锂离子电池及动力电池包的生产工艺ppt课件

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详细的动力电池生产工艺

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 充电过程如上图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。

《锂离子电池》课件

指电池在特定条件下可以储存的电量，通常以毫安时（mAh）或安时（Ah）为单位。
能量密度
表示电池每单位重量或体积所能储存的能量，单位为瓦时每千克（Wh/kg）或瓦时每升（Wh/L）。
电池的循环寿命与自放电率
循环寿命
指电池在特定充放电条件下能够维持性能参数的时间，通常以充放电循环次数来表示。
自放电率
通过掺杂金属离子或进行表面改性，可以改善正极材料的电化学性能和循环稳定性。
负极材料的制备
负极材料的选择
常用的负极材料包括石墨、硅基材料、钛酸锂等，选择合适的负极材料对电池性能至关重要。
表面处理与改性
通过表面涂覆、化学处理、物理气相沉积等方法对负极材料进行改性，以提高其电化学性能和循环稳定性。
装配工艺流程
电池的装配工艺流程包括正负极片的切割、涂布、碾压、制片、装配等环节，每个环节都需要严格的质量控制和工艺参数的优化。
电池的性能测试
电池装配完成后需要进行性能测试，如电化学性能测试、安全性能测试等，以确保电池的质量和可靠性。
04 锂离子电池的性能参数与测试
电池的容量与能量密度
电池容量
合成方法
负极材料的合成方法与正极类似，也有多种方法可供选择，如固相法、化学气相沉积法、电化学沉积法等。
电解液的制备
电解液的组成
锂离子电池电解液主要由有机溶剂、锂盐和其他添加剂组成。
电解液的制备方法
电解液的制备方法包括直接混合法、共沸精馏法、离子交换法等。
电解液的性能要求
电解液需要具有良好的离子导电性、化学稳定性、电化学稳定性以及安全性等。
表示电池在不使用情况下，电量自行减少的速度，通常以每月电量减少的百分比来表示。

锂离子电池生产工艺流程汇总课件

流程汇总
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锂离子电池基本工艺流程介绍PPT47页

40、人类法律，事物有规律，这是不容忽视的。— —爱献生
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育；而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
锂离子电池基本工艺流程介绍
36、如果我们国家的法律中只有某种神灵，而不是殚精竭虑将神灵揉进宪法，总体上来说，法律就会威·皮物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律是丝毫没有力量的。 ——菲力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们迅速累聚，进而变成法律。 ——朱尼厄斯

《锂离子电池介绍》课件

性能有重要影响。
发展趋势
寻找高比容量、高稳定性、低成本的负极材料
是当前的研究重点。
电解液
作用
电解液在锂离子电池中起到传输锂离子的作用，是电池内部
电荷转移的媒介。
种类
主要包括有机电解液和无机电解液。
性能特点
电解液的离子电导率、电化学稳定性、闪点等对电池的安全性能和使用寿命有重要影响。
发展趋势
安全问题
锂离子电池在过充、过放、高温等条件下可能发生燃烧或爆炸，对使用者和环境造成威胁。
解决方法
采用高安全性的材料，如阻燃电解质和高温稳定的正负极材料。同时，加强电池管理系统，防止电池过充和过放，并实时监测电池温度和电压，确保电池在安全范围内工作。
锂离子电池的回收与再利用问题
回收与再利用问题
随着锂离子电池的大规模应用，废旧电池的处理和资源回收成为了一个重要的问题。
锂离子电池的种类
圆柱形锂离子电池
常见于电子产品，如手机、笔记本电脑等。
方形锂离子电池
扣式锂离子电池
常用于小型电子设备，如手表、计算器等。
适用于电动汽车、储能系统等领域。
锂离子电池的应用领域
01
02
03
电子产品
由于其高能量密度和较长的使用寿命，锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑等电子产品。
开发新型电解液体系以提高电池性能和安全性是当前的研究
重点。
隔膜
作用
隔膜在锂离子电池中起到隔离正负极，防止短路的作用，同时允许锂离子的通过。
性能特点
隔膜的孔径、孔隙率、透气性等对电池的充放电性能和使用寿命有重要影响。
种类
主要包括聚烯烃隔膜和聚酯隔膜等。
发展趋势

锂离子电池及动力电池包的生产工艺PPT精选文档

高温性能差安全性差生产技术门槛高
钴价格昂贵
适用于客车、大巴、混动
高性能电动乘用车
能量密度低电解质相容性差
3
锂电池的分类及对比
下面就安全性、能量密度、单体标称电压、使用寿命、应用成本、低温衰减能力等方面分析磷酸铁锂电池和三元锂电池优劣。安全性：三元锂电池：三元锂电池如果内部短路或是正极材料遇水，都会有明火产生。所以一般三元锂电池都会有一层钢壳保护。特斯拉给电池组进行了全方位的保护，但是在极端的碰撞事故中，起火隐患还是有的。磷酸铁锂电池：磷酸铁锂电池则要稳定许多，电池板就算是穿刺、短路也不会爆炸燃烧，遭到350℃的高温也不会起火（三元锂电池在180-250℃就扛不住了）。所以在安全性能上，磷酸铁锂电池略胜一筹。能量密度：三元锂电池：三元锂电池的能量密度大，电压更高，所以同样重量的电池组电池容量更大，车子跑的距离也就更远，速度也能更快。使用寿命：三元锂电池：三元锂电池的理论寿命是2000次充放电循环，但在实际使用中，当进行900次的充放电循环后，电池容量就基本衰减到了55%。但如果每次电池充放电都控制在0%-50%或者25%-75%的循环中工作，即使经过3000 次的充放电循环，电池容量基本还能能够保持在70%左右，但这需要非常优秀的电池管理系统。磷酸铁锂电池：磷酸铁锂电池即便是经过3000次0-100%的充放电使用，容量也才会衰减到80%，所以磷酸铁锂电池的电池管理系统就没那么复杂，也就进一步降低了整车研发成本。应用成本：中国的锂矿、氧化铁磷酸盐储量丰富，制造磷酸铁锂电池有优势。而我国缺乏钴矿，制造必须采用钴元素的三元锂电池会有些困难。所以，我国许多车企（包括电池企业）发展磷酸铁锂电池是很现实的。所以，现在市面上采用三元锂电池的电动车，动力电池基本都是国外品牌产品（日本松下，韩国SK等），价格也相应要比采用磷酸铁锂电池的车型（同级别）贵一些。低温衰减能力：三元锂电池在低温时的放电性能要优于磷酸铁锂电池。

锂离子电池ppt课件.ppt

由于他所作出的卓越贡献，他于1971年被电化学会授予青年作家奖，于2004年被授予电池研究奖，并且被推举为会员。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
锂离子电池的产生
20世纪80年代末，日本Sony公司提出者
病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
锂离子电池：炭材料锂电池后来，日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物作正
极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。目前所说的锂离子电池通常为锂二次电池。
电池的容量
电池的容量有额定容量和实际容量之分。锂离子电池规定在常温、恒流 (1C)、恒压(4.2V)控制的充电条件下，充电3h、再以0.2C放电至2.75V时，所放出的电量为其额定容量。电池的实际容量是指电池在一定的放电条件下所放出的实际电量，主要受放电倍率和温度的影响（故严格来讲，电池容量应指明充放电条件）。
1.1977年，首次发现并提出石墨嵌锂化合物作为二次电池的电极材料。在此基础上，于 1980年首次提出“摇椅式电池”（Rocking Chair Batteries）概念，成功解决了锂负极材料的安全性问题。

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4
钛酸锂电池
钛酸锂电池是一种用作锂离子电池负极材料-钛酸锂，可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成 2.4V或1.9V的锂离子二次电池。此外，它还可以用作正极，与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电池。钛酸锂具有高安全性、高稳定性、长寿命和绿色环保的特点。优点采用电动车辆取代燃油车辆是解决城市环境污染的最佳选择，其中锂离子动力电池引起了研究者的广泛关注.为了满足电动车辆对车载型离子动力电池的要求，研制安全性高、倍率性能好且长寿命的负极材料是其热点和难点。商业化的锂离子电池负极主要采用碳材料，但以碳做负极的锂电池在应用上仍存在一些弊端： 1、过充电时易析出锂枝晶，造成电池短路，影响锂电池的安全性能; 2、易形成SEI膜而导致首次充放电效率较低，不可逆容量较大; 3、即碳材料的平台电压较低(接近于金属锂)，并且容易引起电解液的分解,从而带来安全隐患。 4、在锂离子嵌入、脱出过程中体积变化较大，循环稳定性差。与碳材料相比，尖晶石型的Li4Ti5O12具有明显的优势： 1、它为零应变材料，循环性能好; 2、放电电压平稳，而且电解液不致发生分解，提高锂电池安全性能; 3、与炭负极材料相比，钛酸锂具有高的锂离子扩散系数(为2 *10-8cm2/s)，可高倍率充放电等。 4、钛酸锂的电势比纯金属锂的高，不易产生锂枝晶，为保障锂电池的安全提供了基础。缺点 1、相对其他类型的锂离子动力电池能量密度会低一些。 2、胀气问题一直阻碍着钛酸锂电池的应用。 3、相对其他类型的锂离子动力电池价格偏高。 4、电池一致性仍存在差异，随着充放电次数的增加电池一致性差异会逐渐增大。
锂离子电池基础知识电池包的生产工艺
1Leabharlann 电池结构正极活性物质（LiCoO2\LiMnO2\LiNixCo1-xO2\ LiXFePO4 ) 导电剂、溶剂、粘合剂、基体
负极活性物质（石墨、MCMB) 粘合剂、溶剂、基体、导电剂
隔膜（PP+PE）电解液（LiPF6 + DMC/ EC/ EMC) 外壳五金件（钢壳、铝塑膜、铝壳、盖板、极耳、绝缘片等）
客车、大巴、混动
高温性能差安全性差生产技术门槛高
钴价格昂贵
高性能电动乘用车
能量密度低电解质相容性差
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锂电池的分类及对比
下面就安全性、能量密度、单体标称电压、使用寿命、应用成本、低温衰减能力等方面分析磷酸铁锂电池和三元锂电池优劣。安全性：三元锂电池：三元锂电池如果内部短路或是正极材料遇水，都会有明火产生。所以一般三元锂电池都会有一层钢壳保护。特斯拉给电池组进行了全方位的保护，但是在极端的碰撞事故中，起火隐患还是有的。磷酸铁锂电池：磷酸铁锂电池则要稳定许多，电池板就算是穿刺、短路也不会爆炸燃烧，遭到350℃的高温也不会起火（三元锂电池在180-250℃就扛不住了）。所以在安全性能上，磷酸铁锂电池略胜一筹。能量密度：三元锂电池：三元锂电池的能量密度大，电压更高，所以同样重量的电池组电池容量更大，车子跑的距离也就更远，速度也能更快。使用寿命：三元锂电池：三元锂电池的理论寿命是2000次充放电循环，但在实际使用中，当进行900次的充放电循环后，电池容量就基本衰减到了55%。但如果每次电池充放电都控制在0%-50%或者25%-75%的循环中工作，即使经过3000次的充放电循环，电池容量基本还能能够保持在70%左右，但这需要非常优秀的电池管理系统。磷酸铁锂电池：磷酸铁锂电池即便是经过3000次0-100%的充放电使用，容量也才会衰减到80%，所以磷酸铁锂电池的电池管理系统就没那么复杂，也就进一步降低了整车研发成本。应用成本：中国的锂矿、氧化铁磷酸盐储量丰富，制造磷酸铁锂电池有优势。而我国缺乏钴矿，制造必须采用钴元素的三元锂电池会有些困难。所以，我国许多车企（包括电池企业）发展磷酸铁锂电池是很现实的。所以，现在市面上采用三元锂电池的电动车，动力电池基本都是国外品牌产品（日本松下，韩国SK等），价格也相应要比采用磷酸铁锂电池的车型（同级别）贵一些。低温衰减能力：三元锂电池在低温时的放电性能要优于磷酸铁锂电池。
镍钴铝酸 170
3.7
锂
NCA
镍钴锰酸 160
3.6
锂
NCM
锰酸锂
120
3.8
LMO
优点
充放电稳定生产工艺简单
价格低无污染安全性高循环寿命长
能量密度高低温性能好
循环性能好能量密度高低温性能好大倍率充电
锰资源价格便宜安全性能好
缺点
适用于
钴价格昂贵循环寿命较低
能量密度低/容量低低温性能差电压平台太长太平，使得soc估计变得异常困难
5
固态电池
固态电池是一种使用固体电极和固体电解液的电池。固态电池一般功率密度较低，能量密度较高。由于固态电池的功率重量比较高，所以它是电动汽车很理想的电池。 2020年固态电池技术研发有望取得突破性进展，在成本、能量密度和生产过程等方面进一步赶超锂离子电池技术。 2030年，锂离子电池将不再是电动汽车电池主流，但其在某些电子原件领域仍有一席之地。传统的液态锂电池又被科学家们形象地称为“摇椅式电池”，摇椅的两端为电池的正负两极，中间为电解质（液态）。而锂离子就像优秀的运动员，在摇椅的两端来回奔跑，在锂离子从正极到负极再到正极的运动过程中，电池的充放电过程便完成了。固态电池的原理与之相同，只不过其电解质为固态，具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端，传导更大的电流，进而提升电池容量。因此，同样的电量，固态电池体积将变得更小。不仅如此，固态电池中由于没有电解液，封存将会变得更加容易，在汽车等大型设备上使用时，也不需要再额外增加冷却管、电子控件等，不仅节约了成本，还能有效减轻重量。而且固态电池还有另一项优势——在事故中损坏时不易爆炸或起火。要知道的是，在此之前，在新能源汽车领域与特斯拉同样享有盛名的菲斯科，后来之所以会破产并慢慢销声匿迹，在很大程度上就是因为其频繁出现的电池起火事件以及其他故障。现在最具考验的地方在于价格。液态锂电池的成本大约在200~300美元/千瓦时，如果使用现有技术制造足以为智能手机供电的固态电池，其成本会达到1.5万美元，而足以为汽车供电的固态电池成本更是达到令人咋舌的9000万美元。
2
锂电池的分类及对比
锂离子电池是指正负极采用锂离子化合物的二次电池锂电池的性能主要取决于正负极材料，常见的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元锂、磷酸铁锂。能量密度、成本、安全性、热稳定性、循环寿命是动力锂电池的5个关键指标
正极材料
钴酸锂 LCO
磷酸铁锂 LFP
能力密度 150 150
电压平台 3.7 3.3