063048S型鋰離子電池製作規程
1、正負極配方
1.1正極配方:
LiCoO2 (10µm):93.5%
Super P: 4.0%
PVDF761: 2.5%
NMP:與固體物質的重量比約為810:1496
a)正極粘度控制:6000cps(溫度:25;轉子3)
b)NMP重量需適當調節,達到粘度要求為宜;
c)特別注意溫度濕度對粘度的影響。
1.2負極配方
負極: 94.5%
Super-P: 1.0%
SBR: 2.25%(固含量)
CMC: 2.25%
H2O:與固體物質的重量比為1600:1417.5
a)負極粘度控制:5000~6000cps(溫度:25;轉子3)
b)H2O重量需適當調節,達到粘度要求為宜;
c)特別注意溫度濕度對粘度的影響。
2、正極混料
2.1 目的
為規範正極混料工藝,特製定本作業指導書。
2.2 適用範圍
適用於液態鋰電的正極混料作業。
2.3 物料烘烤
1、 LiCoO2 120℃真空烘烤4小時;
2、 Super-P 120℃真空烘烤4小時。
2.4 物料球磨
a)將LiCoO2、Super-P倒入料桶,同時加入磨球(正極干料:磨球=1:1),在滾瓶機上進行球磨,轉數控制在60rpm以上;
b)滾料時間4小時,滾料結束后取下料桶,過篩使磨球與正極組份分離。
2.5 操作步驟
a)NMP倒入廣州紅運100L動力混合機料桶中,加熱至80℃,稱取PVDF加到其中,開動力混合機;
參數設置:轉速為25±2轉/分,攪拌115至125分鐘;
b)接通冷卻系統,將已磨好的正極干料平均分四次加入,每次間隔28至32分鐘,第三次加料視材料需要添加NMP,第四次加料后加入NMP;
動力混合機參數設置:轉速為20±2轉/分。
C)第四次加料30±2分鐘后進行高速攪拌,時間為480±10分鐘;
動力混合機參數設置:公轉為30±2轉/分,自轉為25±2轉/分;
c)真空混合:將動力混合機接上真空,保持真空度為-0.09Mpa至-0.10MPa,攪拌30±2分鐘;
動力混合機參數設置:公轉為10±2轉/分,自轉為8±2轉/分。
d)取250~300毫升漿料,使用粘度計測量粘度;
測試條件:轉子號5,轉速12或30rpm,溫度範圍25℃;
e)將正極料從動力混合機中取出進行膠體磨、過篩,同時在不鏽鋼盆上貼上標識,與拉漿設備操作員交接后可流入拉漿作業工序。
2.6 注意事項
1、工作完成,清理機器設備及工作環境;
2、操作機器時,需注意安全,避免砸傷頭部。
3、負極混料
3.1 目的
為規範負極混料工藝,特製定本作業指導書。
3.2 適用範圍
適用於液態鋰電的負極混料作業。
3.3 物料烘烤
a)負極 120℃真空烘烤4小時;
b)Super-P 120℃真空烘烤4小時。
3.4 物料球磨
a)將負極、Super-P倒入料桶,同時加入磨球(負極干料:磨球=1:1.2),在滾瓶機上進行球磨,轉數控制在60rpm以上;
b)滾料時間4小時,滾料結束后取下料桶,過篩使磨球與負極組份分離。
3.5 操作步驟
a)純淨水加熱至80℃,倒入廣州紅運2L動力混合機。
b) 加CMC,攪拌60±2分鐘;
動力混合機參數設置:公轉設置為25±2轉/分,自轉為15±2轉/分。
c) 加入SBR和去離子水,攪拌60±2分鐘;
動力混合機參數設置:公轉設置為30±2轉/分,自轉為20±2轉/分。
d) 負極干料分四次平均順序加入,加料的同時加入純淨水,每次間隔28至32分鐘;
動力混合機參數設置:公轉為20±2轉/分,自轉為15±2轉/分。
e) 第四次加料30±2分鐘后進行高速攪拌,時間為480±10分鐘;
動力混合機參數設置:公轉為30±2轉/分,自轉為25±2轉/分。
f) 真空混合:將動力混合機接上真空,保持真空度為:-0.09MPa~-0.10MPa,攪拌30±2分鐘;
g) 取500毫升漿料,使用粘度計測量粘度;
測試條件:轉子號5,轉速30rpm。
h) 將負極料從動力混合機中取出磨料、過篩后,在不鏽鋼盆上貼上標識,交接至拉漿工序。
3.6 注意事項
a) 工作完成,清理機器設備及工作環境;
b) 操作機器時,需注意安全,避免砸傷頭部。
4、電池的製作
4.1 極片尺寸
電極長度L(mm) 寬度W(mm) A(mm) B(mm) C(mm)
正極 360±0.5 41.0±0.5 8.0±0.5 4.0±0.5 16.0±0.5
負極 400±0.5 42.0±0.5 4.0±0.5 65.0±0.5
4.2 拉漿工藝
a)集流體尺寸
正極(鋁箔):365.0×0.020mm,間歇塗布
負極(銅箔):360.0×0.015mm,間歇塗布
b)拉漿重量要求
電極第一面雙 面
重量(g)面密度(mg/cm2)重量(g)面密度(mg/cm2)
正極 3.14±0.04(51%) 21.53±0.14 6.18±0.08 21.53±0.14
負極 1.60±0.02(54%) 9.61±0.065 2.95±0.04 9.61±0.065
4.3 裁片
a) 正極拉漿后進行以下工序:裁大片—裁小片—稱片(配片)—烘烤—軋片—極耳焊接
b) 負極拉漿后進行以下工序:裁大片—裁小片—稱片(配片)—烘烤—軋片—極耳焊接
4.4 軋片要求
電極壓片后厚度(mm) 壓片后長度(mm)
正極 0.125~0.145 362~365
負極 0.125~0.145 400~403
4.5 配片方案
序號正極重量(克)負極重量(克)
1 5.94~6.01 2.83~2.86
2 6.02~6.09 2.87~2.90
3 6.10~6.17 2.91~2.94
4 6.18~6.25 2.95~2.98
5 6.26~6.33 2.99~3.01
6 6.34~6.41 3.02~3.05
備註:正極可以和重1~2個檔次的負極進行配片。
4.6 極片烘烤
溫度時間(小時)真空度
正極 120±5℃ 6~10 ≤-0.09MPa
負極 110±5℃ 6~10 ≤-0.09MPa
備註:
(1)真空系統的真空度為-0.095~0.10MPa
(2)保護氣為高純氮氣,氣體壓力>0.5MPa
4.7 極耳製作
a) 正極:
正極極耳(上蓋組合)在正極片B處採用超聲波焊接(如右圖)。
上蓋組合的鋁條在正極片B處的中央,鋁條末端與極片邊緣平齊。
b) 負極:
鎳條尺寸:0.10×3.0×48mm,鎳條直接用點焊機點焊,要求點焊點數為8個點(如下圖)。
鎳條焊在負極片的A處,鎳條右側與負極片右側對齊,鎳條末端與極片邊緣平齊。
4.8 隔膜尺寸:0.025×44.0×790±5mm
4.9 卷針寬度:22.65±0.05mm
4.10 壓芯
電池卷繞后,先在電芯底部貼上24mm寬的透明膠紙,再用壓平機冷壓兩次。
4.11 電芯入殼前要求(外觀如右圖)
膠紙1:10.0×38.0±1.0mm,膠紙在電芯兩側分布均勻;
膠紙2:10.0×38.0±1.0mm,鎳條在膠紙中央;
膠紙3:24.0×30.0±2.0mm,膠紙在電芯兩側分布均勻;
鎳條右側距電芯右側為7.0±1.0mm
4.12 裝殼
裝殼時應用雙手同時用力,緩緩將電芯裝入電池殼中,禁止划傷電芯。
4.13 負極極耳焊接
負極鎳條與鋼殼用點焊機進行焊接,要保証焊接強度,禁止虛焊。
4.14 激光焊接
激光焊接時應仔細上夾具,電池殼與上蓋配合良好后才能進行焊接,注意避免出現焊偏。
4.15 電池真空烘烤
烘烤溫度時間(小時)真空度
80±5℃ 16~22 ≤-0.05MPa
備註:
(1)真空系統的真空度為-0.095~-0.10 MPa;
(2)保護氣為高純氮氣,氣體壓力>0.5 MPa;
(3)每小時抽一次真空注一次氮氣
4.16 注液量:2.9±0.1g
注液房相對濕度:≤30%,溫度:20±5℃
封口膠布:6mm寬紅色膠布,粘膠紙時注意擦淨注液口處的電解液
用2道橡皮觔將棉花固定在注液口處
4.17 化成制度
4.17.1 開口化成工藝
a) 恆流充電:40mA×4h;80mA×6h
電壓限制:4.00V
b) 全檢電壓,電壓≥3.90V的電池進行封口,電壓<3.90V的電池接着用60mA恆流至3.90~4.00V后封口,再打鋼珠
c) 電池清洗,清洗劑為醋酸+酒精
4.17.2 續化成制度
按程序進行續化成:
a) 恆流充電(400mA,4.20V,10min)
b) 休眠(2min)
c) 恆流充電(400mA,4.20V,100 min)
d) 恆壓充電(4.20V,20 mA,150 min)
e) 休眠(30min)
f) 恆流放電(750mA,2.75V,80 min)
g) 休眠(30min)
h) 恆流充電(750mA,3.80V,90 min)
j) 恆壓充電(3.80V,20 mA,150 min