锂电池知识及生产流程
锂电池知识及生产流程锂电池知识及生产流程一、锂电池基本知识锂离子电池的特点?6?1 运用于汽车领域正成为一项核心技术?6?1 优点：重量轻、储能大、功率大、无污染、也无二次污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛，是电动自行车、电动摩托车、电动小轿车、电动大货车等较为理想的车用动力。?6?1 缺点是价格较贵、安全性较差。不过现在已有技术开发锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂等新型材料，大大提高了锂离子电池的安全性，而且降低了成本。各类蓄电池对比（纵向对比横向）铅酸镍镉镍氢锂离子传统液态聚合物铅酸质量能量密度、体积能量密度、工作温度范围、自放电率、可靠性质量能量密度、体积能量密度、自放电率质量能量密度、体积能量密度、电压输出、自放电率质量能量密度、体积能量密度、结构特点、自放电率镍镉更好的可循环性、电压输出、价格质量能量密度、体积能量密度质量能量密度、体积能量密度、电压输出、自放电率质量能量密度、体积能量密度、结构特点、自放电率镍氢更好的可循环型、电压输出、价格工作温度范围、更好的可循环性、自放电率、可靠性质量能量密度、体积能量密度、工作温度范围、自放电率、电压输出质量能量密度、体积能量密度、结构特点、自放电率锂离子传统液态更好的可循环性、安全、价格工作温度范围、更好
的可循环性、价格、安全价格、安全、自放电率、重复循环质量能量密度、体积能量密度、结构特点、安全、价格聚合物更好的可循环性工作温度范围、更好的可循环性、价格体积能量密度、更好的可循环性、价格工作温度范围、更好的可循环性绝对优势更好的可循
环性、价格工作温度范围、价格体积能量密度质量能量密度、体积能量密度、自放电率、结构特点质量能量密度、体积能量密度、自放电率、电压输出、结构特点资料来源：陈清泉、孙立清，电动汽车的现状及发展趋势，科技导报，2005年4月，第23卷第4期锂离子电池分类锂离子电池聚合物锂离子电池(LIP) 电解质为聚合物与盐的
混合物，这种电池在常温下的离子电导率低，适于高温使用。在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂，从而提高离子电导率，使电池可在常温下使用。采用导电聚合物作为正极材料，其比能量是现有锂离子电池的3倍，是最新一代的锂离子电池。固体聚合物电解质凝胶聚合物电解质聚合物正极材料液态锂离子电池(LIB) 聚合物锂电vs.液态锂电聚合物——下一代锂离子电池?6?1 优势1：用固体电解质代替了液体电解质–具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点；–不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题，由此用铝塑复合薄膜制造电池外壳，从而提高整个电池的比容量。?6?1 优势2：可采用高分子正
极材料–其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高50％以上。?6?1 优势3：在工作电压、充放电循环寿命
等方面都比锂离子电池有所提高。?6?1 劣势：工作温度、循环性能上需要突破锂离子电池产业链分析电芯原材料：正负极材料、电解液、隔膜等。电池制造商：电
芯制造；PACK组装。锂电池应用领域：矿灯、电动车、
电子消费品等矿资源：钴、镍、锰、磷、铁、锂及各
种化合物上游中游最上游下游最上游：矿资源
?6?1 最上游是矿资源，包括钴、镍、锰、磷、铁、锂及
各种化合物。目前，钴和锂用量最大。?6?1 国内钴生
产领头企业有金川、华友、嘉利柯和优美科四家，年产量
都在1500吨以上，国内金属钴储量极少，目前约80%的金
属钴靠进口。?6?1 锂资源在中国储量相对丰富，仅次于
智利、阿根廷。国内资源目前主要被中信国安、西藏矿业
掌控，并同时生产工业级碳酸锂。而电池级碳酸锂则由天
齐锂业、尼科国润供应，其中天齐锂业技术最成熟，是行
业标准制定者，约占国内60%的市场份额，并且有部分出口。上游：电芯原材料正极材料, 30% 负极材料及其他, 28% 隔膜, 30% 电解液, 12% ?6?1 是锂电产业中最核心的环节。?6?1 电芯原材料包括：正极材料、负极材料、隔膜、
电解液、导电剂、粘结剂、导电剂、极耳、铝塑复合膜等。?6?1 电池成本分布如下：中游：电芯制造和PACK组装
?6?1 劳动密集型的产业，国内外涉足企业众多。?6?1 产业主要分布在日本、韩国、中国和台湾。?6?1 大厂竞争优势明显，例如：索尼、三洋、三星、LG化学、比亚迪、比克、力神、ATL能源这样的锂电巨头。?6?1 近两三年来发展迅猛。下游：电池应用领域?6?1 锂电池的应用领域极广，涉及低端、中端、高端三块市场，可以应用于电动工具、UPS电源、矿灯、玩具、电动自行车、电动汽车等领域，这些都是关系民生的消费量，此外在军事和航天领域也是一种最佳的动力电池。?6?1 由于台湾厂商在全球NB及手机等市场的极大影响力，带动了国内锂电池产业发展。目前，我国锂电产业以NB及手机为主要应用，并逐步扩张至高功率的电动手工具、电动车等市场。?6?1 全球关注焦点——新能源电动/混合动力汽车电芯原材料之篇?6?1 市场容量最大、附加值较高的是正极材料，大约占锂电池成本30%，毛利率低则15%，高则70%以上，取决于材料。?6?1 目前已批量应用于锂电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、钴镍锰酸锂以及磷酸铁锂。?6?1 镍酸锂电池安全性最差（过充易起火），高温耐受度最低（高温分解），合成难度最高。不在下表中进行对比。?6?1 钴酸锂最早实现商业化应用，技术发展至今已经很成熟，并已广泛应用在小型低功率的便携式电子产品上，如手机、笔记本电脑和数码电子产品等。?6?1 磷酸
铁锂材料是当前用量最少的一种正极材料，据统计，2008
年全球供应量1500吨左右，其中最大供应商A123供应750吨，国内厂商供应量500吨左右。常见正极材料性能比较（按目前工艺）正极材料钴酸锂* 镍钴锰三元材料锰酸
锂磷酸铁锂* 材料结构层状氧化物层状氧化物尖晶石
橄榄石振实密度(g/cm 3 ) 2.8-3.0 2.0-2.3 2.2-2.5 1.0-1.4 比表面积(m 2 /g）0.4-0.6 0.2-0.4 0.4-0.8 12-20 克容量(mAh/g）135-145 155-190 100-120 130-150 电压平台(V) 3.6 3.5-3.6 3.7-3.9 3.2-3.3 循环次
数>=300 >=800 >=500 >=2000 过渡金属贫乏贫乏
丰富非常丰富原料成本(USD/g) 很高(26-50) 高(22-40)
低廉(15-28) 低廉(15-28) 环保含钴含镍、钴无毒无毒
安全性能差，稳定性低较好良好优秀合成困难度容易难难中等温度耐受性尚可，-20~55℃以外会衰退尚可，-20~55℃以外会衰退差，高于50℃迅速衰退极佳
（-40~70℃仍正常使用）适用领域小电池小电池/小型
动力电池动力电池动力电池/超大容量电池缺点 1. 材
料成本高 2. 安全性低安全性待加强 1. 高温自放电 2.
循环寿命短 1. 导电度差 2. 体积大2009 资料来源：IIT LIB-related Study Program 08-09 (March 2009) 注：LCO=钴酸锂，NMC= 锂钴镍锰三元材料，LNO=镍酸锂，LMO=
锰酸锂，LFP=磷酸铁锂图1：锂离子电池正极材料平均价
格变动趋势如图1 所示，几乎没有一家公司选用LCO 作为汽车锂离子电池正极材料。在当前市场中（主要集中于便携设备），即使锂金属及相关物质价格在下降，但是钴使用量下降的趋势不会停止。预计LCO 在09 年的所占的市场份额将从08 年的69%下降到50%。锂电供应商使用正极材料的比例图2：各家锂电池供应商使用正极材料的比例资料来源：IIT LIB-related Study Program 08-09 (March 2009) 注：LCO=钴酸锂，NMC= 锂钴镍锰三元材料，LNO=镍酸锂，LMO=锰酸锂，LFP=磷酸铁锂正极材料供应商市场占有率?6?1 图3显示了正极材料供应商整体的市场占有情况。09年预测正极材料总需求量为30845吨，同比下降16%。?6?1 最大的两家供应商Nichia 和Umicore仍然销售大量的LCO，但他们向Sanyo和SDI 销售的NMC的量均有增长。第三大供应商韩国的L&F正用LGC研制的NMC 配方技术提高其产量。排名第四的田株式会社则采用LNO 作为主要产品。图3：09年各家锂电池正极材料供应商市场份额预测资料来源：IIT LIB-related Study Program
08-09 (March 2009) 注：LCO=钴酸锂，NMC= 锂钴镍锰三元材料，LNO=镍酸锂，LMO=锰酸锂，LFP=磷酸铁锂电芯原材料之负极材料篇?6?1 负极材料占锂电成本比例较低，在国内已经实现产业化，行业前三甲企业是深圳贝特瑞、上海杉杉、长沙海容，基本满足国内市场需求。碳负
极材料?6?1 ?6?1 ?6?1 碳负极材料: ?6?1 被目前商品锂离子电池广泛采用?6?1 优点：安全、循环寿命较长，价格低廉、无毒?6?1 缺点：质量比能量比较低非
碳负极材料?6?1 合金材料。?6?1 ?6?1 尚未产业化。非碳负极材料: ?6?1 按组成分类：锂过渡金属氮化物、过渡金属氧化物和纳米合金材料。?6?1 优点：有很高的
体积能量密度。?6?1 缺点：循环稳定性差，不可逆容量较大，制备成本较高，尚未产业化。负极材料未来发展
趋势以提高容量和循环稳定性为目标，将碳材料与各种
高容量非碳负极材料复合以开发高容量、非碳复合负极
材料。负极材料的类别及特点、制造工艺，详见《锂离子
电池负极材料详解》负极材料目前产业化现状在锂离子电池负极材料中，石墨类碳负极材料以其来源广泛，价格便宜，一直是负极材料的主要类型。我国拥有丰富的天然石墨矿
产资源。除石墨化中间相碳微球（MCMB）、低端人造石墨占据小部分市场份额外，改性天然石墨正在取得越来越多的市场占有率。据来自全球电池强国日本的权威信息表明：深圳市贝特瑞电子材料有限公司研发生产的锂电池负极材
料目前处于国内第一，世界第四的地位。公司研制、生产
的高端负极材料产品，首次放电容量达360mAh/g以上，首次效率大于95% ，压实比达1.7g/cm3，循环寿命500次容量保持在88%以上。产品出口至日本、韩国、美国、加拿
大、丹麦、印度等国家，并在国内40余家锂电厂家应用。
该公司年产1800 吨天然复合石墨、1200吨人造石墨负极材料、3000吨球形石墨、5000吨天然微粉石墨和600吨锰
酸锂正极材料，并正在不断扩大生产规模。电芯原材料之
隔膜篇?6?1 认识锂电池隔膜?6?1 锂电池隔膜材料
类别?6?1 国内外锂电池生产企业介绍?6?1 国内隔
膜产业发展现状?6?1 国内隔膜市场容量分析?6?1
锂电池隔膜发展趋势?6?1 隔膜产业投资分析?6?1
锂电隔膜评级指标?6?1 详见《锂离子电池隔膜及市场详解》电芯原材料之电解液篇?6?1 电解液占锂电池成本
的12%左右，毛利率接近40%。目前国内已基本实现国产化，只有少部分使用进口电解液。?6?1 根据2007年全球产业调查报告，锂电电解液市场主要集中于日本宇部（UBE）和韩国ECOPRO公司，共占全球市场份额的50%。国内主
要生产企业有国泰荣华、珠海赛纬电子、天津金牛、东莞
杉杉等10余家。其中，张家港国泰荣华占8%，中国其他企业5%。?6?1 电解液主要原材料为六氟磷酸锂（LiPF6），占成本的50%左右，其生产成本为10万元/ 吨，售价40
万元/吨，毛利率高达75%。六氟磷酸锂的原材料硅石/碳酸锂都可以在国内采购到，但是国内尚未有企业能够生产六
氟磷酸锂。目前市场被日本几家企业垄断。左图：全球锂离子电池电解液主要生产企业市场占有率电解液:未来工
艺和市场发展趋势?6?1 目前全球锂电电解液市场供求
基本平衡，主要是靠锂电池市场，未来则看电动车行业发展。–初步估算，一辆混合动力车需要电解液40公斤，而全球电动车辆2010年预计260万辆，其中锂电份额占10%，大约需要1.04万吨电解液，至2015年，电动车辆数量将达到900万辆，锂电份额占60%，届时消耗的电解液将达到2.4万吨。因此，电解液3-5年后依然是一个朝阳产业。
?6?1 锂离子电池电解液材料未来——高安全性、高环境适应性；主要发展将集中在：–新型溶剂（工作温度范围拓宽）、–离子液体、新型锂盐（提高环境适应性）、–添加剂（阻燃、氧化还原穿梭、保护正负极成膜等）等方面，与新型正、负极材料相匹配，提高安全性、功率和容量，最终安全方便地应用于电动车、储能、航天以及更广泛的领域。电芯原材料之其他材料篇?6?1 在锂离子电池成本
占比方面，粘结剂、导电剂、极耳、铝塑复合膜较低。?6?1 粘结剂、导电剂、铝塑复合膜毛利较高，产品主要依赖进口。?6?1 粘结剂由阿科玛（法）、苏威（比）、三井化学（日）、吴羽化学（日）供应。?6?1 导电剂由瑞士特密高供应。?6?1 铝塑复合膜由大日本印刷、日本昭合供应；上述企
业在国内均有代理商。特别篇：磷酸铁锂电池磷酸铁锂电池定义?6?1 磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材
料的锂离子电池。磷酸铁锂正极材料?6?1 磷酸铁锂作
为锂离子电池用正极材料具有良好的电化学性能，充放电平台十分平稳，充放电过程中结构稳定。同时，该材料无毒、无污染、安全性能好、可在高温环境下使用、原材料来源
广泛等优点，是目前电池界竞相开发研究的热点。该材料具有发上图所示的晶体结构。工作电压范围：2.5～3.6V，平台约3.3V，比钴酸锂电池3.7V低一些。由于该材料导电性差，需往磷酸铁锂颗粒内部掺入导电碳材料或导电金属微粒，或者往磷酸铁锂颗粒表面包覆导电碳材料，提高材料的电
子电导率；或掺杂金属离子来提高导电性。这样材料的密
度低，做成电池的体积比容量低，只有180Wh/L（钴酸锂可做到400Wh/L以上），在小电池领域，同样尺寸电池只有
现有电池容量的一半不到。磷酸铁锂材料本身的优缺点磷酸铁锂的优点: 1、安全。磷酸铁锂的安全性能是目前所有的材料中最好的。绝不用担心爆炸。2、稳定性高。包括高温充电的容量稳定性，储存性能等。这是最大的优点。3、环保。整个生产过程清洁无毒。所有原料都无毒。不像钴是有毒的物质。4、价格便宜。磷酸铁锂的缺点：1、导电性差，目前可通过添加C或其它导电剂得到解决。即：LiFePO4/C 正极。2、振实密度较低。一般只能达到1.3-1.5，电池极片的面密度低，所以同样型号的电池容量更低。从消费便携
电子产品上看，磷酸铁锂没有前途，在特定的电池领域使
用较有优势，如动力电池。3、制造成本偏高，在电池生产
上加工困难、倍率放电不稳定(需要特定的电池工艺配合,
受工艺影响很大)。4、技术还未成熟。由于振实密度低，比表面积大，需要改变电池先行工艺。而且电解液也需重新
开发适用的电解液体系，用现有的成熟电解液难发挥其性能。没有批量配套的保护线路和充电器，较难在现有的电子设备上发挥出其特性，需要一个整体的行业整合。磷酸铁锂电池产业：优势分析1、磷酸铁锂产业符合政府产业政
策的导向，各国都把储能电池和动力电池的发展放在国家
战略层面高度，配套资金和政策支持的力度很大，中国在这方面有过之而不及，过去关注镍氢电池，现在则把目光更
多的集中到磷酸铁锂电池上。2、LFP代表了电池未来发展的方向，随着技术成熟，甚至可能成为最廉价的动力电池。
3、磷酸铁锂产业的市场蛋糕大的超乎想象，正极材料最近三年的市场容量有上百亿，三年后每年的市场容量将超过100亿元，并呈现不断增长的趋势，而电池更是有超过5000 千亿美元的市场容量。
4、根据电池产业发展的规律，材
料和电池行业基本呈现稳定增长的趋势，抗周期性好、受
国家宏观调控的影响小。而磷酸铁锂作为新型的材料和电池，随着市场扩大和渗透率提高，产业增长速度明显快于电池
行业整体发展速度。5、磷酸铁锂电池应用领域广泛。6、磷酸铁锂产业利润率非常之高。而且由于未来强大市场的支撑，行业在长时间内可保证此高利润率。7、磷酸铁锂行
业在材料方面技术壁垒很高，可以避免过分竞争。8、磷酸铁锂产业不会过分依赖国外市场，原料和设备也不会受制于国外企业，国内整个产业链相对是比较成熟的，只不过国内企业在对设备、工艺的理解和控制上略逊于国际领先企业。磷酸铁锂电池产业：劣势分析1、磷酸铁锂产业还处于初级阶段，最大的风险在于技术，而技术的瓶颈不是局限在某一点，而是涉及到整个产业链。目前看来，材料技术、电池组技术和电池控制系统这三项关键技术都没有得到完美的解决。在这三个领域里面，国内都有企业涉足，但是还没有一家真正意义上成功的企业。因此，短期内磷酸铁锂很难有大的作为，特别是在混合动力或纯电动汽车应用方面。2、磷酸铁锂第二个制约的瓶颈是成本问题。虽然磷酸铁锂电池有部分已渗透到电动工具、电动玩具、矿灯、UPS电源、电动自行车或其他代步车等市场，但是在推广过程中难度依然很大，主要原因是在价格上没有竞争优势，镍氢、镍镉、铅酸电池仍然占据市场的主导。对于很多企业瞄准的新能源汽车市场受制于技术和使用环境，要打开局面还需要等待很长时间。因此，“磷酸铁锂现在没有市场”也是不争的事实。3、第三个比较突出的问题是磷酸铁锂行业现在处于无序的状态，产业分工不明确，上下游衔接不畅。导致材料商生产的材料得不到很好的利用，结果只能自己去做电芯；电芯厂买不到合适材料，结果自己去搞材料。
很多企业刚开始的时候定位很明确，只做一个环节，到后
来把产业链拉得很长，结果人才、资本和管理跟不上导致项目失败。4、磷酸铁锂行业人才分散，形成不了一种互补机制。磷酸铁锂是一项高科技的产业，项目成败不是靠个人，而是靠一个团队。但国内大部分磷酸铁锂企业都是靠1-2技术人员在支撑，没有团队的概念。这个行业目前技术人员
心态浮躁的居多，只要是有点能耐的，都不甘当配角，而
是喜欢自立门户。优秀的人才集结不起来，是这个行业很致命的问题。锂离子电池产业化现状和未来发展：?6?1 1992年，锂离子电池由索尼公司产业化，全球锂电市场基本由日本独霸天下。?6?1 2000年以前，日本锂离子电池产量约占世界总产量的95%以上。?6?1 2003年，中国电
池总产量已达262亿只，约占全球电池总产量的一半以上，中国已是名副其实的电池制造大国，目前的电池产量和出
口量都位居世界第一。?6?1 动力电池方面，由于钴酸锂的安全问题和高昂的价格，导致锂电始终没有完全进入动
力电池领域。现在的情况是钴酸锂和锰酸锂小批量配合使用，但是由于其固有的缺陷，阻碍了大批量的商业化运作，产
品只是在小批量试生产阶段。?6?1 除成本问题之外，锂电仍有电池寿命机理（高功率电池老化特征、老化电池诊断、老化电池电化学模型、电池寿命预测方法开发）、电池的
低温性能表现（低温性能特点、低温电解质模型、低温性
能模拟）、容许偏差、过热偏差、过负载偏差、检查诊断与降低电池成本（材料筛选与开发、低成本制造）等。而长期探索研究主要集中在系统与材料两方面。未来趋势
?6?1 磷酸基正极材料依其超长的循环寿命，极好的安全性能，较好的高温性能，极其低廉的价格，而且低温性能和倍率放电已经可以达到钴酸锂的水平等，使其成为最有希望的动力电池材料，其在未来的5年内可能会成镍镉电池的主要替代品，在未来的10年内会成为铅酸电池的有力竞争者，在未来的20年内可能会取代铅酸电池，成为主要的启动电源、UPS电源和后备电源，成为二次电池的老大。?6?1 一方面，各企业所公布的大部分纯电动汽车蓄电池实验室测试数据，如加速性能、充电时间、持续里程数等，还须在复杂的外部环境实际运行下，进一步验证其可靠性，以及生产批量化质量控制。另一方面，在我国锂离子电池生产中，锂离子电池所需隔膜材料未能有实质性的突破，全部依靠进口，价格昂贵，占到动力电池成本的30%以上。如果在这一材料上实现规模化生产技术，即可大幅度降低成本。?6?1 对于缺少自主的、核心的汽车零部件技术的中国来说，混合动力/电动汽车用电池和电机系统，是中国相关企业成为全球领先供应商的重要机会。在这方面，中国企业和国外的差距没有现在的零部件核心技术那么大，并且拥有成本优势，以及在电动自行车用电池（尤其是锂电池）
方面积累的经验。产业政策解读>直接相关篇早期：
?6?1 国家科技部“九五”计划：“先进电池及其材料产业”被列入重大科技专项。?6?1 “十五”期间，“863”计划第二批发布的项目指南中，明确了高能比、大容量、长寿命锂离子电池材料的研究重点。?6?1 可惜这两条政策颁布的时间较早，但只停留指导层面，没有实质性的措施。后续：?6?1 国家863 计划投资20 亿资助“电动车”重大专项，科技部“973”计划启动了“绿色二次电池新体系”课题，并投资3000 万资助LiFePO4 材料，作为对电动车项目的基础研究的补充；“十一五”高技术产业发展规划将磷酸铁锂材料列入重点支持的领域。?6?1 这里明确了锂电重点支持的对象和资助的金额，但扶持的力度是有限的。近期：?6?1 国家安监总局明文规定：自2006 年4 月1 日起，所有煤矿必须全部换用新型矿灯，由于磷酸铁锂电池安全性能异常优异，是目前矿灯电池的首选。?6?1 2006 年9 月14 日，国家财政部等五部委联合印发了《关于调整部分商品出口退税率和增补加工贸易禁止类商品目录的通知》。根据《通知》规定，铅酸蓄电池、氧化汞电池的出口退税政策被取消，而将锂电池出口退税13%上调至17%。?6?1 这对锂电行业的发展是实质性的利好。产业政策解读>间接影响篇?6?1 2008 年1 月24 日，财政部、科技部发出了《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》，
决定在北京、上海、重庆、武汉、深圳等13 个城市以财政政策鼓励在公交、出租、公务和环卫等公共服务领域率先推出新能源汽车，对推广与使用单位购买节能新能源汽车给予补助。?6?1 2009 年2 月5 日，财政部确认了中央财政对购置新能源汽车给予补贴的对象和标准，其中购车补贴标准最高的为最大点功率比50%以上的燃料电池公交车，每辆车可获得60 万元的推广补助。这一补贴政策适用于镍氢、锂离子电池和燃料电池汽车，补贴的力度根据节油量而定，并没有对那类新能源车有特别倾斜。?6?1 国家电网公司目前制订了“十一五”期间详细的车辆替换和运行计划，以及电动电力工程车辆替换的优化设计方案，并已经在北京、上海、天津、山东、浙江、湖北、湖南等省（市）试点区域开始付诸实施。?6?1 2009 年3 月20 日公布的《汽车产业振兴规划》指出，到2011 年形成10 亿安时车用高性能电池的生产能力，形成50 万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能，新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右。?6?1 《规划》针对性地提出推广使用节能和新能源汽车的5 项政策措施，一是启动国家新能源节能和示范型汽车工程。二是县级以上人民政府制定规划，优先在城市公交、出租、公务、环卫、机场等领域推广使用新能源汽车。三是建立电动汽车快速充电网络，加速停车场等公共场所公用充电设施的建设。四
是在政府采购中对自主创新的新能源汽车实施政府优先采购。五是增加110 亿元专项资金，重点支持新能源汽车和零配件发展。行业政策现状和预测?6?1 目前中国针对锂电行业的政策措施还没有完全明确到位，主要原因有几点：?6?1 一是国家制定政策先从大处着眼，比如针对风电、太阳能、新能源汽车都做了明确的产业规划并颁布了相应的政策措施，锂电作为与新能源配套的产业，在现阶段各项政策措施不能马上到位情有可缘，好在目前在各方的呼吁下已被提上议程；此外，中国对锂电是否代表储能和动力电池的未来终极方向还是存有异议，目前国家也是鼓励多
种技术并存，对燃料电池、镍氢电池、超级电容等都是鼓励发展，没有对哪项技术有特别青睐。?6?1 近年来，新能源领域呈现一股投资热潮，风电、太阳能已经开始大量应用，新能源汽车也逐步走上市场，这在很大程度上得益于国家产业政策的刺激。但产业政策不可能一成不变，就以风电为例，国家过去更多的是扶持整机厂商，目前则转向扶持关键的零部件厂商。对于新能源汽车也是同样如此，现在整车制造和充电站建设显得非常迫切，相关的企业受益会多一些，等到市场趋于成熟后，相应的补贴政策可能被取消，而掌握核心技术的企业必然受到推崇，其中动力锂电池企业首当其冲，其次是电机、电池管理系统（BMS）、DC 转换器等相关企业。锂电产业行业标准?6?1 当前动
力锂电池产业已经正在从关键技术和产品研究阶段向产业化建设、规模化推广应用和市场体系建设的历史新阶段快速推进，节能与新能源汽车等科研项目在推动动力锂电池关键技术和产品研究阶段起到了关键性的作用。?6?1 动力锂电池电源系统相关七项行业标准，被正式列入国家发改委2008 年～2009 年标准制定计划，中国电子商会电源专业委员会、北京电源行业协会作为行业利益的代表承担标准工作，联合相关企业、科研院所和大专院校，争取在两年左右基本完成我国动力锂电池系统的基础标准化体系、公共服务体系、公共技术支撑体系和规范的市场体系。
?6?1 动力锂电池电源系统相关行业标准主要有《动力锂电池总成通用要求》、《锰酸锂动力锂电池模块通用要求》、《磷酸铁锂动力锂电池模块通用要求》、《动力锂电池总成接口和通讯协议》、《动力电池充电设备通用要求》和《动力电池充电设备接口和通讯协议》。33 二、锂电池生产流程电池是指通过正负极之间的电化反应将化学能转化为电能的装置。充电时，将电能转化为化学能进行储存。放电时，将化学能转化为电能释放，作为电源供用电器。活性物质：电池充放电时，能进行氧化或还原反应而产生电能和储存化学能的电极材料。35 ?6?1 锂离子电池是指Li + 嵌入化合物为正、负极的二次电池。?6?1 正极采用锂化合物Li X CoO 2 、Li X NiO 2 、Li X
MnO 2 、LiFePO 4 和三元复合材料。?6?1 负极采用锂-碳层间化合物Li X C 6 。在充放电过程中，Li + 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象的称为“摇椅电池”。充电池时，Li + 从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态。放电时则相反。36 圆柱型锂离子电池的制造工艺流程正极配料来料检验负极配料正极涂布负极涂布正极制片负极制片隔膜卷绕入壳烘烤短路检验
滚槽注液封口化成密封性检验分容外包装出
厂出厂检验湿度控制37 ?6?1 正极活性物质导电剂、溶剂、粘合剂、基体?6?1 负极活性物质（石墨、MCMB、CMS) 粘合剂、溶剂、基体?6?1 隔膜?6?1 电解液
?6?1 外壳五金件（钢壳、铝壳、盖板、极耳、绝缘片、绝缘胶带）38 正极极耳负极极耳密封圈限流开关隔膜下绝缘垫上绝缘板39 ——正极基体：铝箔（约0.016mm 厚) 正极物质：LiFePO4+碳黑+PVDF 正极集流体：铝带（约0.1mm厚）高温胶带（约0.05mm厚）电池放电时从外电路获得电子的电极,此时电极发生还原反应。通常是电位高的电极。锂离子电池中的钴酸锂、锰酸锂电极等。40 ——负极基体：铜箔（约0.010mm厚) 负极物质：石墨+CMC+SBR 负极集流体：镍带（约0.07mm厚）电池放电时向外电路输送电子的电极，此时电极发生氧化反应。通常是电位低的电极，锂离子电池中石墨电极。41 ——材质：单层
PE（聚乙烯）或者三层复合PP（聚丙烯）厚度：单层一般为0.016～0.020mm 三层一般为0.020～
0.025mm 隔膜［separation film］——是放置于两极之间，作为隔离电极的装置，藉以避免两极上的活性物质直接接
触而造成电池内部的短路。但隔膜仍需能让带电离子通过，以形成通路。隔膜要求：①离子透过度大②机械性强度
适当③本身为绝缘体④不与电解液及电极发生反应42
锂离子电池生产用的主要设备 1. 真空行星搅拌机用途：将各种电池材料均匀的搅拌成浆状。43 2. 电极涂布机：
?6?1 用途:搅拌后的浆料均匀涂膜在金属箔片上。对浆料的涂布厚度精确到3微米以下。44 ?6?1 3. 辊压机：涂布后的极片进一步压实，提高电池的能量密度。45 4. 46 5.
47 ?6?1 6. 卷绕机：将制造好的极片卷绕成电池48 全自动卷绕机49 7. 50 8. 注液机：保证高精度的流水化将电解
液真空注入电池包装材料内自动转盘真空注液机自动转
盘真空注液机日本方形全自动注液机日本方形全自动注
液机51 ——?6?1 性质：无色透明液体，具有较强吸湿性。?6?1 应用：主要用于可充电锂离子电池的电解液，只能在干燥环境下使用操作（如环境水分小于20ppm 的手套箱内）。?6?1 规格：溶剂组成DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比）LiPF6浓度1mol/l ?6?1 质量指标：密度（25℃）g/cm 3 1.23±0.03 水分（卡尔费休法）≤20ppm 游离酸（以
锂电池知识及生产流程
锂电池知识及生产流程锂电池知识及生产流程一、锂电池基本知识锂离子电池的特点?6?1 运用于汽车领域正成为一项核心技术?6?1 优点：重量轻、储能大、功率大、无污染、也无二次污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛，是电动自行车、电动摩托车、电动小轿车、电动大货车等较为理想的车用动力。?6?1 缺点是价格较贵、安全性较差。不过现在已有技术开发锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂等新型材料，大大提高了锂离子电池的安全性，而且降低了成本。各类蓄电池对比（纵向对比横向）铅酸镍镉镍氢锂离子传统液态聚合物铅酸质量能量密度、体积能量密度、工作温度范围、自放电率、可靠性质量能量密度、体积能量密度、自放电率质量能量密度、体积能量密度、电压输出、自放电率质量能量密度、体积能量密度、结构特点、自放电率镍镉更好的可循环性、电压输出、价格质量能量密度、体积能量密度质量能量密度、体积能量密度、电压输出、自放电率质量能量密度、体积能量密度、结构特点、自放电率镍氢更好的可循环型、电压输出、价格工作温度范围、更好的可循环性、自放电率、可靠性质量能量密度、体积能量密度、工作温度范围、自放电率、电压输出质量能量密度、体积能量密度、结构特点、自放电率锂离子传统液态更好的可循环性、安全、价格工作温度范围、更好
的可循环性、价格、安全价格、安全、自放电率、重复循环质量能量密度、体积能量密度、结构特点、安全、价格聚合物更好的可循环性工作温度范围、更好的可循环性、价格体积能量密度、更好的可循环性、价格工作温度范围、更好的可循环性绝对优势更好的可循 环性、价格工作温度范围、价格体积能量密度质量能量密度、体积能量密度、自放电率、结构特点质量能量密度、体积能量密度、自放电率、电压输出、结构特点资料来源：陈清泉、孙立清，电动汽车的现状及发展趋势，科技导报，2005年4月，第23卷第4期锂离子电池分类锂离子电池聚合物锂离子电池(LIP) 电解质为聚合物与盐的 混合物，这种电池在常温下的离子电导率低，适于高温使用。在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂，从而提高离子电导率，使电池可在常温下使用。采用导电聚合物作为正极材料，其比能量是现有锂离子电池的3倍，是最新一代的锂离子电池。固体聚合物电解质凝胶聚合物电解质聚合物正极材料液态锂离子电池(LIB) 聚合物锂电vs.液态锂电聚合物——下一代锂离子电池?6?1 优势1：用固体电解质代替了液体电解质–具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点；–不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题，由此用铝塑复合薄膜制造电池外壳，从而提高整个电池的比容量。?6?1 优势2：可采用高分子正
《安全管理》之聚合物锂电池的生产流程安全问题
聚合物锂电池的生产流程安全问题 在聚合物锂离子电池的生产过程中，以下一些因素必须予以注意。生产出的聚合物锂离子电池经过包装后，进行化成。化成的条件比较关键，因为它涉及SEI膜的形成，以防止负极自发与电解液发生反应；同时，也可以使活性物质与电解质之间有良好的接触。一般而言，每一个生产厂家有自己的化成条件。 聚合物锂离子电池/原材料 1 对于负极而言，除了使用溶于有机溶剂的聚合物作为黏合剂外，也可以使用溶于水溶液的聚合物作为黏合剂。图5为一种可溶于水的黏合剂聚（丙烯酰胺-共-二烯丙基二甲基氯化铵）（AMAC）的结构示意图。它与聚偏氟乙烯相比，具有一定的优越性，有利于在负极表面形成导电性更高的SEI膜，有机电解液的渗透性更好。2 导电剂的分散尽管不是重要方面，但也不可忽视。前面已经讲述了导电剂的分散情况对于负极材料的影响，对于正极材料而言也起同样作用，影响正极容量的发挥和电池的倍率性能。例如对于LiMn2O4而言，采用新型的工艺比传统的工艺更能保证导电剂分散均匀，极化低，容量高，倍率性能好。不同工艺制备的LiMn2O4正极极片的容量与放电倍率的关系。3 正极和负极的比例对于不同的原材料而言也是不一样的。例如，对于天然石墨//LiFePO4而言，后者的容量应该等于天然石墨的容量与SEI膜形成所需要的电荷之和。另外，电极的厚度根据不同的材料，也有不同要求。4 目前商品用的聚合物锂离子电池基本上还是使用LiFP6的碳酸酯溶液作为增塑剂，在较高的温度（80~100℃）下，在微量水分或醇的引发下发生分解，并产生一些有毒的烷基氟化磷酸酯。该热分解在路易斯酸或锂和金属的复合氧化物的作用下受到抑制。5
锂离子电池工艺流程
锂离子电池工艺流程 正极混料 ●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。 ●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。
锂电池知识及生产流程word版
锂电池知识及生产流程 第一编 一、锂电池基本知识 1、锂离子电池的特点 1.1运用于汽车领域正成为一项核心技术 1.2优点：重量轻、储能大、功率大、无污染、也无二次污染、寿命长、自放电系数小、温度适应围宽泛，是电动自行车、电动摩托车、电动小轿车、电动大货车等较为理想的车用动力。 1.3缺点是价格较贵、安全性较差。不过现在已有技术开发锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂等新型材料，大大提高了锂离子电池的安全性，而且降低了成本。 二、各类蓄电池对比（纵向对比横向）
资料来源：清泉、立清，电动汽车的现状及发展趋势，科技导报，2005年4月，第23卷第4期 三、锂离子电池分类 四、聚合物锂电VS 液态锂电 4.1聚合物——下一代锂离子电池 优势1：用固体电解质代替了液体电解质 锂 离子 聚 合物 更好的可循 环性 工作温度围、更 好的可循环性、价 格 体积能量密度、 更好的可循环 性、价格 工作温度围、更好 的可循环性 绝 对 优 势 更好的可循 环性、价格 工作温度围、价 格 体积能量密度 质量能量密度、体积 能量密度、自放电率、 结构特点 质量能量密度、体积 能量密度、自放电率、 电压输出、结构特点
– 具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点； – 不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题，由此用铝塑复合薄膜制造电池外壳， 从而提高整个电池的比容量。 优势2：可采用高分子正极材料 – 其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高50％以上。 优势3：在工作电压、充放电循环寿命等方面都比锂离子电池有所提 高。 劣势：工作温度、循环性能上需要突破 五、锂离子电池产业链分析 5.1最上游：矿资源 5.1.1最上游是矿资源，包括钴、镍、锰、磷、铁、锂及各种化 合物。目前，钴和锂用量最大。 5.1.2国钴生产领头企业有金川、华友、嘉利柯和优美科四家 ，年产量都在 1500吨以上，国金属钴储量极少，目前约 80%的金属钴靠进口。 5.1.3锂资源在中国储量相对丰富，仅次于智利、阿根廷。国 资源目前主要被、矿业掌控，并同时生产工 业级碳酸锂。而电池级碳酸锂则由天齐锂业、尼科国润供 应，其中天齐锂业技术最成熟，是行业标准制定者，约占 国60%的市场份额，并且有部分出口。
锂离子电池原理及生产工艺流程
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=====LixC6 3.2 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） (10μm):93.5% LiCoO 2 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 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 ●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 μm，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 μm，含水量≤0.2%，通常为弱碱性，PH值为8左右。 ●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 μm；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。 ●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。 ●NMP：弱极性液体，用来溶解/溶胀PVDF，同时用来稀释浆料。 ●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
锂电池生产工艺分析
锂电池生产工艺分析 关于循环不合格的分析 一、正负极活性材料的物化结构性质的影响 正负极活性材料的物化结构性质对锂离子的嵌入和脱嵌有决定性的影响，因而影响电池的循环寿命。正负极活性材料的结构是主要的影响因素，使用容易脱嵌的活性材料充放电循环时，活性材料的结构变化较小，而且这种微小变化是可逆的，因而有利于延长充放电循环寿命。 1、材料在充放电过程中的结构稳定性 材料在充放电过程中的结构稳定性有利于提高其充放循环性能。如尖晶石材料LiXMn2O4，具有优越的循环性能，其主要原因之一便是在锂离子的嵌入和胶出过程中，单元晶胞膨胀、收缩率小于1%，即体积变化小;LiXMn2O4(X大于等于1)电极 在充放过程中容量损失严重，主要是因为在充放电过程中，其颗粒表面发生Jahn-Teller畸变效应，单元晶胞膨胀严重，使结构完整性破坏。对材料进行适当的离 子掺杂可有效提高材料的结构稳定性。如对尖晶石结构LiXMn2O4进行适量的钴(Co)掺杂，因钴使该材料的晶格参数变小，在循规蹈矩环过程中晶体结构趋于稳定，从而有效改善了其循环稳定性。 2、活性材料的料度分布及大小影响 活性材料的粒度对其循环性能影响很大。研究表明:活性材料的粒度在一定范 围与材料的循环性能正相关;活性材料的粒度分布越宽，其循环性能就越差，因为当粒度分布较宽时，其孔隙度差，从而影响其对电解液的毛细管作用而使阻抗表现较大，当充电到极限电位时，大颗粒表面的锂离子会过度脱嵌而破坏其层状结构，而不利于循环性能。 3、层状结构的取向性及厚度的影响
具有高度取向性和高度层状有序结构且层状结构较厚的材料，因锂离子插入的方向性强，使用其大电流充电放循环时性能不佳，而对于一些具有无序性层状结构(混层结构)或层结构较薄的材料，由于其锂离子脱嵌速率快，且锂脱嵌引起的体积变化较小，因而其充放循环过程中容降率较小，且耐老化。 4、电极材料的表面结构和性质的影响 改善电极材料的表面结构和性质可有效抑制有机溶剂的共插入及其与电解液间的不良反应，如在石黑表面包覆一层有机聚合物热解碳，在一些正极活性材料如LiCOO2，LiC0XNi1-XO2等表层涂覆一层玻璃态复合氧化物如 LiO-Al2O3-SiO2，Li2O-2B2O3等可显著改善材料的充放电循环性能及电池的安全性。 二、电极涂层粘结强度的影响 正负极涂层的粘结强度足够高时，可防止充放循环过程中正负极优其是负极的粉化脱落或涂层因过度膨胀收缩而剥离基片，降低循环容降率 ;反之，如果粘结强度达不到要求，则随循环次数的增加，因涂层剥离程度加重而使电池内阻抗不断增大，循环容量下降加剧。具体说来，包括以下几方面的因素。 1、胶粘剂的材料选择 目前常用的粘合剂为水溶性有机氟粘合剂(PVDF，PTFE等)，其粘结强度受物理化学性能参数如分子量、热稳定性、热收缩率、电阻率、熔融及软化温度以及在溶剂中的溶胀饱合度、化学稳定性等的影响;此外，正极和负极所用的粘结剂及溶剂均要非常纯，以免因杂质存在而使电极中的粘结剂氧化和老化，从而降低电池的循环性能。 2、胶粘剂的配制 选用合适的粘合剂与溶剂相互作用后形成胶粘剂，它对涂膜有较强的附着力，但要注意配制时的温度、各组分间的比例，即配即用，不宜久放，涂好的极片也不
锂电池英文生产流程
Mixing(配料) Mix solvent and bound separately with positive and negative active materials. Make into positive and negative pasty materials after stirring at high speed till uniformity. Coating（涂布） Now, we are in coating line. We use back reverse coating. This is the slurry-mixing tank. The anode（Cathode）slurry is introduced to the coating header by pneumaticity from the mixing tank. The slurry is coated uniformly on the copper foil, then the solvent is evaporated in this oven. （下面的依据情况而定）There are four temperature zones, they are independently controlled. Zone one sets at 55 degree C, zone two sets at 65 degree C, zone three sets at 80 degree C, zone four sets at 60 degree C. The speed of coating is 4 meters per minute. You see the slurry is dried. The electrode is wound to be a big roll and put into the oven. The time is more than 2 hours and temperature is set at 60 degree C. Throughout the coating, we use micrometer to measure the electrode thickness per about 15 minutes. We do this in order to keep the best consistency of the electrode. Vocabulary: coating line 涂布车间back reverse coating 辊涂coating header 涂布机头 Al/copper foil 铝/铜箔degree C 摄氏度temperature zones 温区 wind to be a（big）roll 收卷evenly/uniformly 均匀oven 烘箱 evaporate 蒸发electrode 极片 Cutting Cut a roll of positive and negative sheet into smaller sheets according to battery specification and punching request. Pressing Press the above positive and negative sheets till they become flat. Punching Punching sheets into electrodes according to battery specification, Electrode After coating we compress the electrode with this cylindering machine at about 7meters per minute. Before compress we clean the electrode with vacuum and brush to eliminate any particles. Then the compressed electrode is wound to a big roll. We use micrometer to measure the compressed electrode thickness every 10 minutes. After compressing we cut the web into large pieces. We tape the cathode edge to prevent any possible internal short. The large electrode with edge taped is slit into smaller pieces. This is ultrasonic process that aluminum tabs are welded onto cathodes using ultrasonic weld machine. We tape the weld section to prevent any possible internal short. And finally, we clean the finished electrodes with vacuum and brush. Vocabulary: cylindering 柱形辊压vacuum 真空particle 颗粒 wound 旋紧卷绕micrometer 千分尺internal short 内部短路 slit 分切ultrasonic 超声波weld 焊接
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Mix solvent and bound separately with positive and negative active materials. Make into positive and negative pasty materials after stirring at high speed till uniformity. Coating （涂布） Now, we are in coating line. We use back reverse coating. This is the slurry-mixing tank. The anode（ Cathode） slurry is introduced to the coating header by pneumaticity from the mixing tank. The slurry is coated uniformly on the copper foil, then the solvent is evaporated in this oven. （下面的依据情况而定） There are four temperature zones, they are independently controlled. Zone one sets at 55 degree C, zone two sets at 65 degree C, zone three sets at 80 degree C, zone four sets at 60 degree C. The speed of coating is 4 meters per minute. You see the slurry is dried. The electrode is wound to be a big roll and put into the oven. The time is more than 2 hours and temperature is set at 60 degree C. Throughout the coating, we use micrometer to measure the electrode thickness per about 15 minutes. We do this in order to keep the best consistency of the electrode. Vocabulary: coating line涂布车间Al/copper foil铝/铜箔wind to be a （ big ） roll evaporate 蒸发 back reverse coating辊涂 degree C 摄氏度 收卷evenly/uniformly均匀 electrode 极片 Cutting coating header 涂布机头 temperature zones 温区 oven 烘箱 Cut a roll of positive and negative sheet into smaller sheets according to battery specification and punching request. Pressing Press the above positive and negative sheets till they become flat. Punching Punching sheets into electrodes according to battery specification, Electrode After coating we compress the electrode with this cylindering machine at about 7meters per minute. Before compress we clean the electrode with vacuum and brush to eliminate any particles. Then the compressed electrode is wound to a big roll. We use micrometer to measure the compressed electrode thickness every 10 minutes. After compressing we cut the web into large pieces. We tape the cathode edge to prevent any possible internal short. The large electrode with edge taped is slit into smaller pieces. This is ultrasonic process that aluminum tabs are welded onto cathodes using ultrasonic weld machine. We tape the weld section to prevent any possible internal short. And finally, we clean the finished electrodes with vacuum and brush. Vocabulary: cylindering柱形辊压wound旋紧卷绕vacuum 真空 micrometer 千分尺 particle颗粒 internal short 内部短路 slit分切ultrasonic超声波weld焊接
锂离子电池生产工艺
目录 1．设计的目的与任务 (1) 1.1课程设计背景 (1) 1.2课程设计目的与任务 (1) 2．设计的详细内容 (2) 2.1原材料及设备的选取 (2) 2.2电池的工作原理 (3) 2.3电池的制备工艺设计 (3) 2.3.1制片车间的工艺设计 (3) 2.3.2装配车间的工艺设计 (6) 2.3.3化成车间工艺设计 (7) 2.3.4包装车间工艺设计 (9) 2.4厂房设计 (9) 3．经济效益 (10) 4．对本设计的评述 (11) 参考文献 (12)
1．设计的目的与任务 1.1课程设计背景 自从1990年SONY采用可以嵌锂的钴酸锂做正极材料以来,锂离子电池满足了非核能能源开发的需要,同时具有工作电压高、比能量大、自放电小、循环寿命长、重量轻、无记忆效应、环境污染少等特点,现成为世界各国电源材料研究开发的重点[1~3]。锂离子电池已广泛应用于移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等的电源,并在电动汽车技术、大型发电厂的储能电池、UPS电源、医疗仪器电源以及宇宙空间等领域具有重要作用[4~5]。 正极材料作为决定锂离子电池性能的重要因素之一,研究和开发更高性能的正极材料是目前提高和发展锂电池的有效途径和关键所在。目前,已商品化的锂电池正极材料有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂等,而层状钴酸锂正极材料凭借其电压高、放电平稳、生产工艺简单等优点占据着市场的主要地位,也是目前唯一大量用于生产锂离子电池的正极材料[6~8]。 18650电池是指外壳使用65mm高，直径为18mm的圆柱形钢壳为外壳的锂离子电池。自从上个世纪90年代索尼推出之后，这种型号的电池一直在生产，经久不衰。经过近20年的发展，目前制备工艺已经非常成熟，性能有了极大的提升，体积能量密度已经提高了将近4倍，而且成本在所有锂离子电池中也是最低，目前早已走出了原来的笔记本电脑的使用领域，作为首选电池应用于动力及储能领域。 1.2课程设计目的与任务 如前文所述，在目前商业化的锂离子电池中，很多厂家都选用层状结构的 作为正极材料。其理论容量为274mAh/g，实际容量为140mAh/g左右，也有LiCoO 2 作为正极材料的18650锂电报道实际容量已达155mAh/g。本设计拟通过以LiCoO 2 池电芯器件作为模型，从原料选择、设计原理、制备工艺、封装条件、工作情况等方面进行系统调研，并设计出相应的电池器件。设计者将通过查阅资料、课题讨论、技术交流等方式，逐渐设计出合理、科学的18650锂电池电芯，培养初步的科研思维和科研能力；通过这一综合训练，使我对实际的新能源产品有初步的、
锂离子电池生产过程中的重要质量管控点
锂离子电池生产过程中的重要质量管控点 第38卷 2008正第5期 lO月 电池 BATTERY BIMONTHLY V01.38.NO.5 Oct..2008 锂离子电池生产过程中的重要质量管控点吴雪平 (无锡日立麦克赛尔有限公司,江苏无锡214028) 摘要:介绍了锂离子电池封口体组件、卷绕、组装、注液、化成和特性检查过程中的一些重要的质量管控点,对焊接强度、毛刺、电极状态和短路等的控制目的及控制方法进行了说明。强调了x射线检查、耐电压检测、电压差管理等在质量管理上的重要性。 关键词:锂离子电池; 生产过程;质量控制点;X射线检查; 电压差管理 中图分类号:TM912.9文献标识码:A 文章编号:1001—1579(2008)05—0305—04 Important quality control points in manufacturing process of Li?ion battery WU Xue—ping (Wuxi Hitachi Maxell Co.,Ltd.,Wuxi,Jmn伊u 214028,China) Abstract:The important quality control points in manufacturing process of Li?ion battery such a8gasket sealing unit assembling, jelly roll winding,assembly,electrolytepouring,formation and characteristics checking wereintroduced.Control purpose andcontrol methods of welding intensity,cutting burr,dectrode alignment and short circuit were analyzed.The importance of X‘ray impection,with8t 龃ding voltage test and voltage drop control were emphasized. Key words:Li-ion battery;manufacturing process;quality control points;X—ray inspection;voltage drop control 锂离子电池的质量,尤其是安全性能受到了越来越多的消费者的关注。在电池设计上,有专门针对极端情况,即万一发生严重质量问题时的保护措施,如在电池的铝壳(正极罐)上有安全阀(开裂阀),还采用专门的保护电路(PCM) 和热敏电阻(PTC),防止过充电、过放电和过电流等情况下电池发热、起火及爆炸等危害人身和财产的事故…。更重要的是各生产厂家在生产过程中应针对一些薄弱点加强质量管控,从源头上防止出现各种可能涉及安全性能的质量异常。这些异常一旦出现,仅靠最终的出厂质量检查手段是很难全部检出和排除的。