手机电池制作工艺课件.ppt

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1、手机电池制作工艺電池工作原理電池工作原理n n鋰離子電池的正負極均採用可供鋰離子自由脫嵌的活性物鋰離子電池的正負極均採用可供鋰離子自由脫嵌的活性物鋰離子電池的正負極均採用可供鋰離子自由脫嵌的活性物鋰離子電池的正負極均採用可供鋰離子自由脫嵌的活性物質，當電池充電時鋰離子從正極進入溶液轉到負極中去。質，當電池充電時鋰離子從正極進入溶液轉到負極中去。質，當電池充電時鋰離子從正極進入溶液轉到負極中去。質，當電池充電時鋰離子從正極進入溶液轉到負極中去。放電時鋰離子又從負極進入溶液轉到正極。鋰離子進入電放電時鋰離子又從負極進入溶液轉到正極。鋰離子進入電放電時鋰離子又從負極進入溶液轉到正極。鋰離子進入電放電

2、時鋰離子又從負極進入溶液轉到正極。鋰離子進入電極的過程中叫嵌入極的過程中叫嵌入極的過程中叫嵌入極的過程中叫嵌入;從電極出來的過程叫脫嵌。充放電時從電極出來的過程叫脫嵌。充放電時從電極出來的過程叫脫嵌。充放電時從電極出來的過程叫脫嵌。充放電時離子的往返的嵌入和脫嵌正像搖椅一樣搖來搖去，故有人離子的往返的嵌入和脫嵌正像搖椅一樣搖來搖去，故有人離子的往返的嵌入和脫嵌正像搖椅一樣搖來搖去，故有人離子的往返的嵌入和脫嵌正像搖椅一樣搖來搖去，故有人稱鋰離子電池為稱鋰離子電池為稱鋰離子電池為稱鋰離子電池為“搖椅電池搖椅電池搖椅電池搖椅電池”。其化學反應方程式為：。其化學反應方程式為：。其化學反應方程式為：。

3、其化學反應方程式為：正極正極 LiCoOLiCoO2 2-Li-Li1-x1-xCoOCoO2 2+xLi+xLi+xe+xe-負極負極 6C+xLi6C+xLi+xe+xe-Li-Lix xC C6 6全反應全反應 6C+LiCoO6C+LiCoO2 2-Li-Lix xC C6 6+Li+Li1-x1-xCoOCoO2 2鋰離子電池的結構1 1 1 1、正极：电池反应的主体，主要反应物质为正极：电池反应的主体，主要反应物质为正极：电池反应的主体，主要反应物质为正极：电池反应的主体，主要反应物质为LiCoO2LiCoO2LiCoO2LiCoO2，正极片，正极片，正极片，正极片是由是由是由是由

4、LiCoO2LiCoO2LiCoO2LiCoO2粉末调成膏体状涂覆在铝箔上烘干而成。粉末调成膏体状涂覆在铝箔上烘干而成。粉末调成膏体状涂覆在铝箔上烘干而成。粉末调成膏体状涂覆在铝箔上烘干而成。2 2 2 2、负极：与正极匹配成为电池反应的主体，主要反应物质为、负极：与正极匹配成为电池反应的主体，主要反应物质为、负极：与正极匹配成为电池反应的主体，主要反应物质为、负极：与正极匹配成为电池反应的主体，主要反应物质为C C C C，负极片是由石墨粉末调成膏体状涂覆在铜箔上烘干而成。，负极片是由石墨粉末调成膏体状涂覆在铜箔上烘干而成。，负极片是由石墨粉末调成膏体状涂覆在铜箔上烘干而成。，负极片是由石墨

5、粉末调成膏体状涂覆在铜箔上烘干而成。3 3 3 3、隔膜纸：置于正极与负极之间起隔离作用，主要是防止正、隔膜纸：置于正极与负极之间起隔离作用，主要是防止正、隔膜纸：置于正极与负极之间起隔离作用，主要是防止正、隔膜纸：置于正极与负极之间起隔离作用，主要是防止正极与负极直接接触而导致电池内部短路。现在的所采用的极与负极直接接触而导致电池内部短路。现在的所采用的极与负极直接接触而导致电池内部短路。现在的所采用的极与负极直接接触而导致电池内部短路。现在的所采用的隔膜纸一般为隔膜纸一般为隔膜纸一般为隔膜纸一般为PE/PPPE/PPPE/PPPE/PP多层微孔薄膜。多层微孔薄膜。多层微孔薄膜。多层微孔薄膜

6、。4 4 4 4、电解液：电池反应过程中作锂离子来回移动的载体，一般、电解液：电池反应过程中作锂离子来回移动的载体，一般、电解液：电池反应过程中作锂离子来回移动的载体，一般、电解液：电池反应过程中作锂离子来回移动的载体，一般采用采用采用采用LiPF6LiPF6LiPF6LiPF6作电解质溶解于作电解质溶解于作电解质溶解于作电解质溶解于EC/DMC/EMCEC/DMC/EMCEC/DMC/EMCEC/DMC/EMC等酯类物质中而形等酯类物质中而形等酯类物质中而形等酯类物质中而形成的有机电解液。成的有机电解液。成的有机电解液。成的有机电解液。5 5 5 5、五金配件：主要包括钢壳、盖板等。、五金配

7、件：主要包括钢壳、盖板等。、五金配件：主要包括钢壳、盖板等。、五金配件：主要包括钢壳、盖板等。钢（铝）壳：电池电化学反应系统的容器。钢（铝）壳：电池电化学反应系统的容器。钢（铝）壳：电池电化学反应系统的容器。钢（铝）壳：电池电化学反应系统的容器。盖板：在整个电池系统中起密封和输出电流的作用。盖板：在整个电池系统中起密封和输出电流的作用。盖板：在整个电池系统中起密封和输出电流的作用。盖板：在整个电池系统中起密封和输出电流的作用。鋰離子電池的結構生產流程生產流程n n 分容分容分容分容激光焊接激光焊接激光焊接激光焊接裝配裝配裝配裝配卷繞卷繞卷繞卷繞烘烤小片烘烤小片烘烤小片烘烤小片制片制片制片制片配

8、料配料配料配料塗布塗布塗布塗布進料檢驗進料檢驗進料檢驗進料檢驗清洗清洗清洗清洗封口封口封口封口注液注液注液注液化成化成化成化成電芯烘烤電芯烘烤電芯烘烤電芯烘烤入庫入庫入庫入庫原材料進料檢驗原材料進料檢驗n n電池容量的發揮靠化學材料。現重點介紹化學材料的進料電池容量的發揮靠化學材料。現重點介紹化學材料的進料電池容量的發揮靠化學材料。現重點介紹化學材料的進料電池容量的發揮靠化學材料。現重點介紹化學材料的進料檢驗檢驗檢驗檢驗.n n化學材料包括：正極材料，負極材料，電解液，導電劑、化學材料包括：正極材料，負極材料，電解液，導電劑、化學材料包括：正極材料，負極材料，電解液，導電劑、化學材料包括：正極

9、材料，負極材料，電解液，導電劑、溶劑、粘合劑、增稠劑。溶劑、粘合劑、增稠劑。溶劑、粘合劑、增稠劑。溶劑、粘合劑、增稠劑。n n正極材料（活性物質）指的是：鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰，正極材料（活性物質）指的是：鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰，正極材料（活性物質）指的是：鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰，正極材料（活性物質）指的是：鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰，現在常用的是鈷酸鋰。現在常用的是鈷酸鋰。現在常用的是鈷酸鋰。現在常用的是鈷酸鋰。n n負極材料指的是：石墨、炭粉負極材料指的是：石墨、炭粉負極材料指的是：石墨、炭粉負極材料指的是：石墨、炭粉n n電解液指的是：六氟磷酸鋰電解液指的是：六氟磷酸鋰電解液指的是：六氟磷酸

10、鋰電解液指的是：六氟磷酸鋰n n導電劑一般是指導電石墨，如導電劑一般是指導電石墨，如導電劑一般是指導電石墨，如導電劑一般是指導電石墨，如;Super-p;Super-p;Super-p;Super-p、KS-15KS-15KS-15KS-15n n溶劑有：去離子水、溶劑有：去離子水、溶劑有：去離子水、溶劑有：去離子水、NMPNMPNMPNMPn n粘合劑有：粘合劑有：粘合劑有：粘合劑有：SBRSBRSBRSBR、PVDFPVDFPVDFPVDFn n增稠劑有：增稠劑有：增稠劑有：增稠劑有：CMCCMCCMCCMC鈷酸鋰直觀圖鈷酸鋰直觀圖鈷酸鋰電鏡圖鈷酸鋰電鏡圖原材料進料檢驗原材料進料檢驗n n

11、名詞解釋：名詞解釋：粒度：粒度：粒度：粒度：粉末顆粒的大小，粉末顆粒的大小，以以mm為單位為單位 振實密度：振實密度：振實密度：振實密度：一定重量的粉末顆粒通過振動所能夠達到的最小體積一定重量的粉末顆粒通過振動所能夠達到的最小體積 首次充放電效率：首次充放電效率：首次充放電效率：首次充放電效率：電池第一次放電容量與第一次充電容量的比值電池第一次放電容量與第一次充電容量的比值 克比容量：克比容量：克比容量：克比容量：每一克活性物質（鈷酸鋰或是石墨）所能發揮的容量每一克活性物質（鈷酸鋰或是石墨）所能發揮的容量 循環保持率：循環保持率：循環保持率：循環保持率：電池經過多次充放電後的容量與初次容量的比

12、值電池經過多次充放電後的容量與初次容量的比值 平台：平台：平台：平台：充滿電後電池（充滿電後電池（4.2V4.2V）放電到）放電到3.6V3.6V時的所用的放間時的所用的放間 水分：水分：水分：水分：電解液中所含水分含量，以電解液中所含水分含量，以PPMPPM為單位為單位 HFHFHFHF：電解液中所含氟化氫的含量，以電解液中所含氟化氫的含量，以PPMPPM為單位為單位 電導率：電導率：電導率：電導率：電解液的導電能力電解液的導電能力分解電壓：分解電壓：分解電壓：分解電壓：外加電壓時，電解液維持不分解所能承受的最大電壓值外加電壓時，電解液維持不分解所能承受的最大電壓值原材料進料檢驗n n鈷酸鋰

13、檢驗項目有：外觀、粒度、振實密度、PH值、首次充放電效率、克比容量、循環容量保持率、平台n n負極石墨檢驗項目有：外觀、粒度、振實密度、首次充放電效率、克比容量、循環容量保持率、平台n n電解液檢驗項目有：外觀、水分、HF含量、電導率、分解電壓配料配料n n配料分為正極配料和負極配料，正極材料配料分為正極配料和負極配料，正極材料和負極材料統稱為活性物質。和負極材料統稱為活性物質。n n配料是將活性物質、溶劑、導電劑、粘合配料是將活性物質、溶劑、導電劑、粘合劑按照一定的比例攪拌混合成漿料，正極劑按照一定的比例攪拌混合成漿料，正極配料過程嚴禁有水分。配料過程嚴禁有水分。n n控制點：配方（活性物質

14、控制點：配方（活性物質94%94%）、固含量）、固含量（正極：（正極：702%702%，負極：，負極：441%441%）、粘度：）、粘度：3000-10000mpa.s3000-10000mpa.s攪拌機攪拌機塗布塗布n n同樣，塗布也分為正極塗布和負極塗布。同樣，塗布也分為正極塗布和負極塗布。正極塗布是將正極漿料塗覆在鋁箔兩面上，正極塗布是將正極漿料塗覆在鋁箔兩面上，並烘烤幹溶劑，負極塗布是將負極漿料塗並烘烤幹溶劑，負極塗布是將負極漿料塗覆在銅箔兩面上，並烘烤幹溶劑。覆在銅箔兩面上，並烘烤幹溶劑。n n箔材選擇：銅箔（箔材選擇：銅箔（10m10m、12m12m），鋁箔），鋁箔（16m16m、

15、20m20m）n n控制點：面密度控制點：面密度塗布機塗布機裁切，烘烤大片n n裁切：按照工藝標準將塗覆漿料的箔材的余邊切去，並成卷的箔材切成規定尺寸的大片。n n烘烤大片：將分切好的大片放入烤箱烘烤以減少其水分含量。分切機分切機烤箱烤箱壓片，分小片n n壓片：用輥軋機壓大片，使漿料緊覆在箔材上，需要控制壓片後的大片的厚度。過厚則壓片易壓死或斷片，且入殼難。過薄則容量低。n n分小片：將壓片後的大片分切成規定尺寸的小片,其寬度就是電池的高度。不能有毛刺。輥壓機輥壓機分切機分切機制片,極片烘烤n n將壓片後的小片進行如下操作：n n吸片(去除表面粉塵）點焊極耳（正負極引線）貼膠紙（絕緣，避免短路

16、）極片外觀全檢 n n控制點：虛焊（內阻大）、焊穿（短路）n n極片烘烤：將正負極片用80-90抽真空烘烤4H，減少極片濕氣。真空幹燥箱真空幹燥箱正極耳及蓋帽正極耳及蓋帽正極片正極片卷繞卷繞n n卷繞：將正極片、負極片及隔膜紙通過卷卷繞：將正極片、負極片及隔膜紙通過卷繞機卷成電池的大小，繞機卷成電池的大小，然后捏扁用胶纸缠然后捏扁用胶纸缠住待装壳住待装壳,對於鋼殼，負極片比正極片長，對於鋼殼，負極片比正極片長，隔著隔膜紙包裹著正極片。對於鋁殼，正隔著隔膜紙包裹著正極片。對於鋁殼，正極片比負極片長，隔著隔膜紙包裹負極片。極片比負極片長，隔著隔膜紙包裹負極片。要求，卷芯不能偏位，否則易短路或低容要

17、求，卷芯不能偏位，否則易短路或低容量。量。卷繞機卷繞機裝配，激光焊接裝配，激光焊接n n裝配：將卷芯裝入鋼殼（鋁殼裝配：將卷芯裝入鋼殼（鋁殼),),點焊極耳，點焊極耳，加絕緣片，點焊蓋板。加絕緣片，點焊蓋板。n n激光封口：将装壳工序转来的电芯通过碰激光封口：将装壳工序转来的电芯通过碰焊机将其负极耳牢固地焊接在钢壳上，之焊机将其负极耳牢固地焊接在钢壳上，之后将电芯上到激光焊接机模具上，通过激后将电芯上到激光焊接机模具上，通过激光焊接机将其盖板严密地焊接在钢壳上，光焊接机将其盖板严密地焊接在钢壳上，之后进行真空测漏、测短路。之后进行真空测漏、测短路。絕緣片絕緣片殼體殼體卷芯卷芯激光焊接機激光焊接

18、機真空測漏真空測漏電芯烘烤，注液電芯烘烤，注液n n電芯烘烤電芯烘烤:120:120左右烘烤電芯左右烘烤電芯15H-24H15H-24H以除以除濕。濕。n n注液：將電解液注入到電芯中，電解液為注液：將電解液注入到電芯中，電解液為離子提供遊動空間。離子提供遊動空間。真空烘烤真空烘烤真空注液機擱置，化成擱置，化成n n一般擱置24H以利於電解液浸潤。n n化成：對注液後地電池進行首次充電和放電以活化其活性物質。化成櫃化成櫃封口，清洗n n封口：將鋼珠敲進注液口。n n清洗：用水及丙酮清洗電芯表面的油污、劃線、膠等，並進行厚度全檢。清洗清洗分容，入庫n n分容：首次分選電池容量及平台。n n入庫：

19、進行電池的厚度內阻測試後入倉庫。分容檢測櫃分容檢測櫃裝保護板，包裝n n電芯安裝保護板，包裝後即完成了整個生產制造過程。鋰離子電池的優點n nA.高能量密度n nB.單電池輸出電壓高n nC.自放電率低n nD.使用壽命長n nE.安全性能好n nF.無記憶效應n nG.不含重金屬如：鎘、汞等,因此對環境無污染，屬綠色環保電池鋰離子電池的缺點n nA、電池成本高。主要表現在LiCoO2的價格高(Co的資源較少），電解質體系提純困難。n nB、不能大電流放電，一般放電電流在1C以下。n nC、需要保護線路板控制锂离子电池最常用的特性锂离子电池最常用的特性 容量：是指电池以一定的充电速率充电至容量

20、：是指电池以一定的充电速率充电至容量：是指电池以一定的充电速率充电至容量：是指电池以一定的充电速率充电至4.2V4.2V4.2V4.2V，再以，再以，再以，再以4.2V 4.2V 4.2V 4.2V 恒压充电至电流小于恒压充电至电流小于恒压充电至电流小于恒压充电至电流小于0.01C0.01C0.01C0.01C，之后以，之后以，之后以，之后以 一定的放电速一定的放电速一定的放电速一定的放电速 率放电至率放电至率放电至率放电至2.75V2.75V2.75V2.75V的容量（以的容量（以的容量（以的容量（以AhAhAhAh或或或或mAhmAhmAhmAh表示）。表示）。表示）。表示）。平台：是指电

21、池以一定的充电速率充电至平台：是指电池以一定的充电速率充电至平台：是指电池以一定的充电速率充电至平台：是指电池以一定的充电速率充电至4.2V4.2V4.2V4.2V，再以，再以，再以，再以4.2V 4.2V 4.2V 4.2V 恒压充电至电流小于恒压充电至电流小于恒压充电至电流小于恒压充电至电流小于0.01C0.01C0.01C0.01C，之后以，之后以，之后以，之后以1C1C1C1C 放电速率放放电速率放放电速率放放电速率放 电至电至电至电至3.6V3.6V3.6V3.6V的时间（以的时间（以的时间（以的时间（以minminminmin表示）。表示）。表示）。表示）。内阻：是指电池在充电至内

22、阻：是指电池在充电至内阻：是指电池在充电至内阻：是指电池在充电至50%50%50%50%左右的情况下通过二次电池左右的情况下通过二次电池左右的情况下通过二次电池左右的情况下通过二次电池 内阻测试仪测量出来的内阻值（以内阻测试仪测量出来的内阻值（以内阻测试仪测量出来的内阻值（以内阻测试仪测量出来的内阻值（以m m m m表示）。表示）。表示）。表示）。锂离子电池最常用的特性锂离子电池最常用的特性自放电：是指电池在没有对外做功的情况下，其自身内部物质自放电：是指电池在没有对外做功的情况下，其自身内部物质自放电：是指电池在没有对外做功的情况下，其自身内部物质自放电：是指电池在没有对外做功的情况下，其

23、自身内部物质 发生化学反应而致使电池能量（容量）损失的现象。如自发生化学反应而致使电池能量（容量）损失的现象。如自发生化学反应而致使电池能量（容量）损失的现象。如自发生化学反应而致使电池能量（容量）损失的现象。如自 放电较大的电池往往表现为储存一段时间后出现低电压放电较大的电池往往表现为储存一段时间后出现低电压放电较大的电池往往表现为储存一段时间后出现低电压放电较大的电池往往表现为储存一段时间后出现低电压 （或零电压）的现象。（或零电压）的现象。（或零电压）的现象。（或零电压）的现象。安全性能：是指电池在过充、短接或其他滥用条件下的情况下安全性能：是指电池在过充、短接或其他滥用条件下的情况下安

24、全性能：是指电池在过充、短接或其他滥用条件下的情况下安全性能：是指电池在过充、短接或其他滥用条件下的情况下 其外表是否有爆炸、破裂、漏液的现象。其外表是否有爆炸、破裂、漏液的现象。其外表是否有爆炸、破裂、漏液的现象。其外表是否有爆炸、破裂、漏液的现象。外观：是指成品电芯在出货时的外观尺寸和表面质量。目前，外观：是指成品电芯在出货时的外观尺寸和表面质量。目前，外观：是指成品电芯在出货时的外观尺寸和表面质量。目前，外观：是指成品电芯在出货时的外观尺寸和表面质量。目前，国内客户关心最多的是电芯的厚度、高度及漏液。国内客户关心最多的是电芯的厚度、高度及漏液。国内客户关心最多的是电芯的厚度、高度及漏液。

25、国内客户关心最多的是电芯的厚度、高度及漏液。電池不良項目及成因電池不良項目及成因n n1 1 1 1、容量低、容量低、容量低、容量低 產生原因：產生原因：產生原因：產生原因：a.a.敷料量偏少敷料量偏少;b.;b.極片兩面敷料量相差較大極片兩面敷料量相差較大;c;c、極片斷裂、極片斷裂;d;d、電解液少、電解液少;e;e、電解液電導率低、電解液電導率低;f;f、正極與負極配片未、正極與負極配片未配好配好;g;g、膠粘劑老化導致料脫落、膠粘劑老化導致料脫落;h;h、正負極比容量小、正負極比容量小n n2 2 2 2、內阻高、內阻高、內阻高、內阻高 產生原因：產生原因：產生原因：產生原因：a a、

26、正負極片與各自極耳虛焊、正負極片與各自極耳虛焊;b;b、極耳與殼體虛焊、極耳與殼體虛焊;c;c、鉚、鉚釘與壓板接觸內阻大釘與壓板接觸內阻大;n n3 3 3 3、電壓低、電壓低、電壓低、電壓低 產生原因：產生原因：產生原因：產生原因：a a、副反應（電解液分解、副反應（電解液分解;正極有雜質正極有雜質;有水）有水）;b;b、未化成、未化成好（好（SEISEI膜未形成完全）膜未形成完全）;c;c、毛刺、毛刺;d;d、微短路、微短路;e;e、負極產、負極產生枝晶生枝晶電池不良項目及成因電池不良項目及成因n n4 4 4 4、循環壽命低、循環壽命低、循環壽命低、循環壽命低 產生原因：產生原因：產生原因：產生原因：a a、未化成好（未化成好（SEISEI膜不完整）膜不完整）;b;b、粘結劑老化導致脫料、粘結劑老化導致脫料;c;c、負極比容量低、負極比容量低;d;d、正極敷料多而負極少、正極敷料多而負極少;e;e、漏氣、漏氣;f;f、電解液分解，電導率降低電解液分解，電導率降低n n5 5 5 5、短路、短路、短路、短路 產生原因：產生原因：產生原因：產生原因：a a、料塵、料塵;b;b、裝殼時裝破、裝殼時裝破;c;c、卷繞不齊、卷繞不齊;d;d、隔膜有洞、隔膜有洞;e;e、毛刺毛刺