鋰離子電池原理及工藝流程簡介



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充電過程

如上圖一個(gè)電源給電池充電,此時(shí)正極上的電子e從通過外部電路跑到負(fù)極上,正鋰離子Li+從正極“跳進(jìn)”電解液里，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”到達(dá)負(fù)極，與早就跑過來的電子結(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。由此可知，只要負(fù)極上的電子不能從負(fù)極跑到正極，電池就不會放電。電子和Li+都是同時(shí)行動的，方向相同但路不同，放電時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)過電子導(dǎo)體跑到正極，鋰離子Li+從負(fù)極“跳進(jìn)”電解液里，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”到達(dá)正極，與早就跑過來的電子結(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.隔膜孔隙率小；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)面積小；

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）