圆柱电芯制造过程和流程培训市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

品质部品质部 日期：日期：.9.15第1页 锂电池锂电池正极材料是氧化锂钴，负极材料是碳材。电池经过正极正极材料是氧化锂钴，负极材料是碳材。电池经过正极产生锂离子在负极碳材中嵌入与迁出来实现电池充放电过程，产生锂离子在负极碳材中嵌入与迁出来实现电池充放电过程，所以人们称之为所以人们称之为Li-ionLi-ion。什么是锂离子电池？什么是锂离子电池？锂锂电池工作原理是什么？电池工作原理是什么？电池工作原理是什么？电池工作原理是什么？工作原理即充放电原理。工作原理即充放电原理。Li-ionLi-ion（锂电池）（锂电池）正极材料是氧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，生成锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极碳呈层状生成，生成锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极锂离子就嵌入到碳层微孔中，嵌结构，它有很多微孔，到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，当对电池进行放电时（即入锂离子越多，充电容量越高。一样，当对电池进行放电时（即我们使用电池过程），嵌在负极碳层中锂离子脱出，又运动回正我们使用电池过程），嵌在负极碳层中锂离子脱出，又运动回正极。回正极锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说电池容量极。回正极锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说电池容量指就是放电容量。在指就是放电容量。在Li-ionLi-ion充放电过程中，锂离子处于从正极充放电过程中，锂离子处于从正极负极负极正极运动状态。正极运动状态。Li-ionLi-ion就象一把摇椅，摇椅两端为电池两就象一把摇椅，摇椅两端为电池两极，而锂离子就象运动员一样在摇椅两端往返奔跑。所以，极，而锂离子就象运动员一样在摇椅两端往返奔跑。所以，Li-Li-ionion（锂电池）（锂电池）又叫摇椅式电池。又叫摇椅式电池。第2页什么是锂离子电池？什么是锂离子电池？充电充电正极反应：正极反应：LiCoO2 =Li1-xCoO2+xLi+xe-负极反应：负极反应：C+xLi+xe-=CLix 电池总反应：电池总反应：LiCoO2+C=Li1-xCoO2+CLix-放电放电第3页正电极LiCoO2负电极CLi+Li+Li+Li+Li+Li+充电放电氧钴锂离子炭e-e-e-e-e-e-e-第4页正极匀浆正极涂布正极碾压正极分切卷绕入壳滚槽注液激光焊封口预充OCV0第一次高温存放OCV1第三次常温存放OCV2第四次常温存放OCV3分容OCV4分级包装正极片烘烤极组烘烤热缩喷码制片车间制片车间装配车间装配车间化成车间化成车间包装车间包装车间负极匀浆负极涂布负极碾压负极分切负极片烘烤正极制胶负极制胶干燥存放二次清洗X-ray检测一次清洗涂防锈油壳体喷码第二次常温存放数据装载托盘注销外观全检喷等级码入库外观全检外观全检等级扫描检验第5页正正 极极 匀匀 桨桨搅拌机浆料小车钴酸锂导电剂胶液溶剂粘结剂制胶罐第6页正极制胶匀桨工序关键关键点：正极来料确实认：1、标识：清楚、明确，与BOM、发料单、工艺标准相一致。2、外观：包装完整，符合制程检验标准。3、保质：在使用期范围内。加料比：严格按电池工艺标准执行 钴酸锂:导电剂:粘结剂:制胶溶剂=100:0.77:1.35:34搅拌速度、时间：严格按电池工艺标准执行胶液粘度、固含量、外观：1、胶液粘度、固含量按工艺标准进行检验和控制 2、胶液外观要求：无色透明粘稠状、均匀、无白点、无沉淀、无杂质等。粉体过筛：1、筛网目数，粉体150目、super-p 100目 2、筛网外观：筛网无破损，网目无干料及杂质堵塞等现象。3、真空输送管无堵塞、通气不顺，罐体清洁无污物、杂质。除铁比率：来料和除铁后铁，铜，镍均要小于100PPM；除铁比率=除铁前铁含量（PPM）-出铁后铁含量（PPM）电子秤稳定性：用20Kg砝码天天校准一次。搅拌机循环水温度、搅拌速度、搅拌时间、加料次序：严格按工艺标准去设置和控制浆料粘度、固含量、外观：1、浆料粘度、固含量按工艺标准进行检验和控制 2、胶液外观要求：黑色均匀粘稠状胶体、无气泡、杂质、大颗粒、絮状凝胶、油污、沉淀等现象。抽真空要求：真空度为-（0.085-0.1）MPa干混罐残留物去除：罐内清洁、无污物、杂质。第7页负负 极极 匀匀 桨桨搅拌机浆料小车石墨导电剂胶液粘结剂 SBR 溶剂CMC制胶罐第8页负极制胶匀桨工序关键关键点：负极来料确实认：1、标识：清楚、明确，与BOM、发料单、工艺标准相一致。2、外观：包装完整，符合制程检验标准。3、保质：在使用期范围内。加料比：严格按电池工艺标准执行 石墨粉:导电剂:SBR:CMC:制胶溶剂=100:2.1:4.2:1.7:92搅拌速度、时间：严格按电池工艺标准执行胶液粘度、固含量、外观：1、胶液粘度、固含量按工艺标准进行检验和控制 2.开盖检验，每次取胶液上层和下层，无色透明粘稠状、均匀、无白点、无沉淀、无杂质等。粉体过筛：1、筛网目数，粉体150目、导电剂 50目 2、筛网外观：筛网无破损，网目无干料及杂质堵塞等现象。3、真空输送管无堵塞、通气不顺，罐体清洁无污物、杂质。除铁比率：来料和除铁后铁，铜，镍均要小于100PPM；除铁比率=除铁前铁含量（PPM）-出铁后铁含量（PPM）电子秤稳定性：用20Kg砝码天天校准一次。搅拌机循环水温度、搅拌速度、搅拌时间、加料次序：严格按工艺标准去设置和控制浆料粘度、固含量、外观：1、浆料粘度、固含量按工艺标准进行检验和控制 2、胶液外观要求：黑色均匀粘稠状胶体、无气泡、杂质、大颗粒、絮状凝胶、油污、沉淀等现象。抽真空要求：真空度为-（0.085-0.1）MPa干混罐残留物去除：罐内清洁、无污物、杂质。第9页 涂涂 布布涂布好极片准备好浆料涂布机烘区涂布机排废气管第10页涂布工序关键关键点：箔材外观：表面、切面平整，色泽均一，无显著亮线、显著凹凸点、暗痕条纹等，边缘 无显著翘边和褶皱，无掉粉，管芯无生锈。标识、外保护：有保护膜及完整合格标识卡箔材厚度：铜箔 102um 铝箔 162um箔材面密度：铜箔 8.750.4mg/c 铝箔 4.320.4mg/c 箔材宽度：铜箔 6102mm 铝箔 6002mm浆料来料检：随工单填写内容完整、字迹清楚，固含量及粘度符合匀浆工艺标准。运浆小车清洁效果：运浆小车内、外表面洁净无异物，除铁器表面铁粉清洁洁净。料槽中浆料外观：无气泡、硬块、水珠，色泽均一极片粘附力：符合正、负极片粘附力测试作业指导书料槽浆料高度：料槽2/3高度浆料涂布前放置时间：正、负极：小于等于8小时涂布时走速：10米/分钟涂布A、B面烘区温度：严格按涂布机头作业指导书控制A面敷料量：正极：25.160.5mg/c 负极：10.940.18mg/c B面敷料量：正极：21.160.48mg/c 负极：11.040.18mg/cA、B面各段长按工艺标准执行A、B面涂敷对齐度：正极：首齐（1.0mm)负极：首齐（1.0mm)极片压边宽：正极：51mm 负极：51mm失重比：正、负极：0.2%环境粉尘、环境温湿度：见环境控制工艺标准第11页碾碾 压压碾压机第12页碾压工序关键关键点：辊轮走速：正极：30m/min 负极一次碾压：30m/min 负极二次碾压：20m/min 压力：正极：130-170t 负极：100t 张力：正极：放卷张力初值设定为5.01N 收卷张力初值设定为 7.52N 负极：放卷张力初值设定为5.52N 收卷张力初值设定为7.52N厚度：正极：135-140um 负极：一次碾压1803um 二次碾压1583um极片外观：收卷整齐,极片无结疤、断片、折皱、掉料不良.环境粉尘、环境温湿度：见环境控制工艺标准第13页分分 切切分切机分切刀第14页 分分 切切 直直 观观 图图第15页分切工序关键关键点：小片宽度：正极：560.1mm 负极：580.1mm毛刺：12um极片弧形度：负极：679mm长（一片）弧高0.68mm 正极：660mm长（一片）弧高0.66mm掉料露箔：依制程检验标准 刀具走长更换周期:依西村分切刀管理要求速度张力:依正、负极分切作业指导书 环境粉尘、环境温湿度：见环境控制工艺标准第16页极片烘烤极片烘烤第17页烘烤工序关键关键点：烘烤温度和时间：正极：主加热设定温度：752 辅加热设定温度：452 烘烤时间为：8小时 压力：加热开启压力100Pa，真空泵运作压力300Pa N2气保护降温，主加热温度降低到50 以下时取出 负极：主加热设定温度：652 辅加热设定温度：402 烘烤时间为：10小时 压力：加热开启压力100Pa，真空泵运作压力300Pa N2气保护降温，主加热温度降低到50 以下时取出 极片外观：无掉料、烤黄，无烘烤不干烘室清洁：洁净、无尘探针：贴牢在极片涂层上、无损坏、露头10mm环境粉尘、环境温湿度：见环境控制工艺标准第18页卷卷 绕绕 正极耳焊接台负极耳焊接台正极片卷负极片卷隔膜2卷隔膜1卷终止胶带卷卷芯运输带第19页卷卷 绕绕 单单 个电芯个电芯第20页电芯卷绕前正面图电芯卷绕前正面图电芯卷绕前截面图电芯卷绕前截面图第21页卷绕出电芯卷绕出电芯第22页卷绕工序关键关键点：卷针外观：表面无损伤及毛刺等不良卷绕张力：正极缓冲轮张力，负极缓冲轮张力，隔膜纸张力依工艺标准设定对齐度：从卷芯边缘方向，负极完全包住正极，尺寸要求：10.7mm；宽度方向隔膜完全包住负极，尺寸要求：10.5mm极片裁切毛刺：正、负极片裁切后进行毛刺检测，毛刺12um极耳焊接拉力：正、负极耳焊接拉力均15N。极耳外露尺寸：工艺标准烫孔外观：烫孔无变形，隔膜平整、无褶皱破损、依附芯孔壁、无反弹堵孔阻抗：检测电压：500V，内阻20M 为短路负极插入量：见工艺标准正极胶带贴料长度：见工艺标准卷芯外观：卷绕整齐，依制程检验标准检验环境粉尘、环境温湿度：见环境控制工艺标准第23页入入 壳壳 第24页入壳工序关键关键点：电芯/极组外观：无损伤、电芯壳体无划痕、变形、下绝缘片无变形、无缺乏，正、负极耳无歪斜、褶皱设备稳定性：不能漏下垫片、垫片异位。环境粉尘、环境温湿度：见环境控制工艺标准第25页滚滚 槽槽 第26页第27页滚槽工序关键关键点：点焊拉力：大于等于8N阻抗：检测电压：500V，内阻20M，判定为短路点焊外观：底部焊斑正常，无凹凸点、凹凸面，无焊焦、无镀层脱落滚槽外观：槽口光滑无滚裂、无波浪边，无变形，钢壳内外壁无镀层受损、裂纹、划痕尺寸：槽口内径、槽路宽度、肩高、总高入钢芯后电芯外观：入钢芯到位，钢芯上端平齐于上垫片平面，无隔膜堵孔环境粉尘、环境温湿度：见环境控制工艺标准第28页注液前极组烘烤注液前极组烘烤真空管真空管氮气管氮气管第29页注液前极组烘烤工序关键关键点：烘烤温度和真空度：温度为85，真空度为-（0.085-0.1）MPa烘烤时间：4小时干燥剂确认：每次放入量为120g，当干燥剂已经有2/3有白色粉末变成褐色液体时需要更换。第30页注注 液液 海霸泵高压氮气高真空电解液氮废气第31页注液工序关键关键点：电解液含水量：含水量 20 ppm 电子称准确度：计量器具点检表要求标码：50g/100g 注液量：5.30.2g 外观：无故口变形、破损、无高温胶纸脱落、无极耳断裂 环境粉尘、环境温湿度：见环境控制工艺标准第32页激光焊接激光焊接 第33页压帽盖压帽盖 第34页激光焊工序关键关键点：焊接拉力：6N焊接外观：无虚焊、焊焦、焊穿、焊渣，无极耳弯褶、断裂 环境粉尘、环境温湿度：见环境控制工艺标准第35页封口封口 封口前封口前一封后一封后二封后二封后三封后三封后第36页封口工序关键关键点：封口尺寸，二封端高封口压力：6MPa封口外观：端口平整，无裂纹、飞边、壳身和底部无破损、划痕 环境粉尘、环境温湿度：见环境控制工艺标准第37页一次清洗一次清洗清洗液纯净水热风待清洗电池放入区清洗后电池取出区关键关键点：缓蚀剂配比，热风温度100-110；防锈温度30-45；走带速度2.5-3.0m/min 电池外观：清洗前电芯外观符合来料等级，清洗后电芯表面无水珠，无电芯表面发黄，清洗过程无卡料；电芯在转化成后须在10分钟内清洗完成。第38页壳体喷码壳体喷码4VM9A01 ABA 4VM9A01 ABA关键关键点：壳体喷码与标识卡上信息吻合 第39页干燥存放干燥存放关键关键点：1、RH15%，2、T30 3、贮存时间H=40h48h 4、标识卡与电芯喷码相符第40页外观全检外观全检关键关键点：挑出全部外观不良品 第41页二次清洗二次清洗清洗液纯净水热风待清洗电池放入区清洗后电池取出区关键关键点：缓蚀剂配比（NaNO2），喷淋槽漂洗槽换水，过滤棉芯堵塞后须及时更换，水温、烘区温度、走带速度第42页测测X-ray第43页测测X-ray关键关键点：对齐度 0.2mmT11.55mm（顶部）0.9mmT12.2mm（底部）0.3mmT41.7mm（顶部、底部）第44页涂防锈油涂防锈油毛刷防锈油防锈油第45页热缩热缩热热风风4VM9A01 ABA关键关键点：外观：1.热缩外观不良返修率不高于0.5%2.设备无卡料，稼动率不低于90%第46页预充预充第47页预充工序关键关键点：1.0.2C恒流恒压充电420分钟；2.充电初始1小时内通道亮红灯电池需复核，确认是否为零电压电芯；3.充电后，每3小时巡检电芯表面温度，以确认是否有过热电芯（电芯表面温度环境温度+5视为过热电芯）；上下柜时不得划伤钢壳、热缩膜；经过预充后电池开始有电了，之前工序上电池是不带电.什么是化成，为何要化成？什么是化成，为何要化成？组装后电池，被给予一定电流，使得电池正负极活性物质被激发，最终使电池含有放电能力电化学过程称为化成；电池只有经过化成后才能够用来作为电源使用。什么是电池内阻？什么是电池内阻？是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到阻力。电池内阻值大，会造成电池放电工作电压降低，放电时间缩短。内阻大小主要受电池材料、制造工艺、电池结构等原因影响。是衡量电池性能一个主要参数。注：测量电池内阻需用专用内阻仪测量，才能确保所得到值准确度。什么电压？什么电压？电压是指电池正负极之间电势差。普通情况下，Li-ion电池充满电后开路电压为4.14.2V左右，放电后开路电压为3.0V左右。经过对电池开路电压检测，能够判断电池荷电状态。第48页OCV0OCV0关键关键点：1、测量电池电压2、良品电压范围4150mV4200mV.3、电压检测前须将漏液电池先挑出 第49页第一次高温存放关键关键点：老化时间:3天，温度:42T48，电芯预充下柜到入高温老化房时间不超出36h 第50页第二次常温存放关键关键点：10T30，1天 第51页外观全检关键关键点：挑出外观不良品 第52页喷码喷码18650C4 4VM9A01 00000118650C4 4VM9A01 000001关键关键点：喷码内容正确、清楚，读码正确、无重码、无跳码 第53页数据装载关键关键点：电芯信息经过编码查询是正确和唯一,需单独装载批次与正常批分开,子批次信息与随工单相符合.第54页OCV1关键关键点：测试电压/内阻 1、每个电池电压和内阻均须准确检测,检测数据上传到数据库.2、异常通道需复核,电压精度0.2mV、内阻精度0.5m第55页第三次常温度存放关键关键点：10T30，7天 第56页OCV2关键关键点：测试电压 1、每个电压均须准确检测,每个托盘数据须上传到数据库;2、异常通道需复核第57页第四次常温度存放关键关键点：10T30，7天 第58页OCV3关键关键点：1、测试电压 2、每个电压均须准确检测,每个托盘数据须上传到数据库;3、异常通道需复核 4、每批OCV3检测完成,须做自放电结算第59页分容关键关键点：1、全部良品电池均须分出其容量，分容后数据准确上传到数据库2、分容过程电流电压正常3、分容前电池已测完OCV3，且该批电芯已做完自放电结算。4、环境温度不能超出30流程发送后前30分钟全检流程进行情况，并做好首检统计第60页什么是分容？什么是分容？什么是分容？什么是分容？电池在制造过程中，因工艺原因使得电池实际容量不可能完全一致，经过一定充放电制度检测，并将电池按容量分类过程称为分容。怎样计算怎样计算怎样计算怎样计算Li-ionLi-ion电池放电容量？电池放电容量？电池放电容量？电池放电容量？电池放电容量均是指在一定倍率恒流下放电至3.00V时所连续时间。电池在不一样温度下放电容量均可依据该电池放电时间(T)和放电电流(I)来计算公式位：C(mAh)=I(mA)*T(h)。以企业产品为比如，一只BAK18650C4额定容量为2200mAh电池在常温下用恒流0.5C(1100mA)放电，由4.2V放电至3.00V时所连续时间为123min，利用以上公式计算它放电容量(C)应是：放电电流I(1100mA)*放电时间123/60(h)=2255mAh，由此得出该电池放电容量为2255mAh。什么是自放电率？什么是自放电率？什么是自放电率？什么是自放电率？又称荷电保持能力，是指电池在开路状态下，电池所储存电量在一定条件下保持能力。主要受电池制造工艺、材料、储存条件等原因影响。是衡量电池性能主要参数。为何电池要储存一段时间后才能包装出货？为何电池要储存一段时间后才能包装出货？为何电池要储存一段时间后才能包装出货？为何电池要储存一段时间后才能包装出货？电池储存性能是衡量电池综合性能稳定程度一个主要参数。电池经过一定时间储存后，允许电池 容量及内阻有一定程度改变。经过了一段时间储存，能够让内部各成份电化学性能稳定下来，能够了解该电池自放电性能大小，方便确保电池品质。第61页OCV4关键关键点：测试电压/内阻每个电池电压和内阻均须准确检测,检测数据须上传到数据库.-电压精度0.2mV、内阻精度0.5m第62页分级关键关键点：全部托盘内电池必须分出等级;拣出电池等级与分选台显示等级一致;分拣出等级电池数量与数据库一致;分选台上亮灯通道与分选软件上显示通道一致;扫描全部次品电芯，防止不良品混入良品电芯中；第63页外观全检第64页喷等级码第65页喷等级码BAK A0118650C4 4VM9A01 000001BAK A01第66页等级扫描检验第67页包 装第68页成品电芯入库第69页环境控制工艺标准车间及工作区域湿度（%RH）温度（）粉尘浓度（单位：pc/ft3）制片车间正极涂布机头620-352500 （5.0um)负极涂布机头-10-352500 （5.0um)制片其它区域7010-302500 （5.0um)碾压区域7010-302500 （5.0um)分切区域5510-3000 （0.5um)烘烤区域7010-30-装配车间卷绕区域220-25100000 （0.5um)装配区域220-25化成车间清洗区域-10-30干燥存放区域1510-30预充区域-10-35其它区域-10-30第70页电池生产过程中关键控制点1、电池完成装配封口前最怕金属粉尘、杂质、毛刺和水分 对应办法有：A、穿防化服，B、带口罩，C、进车间吹风淋，D、干燥车间，及干燥车间高效送风过滤网，E、电池生产过程中极片和卷芯烘烤，F、分切、卷绕和滚槽设备上吸尘装置，G、浆料、粉料和胶液除铁，H、二次更换工鞋和进出车间门口粘尘垫，2、电池生产过程中任何一个工序都不能够用手直接接触产品 必须佩带专用净化PVC手套3、电池在生产过程中不能震动，掉地产品不论外观有没有损坏都必须降档第71页