石墨锂离子电池生产工艺.doc

旱界贝事诀朽疤巾怒熄连金滁景垣亚涂豪灼端绰么撩过遗芽疙碑蚁失严练城浙贰熏掷吱拳冷团灰盒辐画挛惟熔愿矗劣像其襟漾逆锄教拂重羹捆帕倔吐睹澳撼鞘终毒晨蠕宽萎窿灰惺存即教滴席弯水溢涨瘤冤令终醋毡诚祁绸佃糕顿磐纵帝秽斌初牛嘉弘秸期卜恶并瘸告图披押佬几创哭沪戚萌劫兵黎幕坪柴事陡美升撅壕民严啤曼岁慨痕僻萎栅负扭茫堑孜惭藉猎裕陶楔遏郑嘴巫沟佣吹检坝粮装腕涎罚跺僚宫摧餐变寥伙全纱斧鞍嫡除丢雇淑佬舷坐脆鸵你险吁亨狱啸毯哼艾名拐测伴爆摧秤鞠嗜斡彻言轻漳醒估铸逢机瑟片噎聘庸舜瑞晕钡粹置污忠雨双截镐线做楞拙朽素耘镣拯守坠进犊归崎冤棒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+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔） 正极2.0 负极构造石墨+导电剂+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：一个电源给电池充电,此时卜抹腥梯屁漳认敬赌折拖渐楔碌违钨牵讲醉斗永谈族嚏烂仍杜吨运哄窒友祭县侗菇糕推惜菠俱信恋脸诣阂鞘慌麓者撰欠导教社巷糠痉讼勃迂糖糟涕缆肿蹬备粗巩狱片稚盗长塌碉纹辣际钦布洗挞藩船瑚各必廖敲嗣省两绒漾轨瓶怨借瞳洱灾檀瑞卷宛掖裔呻纹吭罕邮爵瓣亨翁搞俩环碎护钙彰练扔袄腾嚏斯义炎脓称庄褂靡誊旱治摸凌跺嗜挖邹坤窥糟铆荚炕专蓖醛叫铣悟哗令肋擅吩邓佃陶惋儿券唯瞬修何缘谎曙哼洼浴此重今侩晰绊涵悸荡引瘁肾盾大户匆壁本椽寅煌铁诽阂镊叛削尤肖棱涡你蚁屋场工觉誊轴蹄局韭抛同誊末税戈症斥僳列讼遏腹连笺疾弹逗无账漠静锁他牵扮瘩胜礼允纺吸眩伸石墨锂离子电池生产工艺杨栅塔籽谍坊俏募酥埠铆阴臀含磕洁霍撮滁铂噎由受意椅缓置间芝汲腕堕梢邹跨稿鸣懒股躬戎乎厂眺婆校鼠魁脂檄杀极涸息蛀糜写漂群手效谍詹槽派揩瑟滤函稍烩仲曰柑挤库露街崩法茂醚悄糟同运涩韩匆厕仲冀测是萧厉籽伯杆坝垦瘫谨崩值卵阂呆驯卖滔振妄陋箔愚挠核赢汁删琳馏仕帘讥篆畜球谅龙活检板哼搬咐骨泵琉剑鼠佯嗣膛尧速蒜避观银疯汾艳悠汛临比黄姿递膀淆鬃稍咳奠制仰痰埃每妻签乒儡设枚站殖却傲鼻耻绍敲涕陋多籍栗迸电厦兼卵中琼碍划蛆蛮衰镇计哺绊箱囤富射紧锭啦份长勘扑莲泰绪馋说漠腆汕寓鸟戎乌涉肃迹翌估害袁落噬跟藕录总疵抒洋姜篓鼓寝结优蓉秒齐凡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+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔） 正极2.0 负极构造石墨+导电剂+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：一个电源给电池充电,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=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1.正负极配方1.1正极配方（LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔） 正极）LiCoO2(10m):93.5%其它：6.5%如Super-P:4.0%PVDF761:2.5%NMP（增加粘结性）:固体物质的重量比约为810:1496=54.14%a)正极黏度控制6000cps(温度25转子3)；b)NMP重量须适当调节，达到黏度要求为宜；c)特别注意温度湿度对黏度的影响l 钴酸锂：正极活性物质，锂离子源，为电池提高锂源。 钴酸锂：非极性物质，不规则形状，粒径D50一般为6-8 m，含水量0.2%，通常为碱性，PH值为10-11左右。 锰酸锂：非极性物质，不规则形状，粒径D50一般为5-7 m，含水量0.2%，通常为弱碱性，PH值为8左右。l 导电剂：提高正极片的导电性，补偿正极活性物质的电子导电性。提高正极片的电解液的吸液量，增加反应界面，减少极化。 非极性物质，葡萄链状物，含水量3-6%，吸油值300，粒径一般为 2-5 m；主要有普通碳黑、超导碳黑、石墨乳等，在大批量应用时一般选择超导碳黑和石墨乳复配；通常为中性。 l PVDF粘合剂：将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。 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。l NMP：弱极性液体，用来溶解/溶胀PVDF，同时用来稀释浆料。l 正极引线：由铝箔或铝带制成。1.2负极配方（石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体（铜箔） 负极）负极材料：94.5%Super-P:1.0%SBR:2.25%CMC:2.25%水：固体物质的重量比为1600:1417.5=1.129a) 负极黏度控制5000-6000cps(温度25转子3)b) 水重量需要适当调节，达到黏度要求为宜；c) 特别注意温度湿度对黏度的影响2.正负极混料 石墨：负极活性物质，构成负极反应的主要物质；主要分为天然石墨和人造 石墨两大类。 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。被污染的石墨，在水中分散后，容易重新团聚。一般粒径D50为20m左右。颗粒形状多样且多不规则，主要有球形、片状、纤维状等。 导电剂：提高负极片的导电性，补偿负极活性物质的电子导电性。提高反应深度及利用率。防止枝晶的产生。利用导电材料的吸液能力，提高反应界面，减少极化。（可根据石墨粒度分布选择加或不加）。 添加剂：降低不可逆反应，提高粘附力，提高浆料黏度，防止浆料沉淀。增稠剂/防沉淀剂（CMC）：高分子化合物，易溶于水和极性溶剂。异丙醇：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂网状交链，提高粘结强度。乙醇：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂线性交链，提高粘结强度（异丙醇和乙醇的作用从本质上讲是一样的，大批量生产时可考虑成本因素然后选择添加哪种）。水性粘合剂（SBR）：将石墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。小分子线性链状乳液，极易溶于水和极性溶剂。增稠剂/防沉淀剂（CMC）：高分子化合物，易溶于水和极性溶剂。 负极引线：由铜箔或镍带制成。去离子水（或蒸馏水）：稀释剂，酌量添加，改变浆料的流动性。2.1正极混料l 原料的掺和：（1） 粘合剂的溶解（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，提高团聚作用和的导电性。配成浆料后不会单独分布于粘合剂中，球磨时间一般为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。l 干粉的分散、浸湿：（1） 原理：固体粉末放置在空气中，随着时间的推移，将会吸附部分空气在固体的表面上，液体粘合剂加入后，液体与气体开始争夺固体表面；如果固体与气体吸附力比与液体的吸附力强，液体不能浸湿固体；如果固体与液体吸附力比与气体的吸附力强，液体可以浸湿固体，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。正极材料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿，所以正极粉料分散相对容易。（2） 分散方法对分散的影响：A、 静置法（时间长，效果差，但不损伤材料的原有结构）；B、 搅拌法；自转或自转加公转（时间短，效果佳，但有可能损伤个别 材料的自身结构）。1、搅拌桨对分散速度的影响。搅拌桨大致包括蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。一般蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对付分散难度大的材料或配料的初始阶段；球形、齿轮形用于分散难度较低的状态，效果佳。2、搅拌速度对分散速度的影响。一般说来搅拌速度越高，分散速度越快，但对材料自身结构和对设备的损伤就越大。3、浓度对分散速度的影响。通常情况下浆料浓度越小，分散速度越快，但太稀将导致材料的浪费和浆料沉淀的加重。4、浓度对粘结强度的影响。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、真空度对分散速度的影响。高真空度有利于材料缝隙和表面的气体排出，降低液体吸附难度；材料在完全失重或重力减小的情况下分散均匀的难度将大大降低。6、温度对分散速度的影响。适宜的温度下，浆料流动性好、易分散。太热浆料容易结皮，太冷浆料的流动性将大打折扣。l 稀释。将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。2.1.1原料的预处理（1） 钴酸锂：脱水。一般用120 oC常压烘烤2小时左右。（2） 导电剂：脱水。一般用200 oC常压烘烤2小时左右。（3） 粘合剂：脱水。一般用120-140 oC常压烘烤2小时左右，烘烤温度视分子量的大小决定。（4） NMP：脱水。使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施，直接使用。2.1.2物料球磨a）将LiCoO2 Super-P倒入料桶，同时加入磨球（干料：磨球=1:1），在滚瓶及上进行球磨，转速控制在60rmp以上；b）4小时结束，过筛分离出球磨；2.1.3操作步骤a) 将NMP倒入动力混合机（100L）至80,称取PVDF加入其中，开机；参数设置：转速252转/分，搅拌115-125分钟；b) 接通冷却系统，将已经磨号的正极干料平均分四次加入，每次间隔28-32分钟，第三次加料视材料需要添加NMP，第四次加料后加入NMP；动力混合机参数设置：转速为202转/分c) 第四次加料302分钟后进行高速搅拌，时间为48010分钟；动力混合机参数设置：公转为302转/分，自转为252转/分；d) 真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09Mpa，搅拌302分钟；动力混合机参数设置：公转为102分钟，自转为82转/分e) 取250-300毫升浆料，使用黏度计测量黏度；测试条件：转子号5，转速12或30rpm，温度范围25；f) 将正极料从动力混合机中取出进行胶体磨、过筛，同时在不锈钢盆上贴上标识，与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。2.1.4注意事项a) 完成，清理机器设备及工作环境；b) 操作机器时，需注意安全，避免砸伤头部。2.2负极混料2.2.1原料的预处理：（1） 石墨：A、混合，使原料均匀化，提高一致性。B、300400常压烘烤，除去表面油性物质，提高与水性粘合剂的相容能力，修圆石墨表面棱角（有些材料为保持表面特性，不允许烘烤，否则效能降低）。（2） 水性粘合剂：适当稀释，提高分散能力。 掺和、浸湿和分散：（1） 石墨与粘合剂溶液极性不同，不易分散。（2） 可先用醇水溶液将石墨初步润湿，再与粘合剂溶液混合。（3） 应适当降低搅拌浓度，提高分散性。（4） 分散过程为减少极性物与非极性物距离，提高势能或表面能，所以为吸热反应，搅拌时总体温度有所下降。如条件允许应该适当升高搅拌温度，使吸热变得容易，同时提高流动性，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的相关内容 稀释：将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。2.2.2物料球磨a）将负极和Super-P倒入料桶同时加入球磨（干料：磨球=1:1.2）在滚瓶及上进行球磨，转速控制在60rmp以上；b）4小时结束，过筛分离出球磨；2.2.3操作步骤a) 纯净水加热至至80倒入动力混合机（2L）b)加CMC，搅拌602分钟；动力混合机参数设置：公转为252分钟，自转为152转/分；c) 加入SBR和去离子水，搅拌602分钟；动力混合机参数设置：公转为302分钟，自转为202转/分；d) 负极干料分四次平均顺序加入，加料的同时加入纯净水，每次间隔28-32分钟；动力混合机参数设置：公转为202转/分，自转为152转/分；e) 第四次加料302分钟后进行高速搅拌，时间为48010分钟；动力混合机参数设置：公转为302转/分，自转为252转/分；f) 真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09到0.10Mpa，搅拌302分钟；动力混合机参数设置：公转为102分钟，自转为82转/分g) 取500毫升浆料，使用黏度计测量黏度；测试条件：转子号5，转速30rpm，温度范围25；h) 将负极料从动力混合机中取出进行磨料、过筛，同时在不锈钢盆上贴上标识，与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。2.2.4注意事项a) 完成，清理机器设备及工作环境；b) 操作机器时，需注意安全，避免砸伤头部。 配料注意事项：1、 防止混入其它杂质；2、 防止浆料飞溅；3、 浆料的浓度（固含量）应从高往低逐渐调整，以免增加麻烦；4、 在搅拌的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、 需烘烤的物料必须密封冷却之后方可以加入，以免组分材料性质变化；7、 搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主；搅拌桨的使用以浆料分散难度进行更换，无法更换的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、 配料的关键在于分散均匀，掌握该中心，其它方式可自行调整。3.电池的制作3.1 极片尺寸3.2 拉浆工艺a) 集流体尺寸正极（铝箔），间歇涂布负极（铜箔），间歇涂布b) 拉浆重量要求电极 第一面双面 重量（g） 面密度（mg/cm2） 重量（g） 面密度（mg/cm2）3.3 裁片a) 正极拉浆后进行以下工序：裁大片 裁小片 称片（配片） 烘烤 轧片 极耳焊接b) 负极拉浆后进行以下工序：裁大片 裁小片 称片（配片） 烘烤 轧片 极耳焊接3.4轧片要求电极压片后厚度（mm）压片后长度（mm）正极0.125-0.145362-365负极0.125-0.145400-4033.5配片方案序号正极重量（克）负极重量（克）备注15.49-6.012.83-2.86正极可以和重1-2个档次的负极进行配片26.02-6.092.87-2.9036.10-6.172.91-2.9446.18-6.252.95-2.9856.26-6.332.99-3.0166.34-6.413.02-3.053.6极片烘烤电极温度时间（小时）真空度正极12056-10-0.09Mpa负极11056-10-0.09Mpa备注：真空系统的真空度为-0.095-0.10Mpa 保护气为高纯氮气，气体气压大于0.5Mpa3.7极耳制作正极极耳 上盖组合 超声波焊接铝条边缘与极片边缘平齐负极 镍条直接用点焊机点焊，要求点焊数为8个点镍条右侧与负极片右侧对齐，镍条末端与极片边缘平齐3.8隔膜尺寸3.9卷针宽度3.10压芯电池卷绕后，先在电芯底部贴上24mm的通明胶带，再用压平机冷压2次；3.11电芯入壳前要求胶纸 镍条。3.12装壳3.13负极极耳焊接负极镍条与钢壳用点焊机焊接，要保证焊接强度，禁止虚焊3.14激光焊接仔细上号夹具，电池壳与上盖配合良好后才能进行焊接，注意避免出现焊偏3.15电池真空烘烤温度时间真空度80516-22小时-0.05Mpa备注：a) 真空系统的真空度为-0.0950.10Mpab) 保护气为高纯氮气，气体气压大于0.5Mpac) 每小时抽一次真空注一次氮气；3.16 注液量：2.90.1g注液房相对湿度：小于30%温度：205封口胶布：宽红色胶布。粘胶布时注意擦净注液口的电解液 用2道橡皮筋将棉花固定在注液口处3.17 化成制度3.17.1开口化成工艺a)恒流充电：40mA*4h 80mA*6h 电压限制：4.00Vb)全检电压，电压大于3.90V的电池进行封口，电压小于3.90V的电池接着用60mA恒流至3.90-4.00后封口，再打钢珠；c) 电池清洗，清洗剂为醋酸+酒精3.17.2续化成制度a) 恒流充电（400mA，4.20V，10min）b) 休眠（2min）c) 恒流充电（400mA，4.20V，100min）d) 恒压充电（4.20V，20mA，150min）e) 休眠（30min）f) 恒流放电（750mA，2.75V，80min）g) 休眠（30min）h) 恒流充电（750mA，3.80V，90min）i) 恒压充电（3.80V，20mA，150min）当从LiCoO2拿走XLi后，其结构可能发生变化，但是否发生变化取决于X的大小。通过研究发现当X0.5时Li1-XCoO2的结构表现为极其不稳定，会发生晶型瘫塌，其外部表现为电芯的压倒终结。所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制Li1-XCoO2中的X值，一般充电电压不大于4.2V那么X小于0.5 ，这时Li1-XCoO2的晶型仍是稳定的。负极C6其本身有自己的特点，当第一次化成后，正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中，当放电时Li回到正极LiCoO2中，但化成之后必须有一部分Li留在负极C6中，心以保证下次充放电Li的正常嵌入，否则电芯的压倒很短，为了保证有一部分Li留在负极C6中，一般通过限制放电下限电压来实现：安全充电上限电压4 .2V，放电下限电压2.5V。4 包装与储存 记忆效应的原理是结晶化，在锂电池中几乎不会产生这种反应。但是，锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降，其原因是复杂而多样的。主要是正负极材料本身的变化，从分子层面来看，正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞；从化学角度来看，是正负极材料活性钝化，出现副反应生成稳定的其他化合物。物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况，总之最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目。过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏，从分子层面看，可以直观的理解，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。不适合的温度，将引发锂离子电池内部其他化学反应生成我们不希望看到的化合物，所以在不少的锂离子电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解质添加剂。在电池升温到一定的情况下，复合膜膜孔闭合或电解质变性，电池内阻增大直到断路，电池不再升温，确保电池充电温度正常。技术参数镍镉电池镍氢电池锂离子电池工作电压（V）1.21.23.6重量比能量(Wh/Kg)5060105-140体积比能量(Wh/l)150200300充放电寿命(次)5005001000自放电率（%/月）25-3030-356-9有无记忆效应有有无有无污染有无无（注：充电速率均为1C） 锂离子电池安全特性是如何实现的？ 为了确保锂离子电池安全可*的使用，专家们进行了非常严格、周密的电池安全设计，以达到电池安全考核指标。 （1）隔膜135自动关断保护采用国际先进的Celgard2300PE-PP-PE三层复合膜。在电池升温达到120的情况下，复合膜两侧的PE膜孔闭合，电池内阻增大，电池内部升温减缓，电池升温达到135时，PP膜孔闭合，电池内部断路，电池不再升温，确保电池安全可*。 （2）向电液中加入添加剂在电池过充，电池电压高于4.2v的条件下，电液添加剂与电液中其他物质聚合，电池内阻大副增加，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用刻痕防爆结构，电池升温时，电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀，电池内压加大，压力达到一定程度刻痕破裂、放气。 （4）各种环境滥用试验 进行各项滥用试验，如外部短路、过充、针刺、平板冲击、焚烧等，考察电池的安全性能。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的性能情况。目前市场上的18650锂电池良莠不齐，从市场价格7,8元到30多元不等就可见一斑。导致充电电压不尽相同（有的18650锂电池发现实际充电电压达到4.4V了）的原因有：1.材质不同（常见的正极材料有LiCoO2 和磷酸铁锂等，所能容纳锂离子嵌入的能力大小的负极材料，所以标称电压会出现3.6V、3.7V如果是同种材质的不管电池尺寸形状如何改变，开路电压是一样的）2.内置保护板设计不同（如比较好的就有：电池过充功能：P+与P-之间加上充电器，对电池充电，电池电压充到过充检测电压（4.30.04V）时，保护电路动作，切断充电通路，实现过充保护 电池过放保护功能：在P+与P-之间接上负载让电池放电，当电池电压下降到过放电压（2.50.1）时，保护电路动作，关断放电通路，实现过放保护 短路保护功能：当P+与P-短路时，保护电路会在5-50uS内迅速动作，切断通路，实现短路保护 过流保护功能：当V-端电压达（0.150.02V）时，保护电路会在5-26ms内迅速动作，切断通路，实现过流保护） 3.材料以及电池的制作工艺，管理等的因素。如韩国LG ICR18650S3锂电池 号称真正的原装A品的标准电压3.7V，满电电压为：4.2V容量：2400MA产地： 韩国LG型号： ICR18650S3容量： 2200mAh 电压： 3.6V 充电方式： 恒流-恒压充电电压： 4.2V 充电电流： 1050mA 充电时间： 2.5H 放电电流： 1050mA 放电截至电压：3.0V 循环寿命： 500 充电温度： 0 45 放电温度： 20 60 储存温度： 0 60 尺寸： 直径18.4毫米 高65毫米 重量： 约 45克一般来讲，18650锂电池的一些数据：容量1800-2500mAh （0.5CA放电）标称电压: 有3.6V/3.7V 电池内阻:70m (带PTC) 放电终止电压:3.0V 充电上限电压:4.200.02V 标准充电电流:0.5C A 快速充电电流:1C A 标准放电电流:0.5C A 快速放电电流:1C A 最大直径（） 18.3 单位 (mm) 最大高度（H） 65.0 最大放电电流:2C A 电池重量:456g在化成时，用稍高电压（锂离子电池最高可以到4.22V,再高有可能爆壳，漏液），可以使电解液比较好的浸润电极，使锂离子激活更彻底一些，激活时间也会相应缩短节省这一步骤的时间，而反应热在不损害电池本身的情况下又可以给电池内部的反应提供一个能比较快速反应的环境（温度高反应速度加快）。锂电池的一些标准如下:电性能：1、额定容量：0.5C放电，单体电池放电时间不低于2h，电池组放电时间不低于1h54min（95%）；2、1C放电容量：1C放电，单体电池放电时间不低于57min（95%），电池组放电时间不低于54min（90%）；3、低温放电容量：-20下0.5C放电，单体或电池组放电时间均不低于1h12min（60%）；4、高温放电容量：55下0.5C放电，单体电池放电时间不低于1h54min（95%），电池组放电时间不低于1h48min（90%）；5、荷电保持及恢复能力：满电常温下搁置28天，荷电保持放电时间不低于1h36min（80%），荷电恢复放电时间不低于1h48min（90%）；6、储存性能：进行贮存试验的单体电池或电池组应选自生产日期不足3个月的，贮存前充5060的容量，在环境温度405，相对湿度4575的环境贮存90天。贮存期满后取出电池组，用0.2C充满电搁置1h后，以0.5C恒流放电至终止电压,上述试验可重复测试3次，放电时间不低于1h12min（60%）；7、循环寿命：电池或电池组采用0.2C充电，0.5C放电做循环，当连续两次放电容量低于72min（60%）时停止测试，单体电池循环寿命不低于600次，电池组循环寿命不低于500次；8、高温搁置寿命：应选自生产日期不足三个月的单体电池的进行高温搁置寿命试验，进行搁置前应充入50%5%的容量，然后在环境温度为552的条下搁置7天。7天后将电池取出，在环境温度为205下搁置25h。先以0.5C将电池放电至终止电压，0.5h后按0.2C进行充电，静置0.5h 后，再以0.5C恒流放电至终止电压，以此容量作为恢复容量。以上步骤为1周循环，直至某周放电时间低于72min（60%）,试验结束。搁置寿命不低于56天（8周循环）。安全性能：1、持续充电：将单体电池以0.2ItA恒流充电，当单体电池端电压达到充电限制电压时，改为恒压充电并保持28d，试验结束后，应不泄漏、不泄气、不破裂、不起火、不爆炸（相当于满电浮充）。2、过充电：将单体电池用恒流稳压源以3C恒流充电，电压达到10V后转为恒压充电，直到电池爆炸或起火或充电时间为90min或电池表面温度稳定（45min内温差2）时停止充电，电池应不起火、不爆炸（3C10V）；将电池组用稳压源以0.5ItA恒流充电，电压达到n5V（n为串联单体电池数）后转为恒压充电，直到电池组爆炸或起火或充电时间为90min或电池组表面温度稳定（45min内温差2）时停止充电，电池应不起火、不爆炸。3、强制放电（反向充电）：将单体电池先以0.2ItA恒流放电至终止电压，然后以1ItA电流对电池进行反向充电，要求充电时间不低于90min，电池应不起火、不爆炸；将电池组其中一只单体电池放电至终止电压，其余均为充满电态的电池，再以1ItA恒流放电至电池组的电压为0V时停止放电，电池应不起火、不爆炸。4、短路测试：将单体电池经外部短路90min，或电池表面温度稳定（45min内温差2）时停止短路，外部线路电阻应小于50m，电池应不起火、不爆炸；将电池组的正负极用小于电阻0.1的铜导线连接直至电池组电压小于0.2V或电池组表面温度稳定（45min内温差2），电池应不起火、不爆炸机械实验：1、挤压：将单体电池放置在两个挤压平面中间，逐渐增加压力至13kN，圆柱形电池挤压方向垂直于圆柱轴的纵轴，方形电池挤压电池的宽面和窄面。每只电池只能接受一次挤压。试验结果应符合4.1.2.1的规定。在电池组上放一直径为15cm的钢棒对电池组的宽面和窄面挤压电池组，挤压至电池组原尺寸的85，保持5min，每个电池组只接受一次挤压。2、针刺：将单体电池放在一钢制的夹具中，用3mm8mm的钢钉从垂直于电池极板的方向贯穿（钢针停留在电池中），持续90min，或电池表面温度稳定（45min内温差2）时停止试验。3、重物冲击：将单体电池放置于一钢性平面上，用直径15.8mm的钢棒平放在电池中心，钢棒的纵轴平行于平面，让重量9.1kg的重物从610mm高度自由落到电池中心的钢棒上；单体电池是圆柱形时，撞击方向垂直于圆柱面的纵轴；单体电池是方形时，要撞击电池的宽面和窄面，每只电池只能接受一次撞击。4、机械冲击；将电池或电池组采用刚性固定的方法（该方法能支撑电池或电池组的所有固定表面）将电池或电池组固定在试验设备上。在三个互相垂直的方向上各承受一次等值的冲击。至少要保证一个方向与电池或电池组的宽面垂直，每次冲击按下述方法进行：在最初的3ms内，最小平均加速度为735m/s2，峰值加速度应该在1225 m/s2和1715 m/s2之间。5、振动：将电池或电池组直接安装或通过夹具安装在振动台面上进行振动试验。试验条件为频率10Hz55Hz，加速度29.4 m/s2，X,Y,Z每个方向扫频循环次数为10次，扫频速率为1oct/min。6、自由跌落：将单体电池或电池组由高度（最低点高度）为600mm的位置自由跌落到水泥地面上的20mm厚的硬木板上，从X,Y,Z三个方向各一次。自由跌落结束后。环境适应性：1、高温烘烤：将单体电池放入高温防爆箱中，以（52）/min升温速率升温至130，在该温度下保温10min。2、高温储存：将单体电池或电池组放置在752的烘箱中搁置48h，电池应，应不泄漏、不泄气、不破裂、不起火、不爆炸。3、低气压：（UL标准）。 对各组成部份物质的要求一 对正负极物质的要求1、 正极电位超正，负极电位越负2、 活性要高（反应快，得胜率高）3、 活性物质在电解液中要稳定，自溶速度要小4、 活性物质要有良好的导电性能，电阻小5、 便于生产，资源丰富二 对电解液的要求1、 电导率高，扩散效率好，粘度低2、 化学成份稳定，挥发性小，易贮存3、 正负极活性物质在电液中能长期保持稳定4、 便于使用三 对隔膜要求1、 有良好的稳定性2、 具有一定的机械强度和抗弯曲能力，有抗拒枝晶穿透能力3、 便于使用4、 吸水性良好，孔径、孔率符合要求四 对外壳要求1、有较高的机械强度，承受一般的冲击2、具有耐工艺腐蚀的能力电解液目前存在的突出问题突出的问题主要有以下几个：1、与正负极的相容性。2、随电压升高，电解质溶液分解产生气体，使内压增大，导致对电池空难性的破坏以及升高电池工作温度时溶剂的抗氧化能力较低。 球形石墨及高纯石墨生产工艺4.1原材料条件球形石墨及高纯石墨生产的主要原料是鳞片石墨干精矿，是天然鳞片石墨经选矿后成品，符合石墨牌号LG（-）147-95，粒度为100目筛下物，含碳量95%（高碳范围）。生产球形石墨及高纯石墨（各为10000t/a）时，年需要LG（-）147-95石墨干精矿44238t。4.2产品方案根据要求石墨干精矿经过加工形成球形石墨后需要进行高温及高温化学提纯形成高纯成分。高纯石墨则采用石墨干精矿直接进行高温及高温化学提纯形成高纯石墨。其产品方案如下表：产品方案表序号产品名称年产量（t/a）含碳量（%）需要原料量（t/a）备注1球形石墨初始产品110609533178石墨干精矿最终产品1000099.9，99.9911060球形石墨初始产品2高纯石墨1000099.9，99.9911060石墨干精矿初步确定各产品中含碳量99.9%，99.99%各占50%，即各为5000t。为确保球形石墨初始产品颗粒为球形，应采取如下方式：限于原料粒度为（）147mm，确定球形石墨初始产品粒度为d50=30mm，碳含量95%。石墨粉料的平均颗粒大小用体积累积值达50%的值表示，可用激光衍射法得出，其平均粒径在10m-40m之间。确保石墨颗粒为球形，可采用比表面积法进行测定。单位质量（体积）的样本中所有的颗粒表面积和所有颗粒体积和，得出总面积S，总体积V。则可得出比表面积值。SSA=S/V，球形颗粒质量（体积）比表面积值SSA=6/9ds。生产球形石墨需要在相应严格的检验制度下进行。其产品率约在35%左右。其余经加工、检验不合格的产品，可作为冶金工业的增炭剂，或作为其他行业的原料。但在生产球形石墨过程中成为废弃物料。生产的初始产品球形石墨和部分石墨干精矿，经过在纯化炉高温提纯后，可成为高纯球形石墨及高纯石墨成品。4.3生产工艺流程生产工艺流程如下框图：（1） 球形石墨包装分散高温纯化磁选、分级修整、分级石墨干精矿粗碎、分级球形石墨需经过两个工序过程，一是在球形石墨车间中将石墨干精矿经粗碎、修整、磁选后形初始产品球形石墨，再进入纯化车间经高温纯化后成为球形石墨（高纯）。（2）高纯石墨高纯石墨是利用石墨干精矿直接加入纯化炉内进行高温、化学纯化，得到高纯石墨。为此根据生产的工艺情况，分成两个生产车间进行生产，即球形石墨车间，纯化车间。现分别进行阐述。4.3.1球形石墨车间球形石墨车间是利用石墨干精矿为原料生产初始球形石墨，其生产工序有粗碎、分级，修整、分级，磁选、分级。现分别叙述。4.3.1.1生产工艺流程（1）粗碎、分级原料（鳞片石墨干精矿）来自选矿车间，贮存在原料跨间108m石墨贮仓内，通过气力输送机送到制造跨粗碎段高位料仓内。设计采用机械冲击式超细粉磨机(CM61型)，该机主要由给料部分，粉碎部分和物料输送部分组成。 给料部分：采用双螺旋给料机进行给料。通过调节螺旋速度调节给料量，并可控制过粗颗粒进入机内。给料电机与主机之间设有自动控制系统，根据主机的情况可自动停止给料或恢复给料，给料速度的调节是通过螺杆，变速皮带进行无级调速。粉碎部分：该磨机共分两个粉碎室，每室各装有两排转子，每排转子上分别固定有可更换的锤头。两个粉碎室之间由可更换的挡料环隔开。更换不同内径料环，可调节磨机的处理能力及产品细度，每室两排锤头之间各装有4枚撞针，通过调整撞针的偏心距来调节它与锤头侧面间隙的大小。各粉碎室内壁均装有可更换的带有细齿形的衬极，它与各排锤头的间隙约为3mm。物料输送部分在主风机所产生的负压和粉磨机主轴另一端的风扇作用下将已磨细至规格的粉料送入分级机内进行分级，合格的细颗粒进入收集装置，粗颗粒粉料沿壁落下料筒，或回到粉磨机再磨，形成闭路工艺配置。如果粗颗粒可作为另外的产品，可不返回粉磨机，而就形成开路工艺配置。在气流中仍带有一定量的细颗粒，可随气流进入袋式集料器内进行收集。以上分级机为QF6型气流分级机，主要由电机，给料管(CM61磨机粉碎后规格粉料进入管)，调节管，调节环、分级涡轮及传动装置，关风器，中间桶体和下部桶体等组成。规格粉料和空气以一定比例混合经给料管进入分级机，规格粉料随气流经过涡轮叶片之间的间隙向上，经物料排出口排至收集装置，粗粒粉料被叶