（有些材料为保持表面特征，不许可烘烤，不然效能降低）。（2） 水性粘合剂：合适稀释，提升分散能力。3、 掺和、浸湿和分散：（1） 石墨和粘合剂溶液极性不一样，不易分散。（2） 可先用醇水溶液将石墨初步润湿，再和粘合剂溶液混合。（3） 应合适降低搅拌浓度，提升分散性。（4）分散过程为降低极性物和非极性物距离，提升势能或表面能，所以为吸热反应，搅拌时总体温度有所下降。如条件许可应该合适升高搅拌温度，使吸热变得轻易，同时提升流动性，降低分散难度。（5） 搅拌过程如加入真空脱气过程，排除气体，促进固-液吸附，效果更佳。（6） 分散原理、分散方法同正极配料中相关内容，在三、（一）、4中有具体叙述，在此不予具体解释。4、 稀释。将浆料调整为适宜浓度，便于涂布。四、 配料注意事项：1、 预防混入其它杂质；2、 预防浆料飞溅；3、 浆料浓度（固含量）应从高往低逐步调整，以免增加麻烦；4、 在搅拌间歇过程中要注意刮边和刮底，确保分散均匀；5、 浆料不宜长时间搁置，以免沉淀或均匀性降低；6、 需烘烤物料必需密封冷却以后方能够加入，以免组分材料性质改变；7、搅拌时间长短以设备性能、材料加入量为主；搅拌桨使用以浆料分散难度进行更换，无法更换可将转速由慢到快进行调整，以免损伤设备；8、 出料前对浆料进行过筛，除去大颗粒以防涂布时造成断带；9、 对配料人员要加强培训，确保其掌握专业知识，以免酿成大祸；10、 配料关键在于分散均匀，掌握该中心，其它方法可自行调整。五、总论：伴随电池制程日益透明，锂离子电池生产厂家越来越将配料列为关键机密，因为从材料挑选、处理到合理搭配包含了太多技术人员心血，一样材料，有厂家用起来尤其顺利，有厂家就麻烦百出；有厂家用中等材料能够做出高端电池，而有厂家却使用最好材料做成电池惨不忍睹；本人在此发表配料基础知识，意在让大家对配料了解多部分，少走部分弯路；但因本人水平有限，难免有疏漏之处，期望大家多多批评指正。我也期望大家在工作中认真研究，真诚交流，大胆创新，团结起来，共同促进中国锂离子电池生产水平提升。锂离子电池制片过程掉粉分析和讨论。 极片掉粉现在钴酸锂生产工艺，基础上不会掉粉，掉粉可能性在生产过程中影响原因有：1、配方百分比不妥，如粘接剂太少，容剂少致使搅拌不均匀。2、粘接剂烘烤温度过高，使粘接剂结构受到破坏，。3、浆料搅拌时间不够，没有完全搅拌开，4、涂布时温度太低，极片未烘干。5、涂布量不均匀，厚度差异太大。6、极片在辊压前未烘烤，在空气中大量吸收水份。7、辊压时压力过大，使极粉和集流体剥离。8、辊压时极片放送方法不对，造成极片受力不均。9、用油性正极，水性负极，不掉粉？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.正极和负极配片未配好；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.负极片和极耳虚焊； b.正极片和极耳虚焊； c.正极耳和盖帽虚焊；d.负极耳和壳虚焊； e.铆钉和压板接触内阻大； 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.用户线路板漏电（指用户加工后送回电芯）； d.用户未按要求点焊（用户加工后电芯）；e.毛刺； f.微短路； g.负极产生枝晶。4.超厚产生超厚原因有以下几点: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（隔膜纸太小或未垫好）；d.卷绕不齐；e.没包好；f.隔膜有洞；g.毛刺8.断路。a) 极耳和铆钉未焊好，或有效焊点面积小；b) 连接片断裂（连接片太短或和极片点焊时焊得太靠下）四、锂离子电池安全特征锂离子电池已很广泛应用于大家日常生活中，所以它安全性能绝对应该是锂离子电池第一项考评指标。对于锂离子电池安全性能考评指标，国际上要求了很严格标准，一只合格锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件：1）短路：不起火，不爆炸；2）过充电：不起火，不爆炸；3）热箱试验：不起火，不爆炸（150恒温10min）；4）针刺：不爆炸（用3mm钉穿透电池）；5）平板冲击：不起火，不爆炸；（10kg重物自1米高处砸向电池）；6）焚烧：不爆炸（煤气火焰烧考电池）。 为了确保锂离子电池安全可靠使用，教授们进行了很严格、周密电池安全设计，以达成电池安全考评指标。1、隔膜135自动关断保护：采取国际优异Celgard2300PE-PP-PE三层复合膜。在电池升温达成120情况下，复合膜两侧PE膜孔闭合，电池内阻增大，电池内部形成大面积断路，电池不再升温。3、电池盖复合结构：电池盖采取刻痕防爆结构，当电池升温，压力达成一定程度刻痕破裂、放气。4、多种环境滥用试验：进行各项滥用试验，如外部短路、过充、针刺、平板冲击、焚烧等，考察电池安全性能。同时对电池进行温度冲击试验和振动、跌落、冲击等力学性能试验，考察电池在实际使用环境下性能情况。锂离子电池保护线路(PCM)锂离子电池最少需要三重保护-过充电保护,过放电保护,短路保护；那么就应而产生了其保护线路,那么这个保护线路针对以上三个保护要求而言:1、过充电保护: 过充电保护IC 原理为：当外部充电器对锂电池充电时，为预防因温度上升所造成内压上升，需终止充电状态。此时，保护 IC 需检测电池电压，当抵达 4.25V 时（假设电池过充点为 4.25V）即开启过分充电保护，将功率MOS由开转为切断，进而截止充电。2、过放电保护: 过放电保护IC 原理：为了预防锂电池过放电，假设锂电池接上负载，当锂电池电压低于其过放电电压检测点（假定为 2.5V）时将开启过放电保护，使功率 MOSFET 由开转变为切断，进而截止放电，以避免电池过放电现象产生，并将电池保持在低静态电流待机模式，此时电流仅 0.1uA。当锂电池接上充电器，且此时锂电池电压高于过分放电电压时，过分放电保护功效方可解除。另外，考虑到脉冲放电情况，过放电检测电路设有延迟时间以避免产生误差。 3、短路保护：极片浆料涂布工艺路线选择1.1涂布方法选择成功处理极片浆料涂布关键之一是选择适宜涂布方法。大约有20多个涂布方法能够用于将液体料液涂布于支持体上，而每一个技术有很多专门配置，所以有很多个涂布型式可供选择。在研制锂离子电池试验室研究阶段，有用刮棒、刮刀或挤压等自制简单涂布试验装置进行极片涂布试验，只能涂布出少许样品供试验研究，效果并不太理想，并存在多种多样问题。通常选择涂布方法需要从下面多个方面考虑，包含：涂布层数，湿涂层厚度，涂布液流变特征，要求涂布精度，涂布支持体或基材，涂布速度等。怎样选择适合极片浆料涂布方法?除上述原因外，还必需结合极片涂布具体情况和特点。锂离子电池极片涂布特点是：双面单层涂布；浆料湿涂层较厚(100300m)；浆料为非牛顿型高粘度流体；极片涂布精度要求高，和胶片涂布精度相近；涂布支持体为厚度1020m铝箔和铜箔；和胶片涂布速度相比，极片涂布速度不高。我们首先从涂布层数来考虑选择涂布技术路线。极片需要在金属箔两面全部涂浆料。现在有同时在支持体两面进行涂布技术，但假如选择同时双面涂布方法，就会使涂布后干燥和极片传送设备变成极为复杂和难于操作。所以涂布技术路线决定选择单层涂布，另一面在干燥后再进行一次涂布。考虑到极片涂布属于厚涂层涂布。刮棒、刮刀和气刀涂布只适适用于较薄涂层涂布，不适适用于极片浆料涂布。在余下多个涂布方法中，浸涂最为简单，但其涂布厚度受涂布浆料粘度和涂布速度影响，难于进行高精度涂布。综合考虑极片浆料涂布各项特殊要求，挤压涂布或辊涂可供选择.1.2、条缝挤压涂布及其涂布窗口挤压涂布技术是较为优异技术，能够用于较高粘度流体涂布，能取得较高精度涂层。采取条缝挤压涂布，怎样取得均匀涂层?必需使挤压嘴设计及操作参数在一个适宜范围内，也就是进入在涂布技术中称为“涂布窗口”临界条件范围内，才能进行正常涂布。挤压嘴设计对涂布精度有极为关键影响。所以设计时需要有涂布浆料流变特征具体数据。而一旦按提供流变数据设计加工出挤压嘴，在涂布浆料流变性质有较大改变时，就有可能影响涂布精度，挤压涂布设备比较复杂，运行操作需要专门技术。1.3、辊涂工艺涂布窗口辊涂是比较成熟涂布工艺，若有高精度涂布辊和精密轴承，有可能得到均匀度很好涂层。辊涂能够应用于极片浆料涂布。辊涂有多个型式，按辊转动方向区分就有顺转辊和逆转辊涂布两种。另外还有配置3辊、4辊等多达10多个辊涂型式。到底用哪一个辊涂型式比很好呢?这要依据多种浆料流变性质进行选择。也就是所设计辊涂型式，结构尺寸，操作条件，涂液物理性质等多种条件必需在一个合理范围内，也就是操作条件进入涂布窗口，才能涂布出无弊病涂层。2极片涂布中关键技术在全部涂布产品中胶片所要求涂布精度是最高一个，所以胶片涂布中很多技术是处理极片涂布基础。但极片涂布所特有要求必需有特殊技术才能处理。2.1高粘度极片浆料涂布极片浆料粘度极高，超出通常涂布液粘度，而且所要求涂量大，用现有常规涂布方法无法进行均匀涂布。我们比较分析了多种涂布方法，依据其流动机理，结合极片浆料流变特征和涂布要求，设计了多种试验方案进行验证，找到了多个可用于极片浆料涂布方法，成功地处理了高粘度极片浆料连续稳定、均匀涂布难题。2.2极片定长分段和双面叠合涂布技术不管是胶片涂布，还是其它涂布产品，绝大多数全部是在片幅上进行连续涂布。而锂离子电池极片是分段涂布，生产不一样型号锂离子电池，所需要每段极片长度也是不一样。假如采取连续涂布，再进行定长分切生产极片，在组装电池时需要在每段极片一端刮除浆料涂层，露出金属箔片。用连续涂布定长分切工艺路线，效率低，不能满足最终进行规模生产需要。所以我们考虑采取定长分段涂布方法，在涂布时按电池规格需要涂布及空白长度进行分段涂布。采取单纯机械装置极难实现不一样电池规格所需要长度分段涂布。我们在涂布头设计中采取计算机技术，将极片涂布头设计成光、机、电一体化智能化控制涂布装置。涂布前将操作参数用键盘输入计算机，在涂布过程中由计算机控制，自动进行定长分段和双面叠合涂布。所以涂布机能够任意设定涂布和空白长度进行分段涂布，能满足多种型号锂离子电池极片涂布需要。2.3极片浆料厚涂层高效干燥技术极片浆料涂层比较厚，涂布量大，干燥负荷大。采取一般热风对流干燥法或烘缸热传导干燥法等干燥效率低。我们将胶片干燥中高效干燥技术应用于极片干燥器设计，采取优化设计热风冲击干燥技术，提升了干燥效率，能够进行均匀快速干燥，干燥后涂层无外干内湿或表面皲裂等弊病。2.4极片涂布生产流水线基片(极片)传输技术在极片涂布生产流水线中从放卷到收卷，中间包含有涂布、干燥等很多步骤，极片(基片)有多个传动点拖动。这和胶片涂布干燥生产流水线是相同。我们成功地将胶片涂布机传输技术应用于极片涂布，又针对基片是极薄铝箔铜箔，刚性差，易于撕裂和产生折皱等特点，在设计中采取特殊技术装置，在涂布区使极片保持平展，严格控制片路张力梯度，使整个片路张力全部处于安全极限内。在涂布流水线传动设计中，我们采取了直流电机智能调速控制技术，使涂布点片路速度保持稳定，从而确保了涂布纵向均匀度。在涂布机传输片路设计中，在涂布、收卷等关键部位，全部设计有自动纠偏装置，在涂布时使浆料正确地涂布于基片上，两边留有均匀片边，在极片收卷时能得到边缘整齐片卷，为极片生产下一道工序发明了有利条件。3极片涂布工艺步骤极片涂布通常工艺步骤以下：放卷接片拉片张力控制自动纠偏涂布干燥自动纠偏张力控制自动纠偏收卷涂布基片(金属箔)由放卷装置放出供入涂布机。基片首尾在接片台连接成连续带后由拉片装置送入张力调整装置和自动纠偏装置，经过调整片路张力和片路位置后进入涂布装置。极片浆料在涂布装置按预定涂布量和空白长度分段进行涂布。在双面涂布时，自动跟踪正面涂布和空白长度进行涂布。涂布后湿极片送入干燥道进行干燥，干燥温度依据涂布速度和涂布厚度设定。干燥后极片经张力调整和自动纠偏后进行收卷，供下一步工序进行加工。4设备安装调试及涂布情况研制设备由机械设备，电气控制，干燥通风等系统组成，安装后前后进行了机械试车，机电联试和联动试车，均达成设计和使用要求。按锂离子电池技术要求和设计技术指标投料涂布。涂布条件：涂布基片厚度为20m铝箔，涂布基片宽度为350mm，涂布速度5m/min。在上述条件下用浆料进行单面定长涂布，双面叠合涂布，同时进行干燥。整条生产线运行平稳，涂布干燥均匀。5样品测试结果5.1涂布均匀度涂布量相对偏差范围为2.22%-1.85%，绝对误差为4.07%。6拉浆正负极极片出现麻点颗粒现象,尤其表现在负极拉浆,在涂布那刻表现最显著,到出烤箱后比较难观察到,不过取了片对辊后就显著颗粒.原因:(本现象排除箔材氧化及外观不良可能)（1）浆料放置时间过久,通常超出12H以上问题会比较严重,请关注是否有此问题,假如有请控制时间；（2）浆料粘度过低(放久了粘度也会低),提议控制粘度在2500mpa.s以上；（3）浆料存贮温度过高,我碰到过一次,温度35度时就出现麻点，提议控制温度在25度左右；（4）无导电碳配方很轻易出现此问题,临时无很好措施,提议参考以下三条（5）搅拌转速度过快,能够合适依据你们工艺降些转速,只要能搅拌均匀,分散好.涂布时没有堵网现象就不是问题.中转暂存罐转速也要低些；（6）对于已出现麻点浆料提议处理以下A、搅拌几罐粘度高新鲜浆料混合使用掉B、在涂第二面时用无尘纸在第二面基材上稍微打些水(此方法很轻易造成拖尾/尺寸异常等问题,不好掌握,不太提议使用)（7）正极极少出现类是现象.负极倒是常常有这种现象,颗粒现象.把浆料退回抽真空搅拌后会有改善,假如是正极片出现麻点现象就要考虑烘烤温度了,能够降温减速会有改善。7、锂离子电池容量低原因分析近期在搜集相关锂离子电池低容量原因，个人搜集原因以下，发上来大家看看有什么补充没有，期望大家多多指教：1、压实密度大；2、极片附粉少；3、断片；4、电解液量少；5、化成不完全；6、检测容量充放电不完全；7、潮湿度高（吸水）；8、电池储存久；9、材料比容量低；10、极片虚焊,极耳虚焊；11、制成过程中环境控制如温度、湿度、露点.8、电芯膨胀原因及控制锂离子电芯在制造和使用过程中往往会有肿胀现象，经过分析和研究，发觉关键有以下两方面原因：（1）锂离子嵌入带来厚度改变. 电芯充电时锂离子从正极脱出嵌入负极，引发负极层间距增大，而出现膨胀，通常而言，电芯越厚，其膨胀量越大。（2）工艺控制不力引发膨胀. 在制造过程中，如浆料分散、C/A比离散性、温度控制全部会直接影响电芯电芯膨胀程度。尤其是水，因为充电形成高活性锂碳化合物对水很敏感，从而发生猛烈化学反应。反应产生气体造成电芯内压升高，增加了电芯膨胀行为。所以在生产中，除了应对极板严格除湿外，在注液过程中更应采取除湿设备，确保空气干燥度为HR2%，露点（大气中湿空气因为温度下降,使所含水蒸气达成饱和状态而开始凝结时温度）小于-40。在很干燥条件下，并采取真空注液，极大地降低了极板和电解液吸水机率。相关电池鼓壳和爆炸原因分析一、锂离子电池特征锂是化学周期表上直径最小也最活泼金属。体积小所以容量密度高，广受消费者和工程师欢迎。不过，化学特征太活泼，则带来了极高危险性。锂金属暴露在空气中时，会和氧气产生猛烈氧化反应而爆炸。为了提升安全性及电压，科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。这些材料分子结构，形成了奈米等级细小储存格子，可用来储存锂原子。这么一来，即使是电池外壳破裂，氧气进入，也会因氧分子太大，进不了这些细小储存格，使得锂原子不会和氧气接触而避免爆炸。锂离子电池这种原理，使得大家在取得它高容量密度同时，也达成安全目标。 锂离子电池充电时，正极锂原子会丧失电子，氧化为锂离子。锂离子经由电解液游到负极去，进入负极储存格，并取得一个电子，还原为锂原子。放电时，整个程序倒过来。为了预防电池正负极直接碰触而短路，电池内会再加上一个拥有众多细孔隔膜纸，来预防短路。好隔膜纸还能够在电池温度过高时，自动关闭细孔，让锂离子无法穿越，以自废武功，预防危险发生。保护方法 锂电池芯过充到电压高于4.2V后，会开始产生副作用。过充电压愈高，危险性也跟着愈高。锂电芯电压高于4.2V后，正极材料内剩下锂原子数量不到二分之一，此时储存格常会垮掉，让电池容量产生永久性下降。假如继续充电，因为负极储存格已经装满了锂原子，后续锂金属会堆积于负极材料表面。这些锂原子会由负极表面往锂离子来方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过隔膜纸，使正负极短路。有时在短路发生前电池就先爆炸，这是因为在过充过程，电解液等材料会裂解产生气体，使得电池外壳或压力阀鼓涨破裂，让氧气进去和堆积在负极表面锂原子反应，进而爆炸。所以，锂电池充电时，一定要设定电压上限，才能够同时兼顾到电池寿命、容量、和安全性。最理想充电电压上限为4.2V。 锂电芯放电时也要有电压下限。当电芯电压低于2.4V时，部分材料会开始被破坏。又因为电池会自放电，放愈久电压会愈低，所以，放电时最好不要放到2.4V才停止。锂电池从3.0V放电到2.4V这段期间，所释放能量只占电池容量3%左右。所以，3.0V是一个理想放电截止电压。 充放电时，除了电压限制，电流限制也有其必需。电流过大时，锂离子来不及进入储存格，会聚集于材料表面。这些锂离子取得电子后，会在材料表面产生锂原子结晶，这和过充一样，会造成危险性。万一电池外壳破裂，就会爆炸。 所以，对锂离子电池保护，最少要包含：充电电压上限、放电电压下限、及电流上限三项。通常锂电池组内，除了锂电池芯外，全部会有一片保护板，这片保护板关键就是提供这三项保护。不过，保护板这三项保护显然是不够，全球锂电池爆炸事件还是频传。要确保电池系统安全性，必需对电池爆炸原因，进行更仔细分析。二、电池爆炸原因:1:内部极化较大.2:极片吸水,和电解液发生反应气鼓.3:电解液本身质量,性能问题.4:注液时候注液量达不到工艺要求.5:装配制程中激光焊焊接密封性能差,漏气，测漏气时漏测.6:粉尘,极片粉尘首先易造成微短路.7:正负极片较工艺范围偏厚,入壳难.8:注液封口问题,钢珠密封性能不好造成气鼓.9:壳体来料存在壳壁偏厚,壳体变形影响厚度.三、爆炸类型分析 电池芯爆炸类形可归纳为外部短路、内部短路、及过充三种。此处外部系指电芯外部，包含了电池组内部绝缘设计不良等所引发短路。 当电芯外部发生短路，电子组件又未能切断回路时，电芯内部会产生高热，造成部分电解液汽化，将电池外壳撑大。当电池内部温度高到135摄氏度时，质量好隔膜纸，会将细孔关闭，电化学反应终止或近乎终止，电流骤降，温度也慢慢下降，进而避免了爆炸发生。不过，细孔关闭率太差，或是细孔根本不会关闭隔膜纸，会让电池温度继续升高，更多电解液汽化，最终将电池外壳撑破，甚至将电池温度提升到使材料燃烧并爆炸。 内部短路关键是因为铜箔和铝箔毛刺穿破隔膜，或是锂原子树枝状结晶穿破膈膜所造成。这些细小针状金属，会造成微短路。因为，针很细有一定电阻值，所以，电流不见得会很大。铜铝箔毛刺系在生产过程造成，可观察到现象是电池漏电太快，多数可被电芯厂或是组装厂筛检出来。而且，因为毛刺细小，有时会被烧断，使得电池又恢复正常。所以，因毛刺微短路引发爆炸机率不高。 这么说法，能够从各电芯厂内部全部常有充电后很快，电压就偏低不良电池，不过却鲜少发生爆炸事件，得到统计上支持。所以，内部短路引发爆炸，关键还是因为过充造成。因为，过充后极片上四处全部是针状锂金属结晶，刺穿点四处全部是，四处全部在发生微短路。所以，电池温度会逐步升高，最终高温将电解液气体。这种情形，不管是温度过高使材料燃烧爆炸，还是外壳先被撑破，使空气进去和锂金属发生猛烈氧化，全部是爆炸收场。