鋰離子電池原理及工藝流程
一、 原理
1.0 正極構(gòu)造
? LiCoO2(鈷酸鋰)+導(dǎo)電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體(鋁箔)?????????????????????? 正極
2.0 負(fù)極構(gòu)造
? 石墨+導(dǎo)電劑(乙炔黑)+增稠劑(CMC)+粘結(jié)劑(SBR)+ 集流體(銅箔)???????????????????????? 負(fù)極
3.0工作原理
3.1 充電過(guò)程
?
電源給電池充電,此時(shí)正極上的電子e從通過(guò)外部電路跑到負(fù)極上,正鋰離子Li+從正極“跳進(jìn)”電解液里,“爬過(guò)”隔膜上彎彎曲曲的小洞,“游泳”到達(dá)負(fù)極,與早就跑過(guò)來(lái)的電子結(jié)合在一起。
正極上發(fā)生的反應(yīng)為
LiCoO2=充電=Li1-xCoO2+Xli++Xe(電子)
負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為
??????? 6C+XLi++Xe=====LixC6
3.2 電池放電過(guò)程
?
放電有恒流放電和恒阻放電,恒流放電其實(shí)是在外電路加一個(gè)可以隨電壓變化而變化的可變電阻,恒阻放電的實(shí)質(zhì)都是在電池正負(fù)極加一個(gè)電阻讓電子通過(guò)。由此可知,只要負(fù)極上的電子不能從負(fù)極跑到正極,電池就不會(huì)放電。電子和Li+都是同時(shí)行動(dòng)的,方向相同但路不同,放電時(shí),電子從負(fù)極經(jīng)過(guò)電子導(dǎo)體跑到正極,鋰離子Li+從負(fù)極“跳進(jìn)”電解液里,“爬過(guò)”隔膜上彎彎曲曲的小洞,“游泳”到達(dá)正極,與早就跑過(guò)來(lái)的電子結(jié)合在一起。
二、 工藝流程
?
三、 電池不良項(xiàng)目及成因:
1.容量低
產(chǎn)生原因:
a. 附料量偏少;??????????? b. 極片兩面附料量相差較大;???????? c. 極片斷裂;
d. 電解液少;????????????? e. 電解液電導(dǎo)率低;???????????????? f. 正極與負(fù)極配片未配好;
g. 隔膜孔隙率?。????????? h. 膠粘劑老化→附料脫落;?????????? i.卷芯超厚(未烘干或電解液未滲透)
j. 分容時(shí)未充滿電;??????? k. 正負(fù)極材料比容量小。
2.內(nèi)阻高
產(chǎn)生原因:
a. 負(fù)極片與極耳虛焊;???? b. 正極片與極耳虛焊;??????????? c. 正極耳與蓋帽虛焊;
d. 負(fù)極耳與殼虛焊;??????? e. 鉚釘與壓板接觸內(nèi)阻大;??????? f. 正極未加導(dǎo)電劑;
g. 電解液沒(méi)有鋰鹽;?????? h. 電池曾經(jīng)發(fā)生短路;??????????? i. 隔膜紙孔隙率小。
3.電壓低
產(chǎn)生原因:
a. 副反應(yīng)(電解液分解;正極有雜質(zhì);有水);???????????????? b. 未化成好(SEI膜未形成安全);
c. 客戶的線路板漏電(指客戶加工后送回的電芯);???????????? d. 客戶未按要求點(diǎn)焊(客戶加工后的電芯);
e. 毛刺;?????????????? f. 微短路;???????????????????????? g. 負(fù)極產(chǎn)生枝晶。
4.超厚
產(chǎn)生超厚的原因有以下幾點(diǎn):
a. 焊縫漏氣;??????????? b. 電解液分解;?????????????????????? c. 未烘干水分;
d. 蓋帽密封性差;??????? e. 殼壁太厚;???????????????????????? f. 殼太厚;
g. 卷芯太厚(附料太多;極片未壓實(shí);隔膜太厚)。
5.成因有以下幾點(diǎn)
?
a. 未化成好(SEI膜不完整、致密);?????????????????????????? b. 烘烤溫度過(guò)高→粘合劑老化→脫料;??? c. 負(fù)極比容量低;
d. 正極附料多而負(fù)極附料少;????????????????????????????????? e. 蓋帽漏氣,焊縫漏氣;??????????????? f. 電解液分解,電導(dǎo)率降低。
6.爆炸
a. 分容柜有故障(造成過(guò)充);??????????????????????????????? b. 隔膜閉合效應(yīng)差;???????? c. 內(nèi)部短路
7.短路
?
a. 料塵;???????????????????????????????????????????????????? b. 裝殼時(shí)裝破;??????????????????????? c. 尺刮(小隔膜紙?zhí)』蛭磯|好);
d. 卷繞不齊;???????????????????????????????????????????????? e. 沒(méi)包好;??????????????????????????? f. 隔膜有洞;???????????? g. 毛刺
?
8.斷路
a) 極耳與鉚釘未焊好,或者有效焊點(diǎn)面積??;
b) 連接片斷裂(連接片太短或與極片點(diǎn)焊時(shí)焊得太靠下)
?