鋰電池關鍵生產工藝及控制因素
1.攪拌（Mixing）
也可以稱為混料、勻漿、製漿、配料等等。通過一定的加料順序、攪拌工藝、真空控制、溫度控制等條件，將正負極活物質、導電劑、粘結劑、溶劑等關鍵組分製備成具有一定粘度要求、粒徑要求的非牛頓流體（non-Newtonian liquids）的過程。需要控制的漿料性質是具有好的流動性，粘度、粒度符合塗布要求。
2.塗布（Coating）
有的公司稱為塗覆。塗布是將攪拌完成的漿料均勻塗覆在集流體上，經過烘乾製成極片的過程。塗布的方式有連續塗布、間歇塗布。鋰離子電池漿料塗布的方式主要有刮刀直塗、刮刀輥塗、條縫式擠壓塗，塗布產品的控制參數是面密度、粘結性、含水率等。
3.輥壓（Pressing）
輥壓是指將塗布完成的產品經過一定間隙下、一定壓力下的兩個鋼輥，將極片壓實到指定厚度的過程。輥壓的影響因素有進料角度、間隙值、壓力值、輥壓速度、收放卷張力、極片溫度等。輥壓的目的是將疏鬆多孔的電極進一步壓實，減少物質間接觸電阻，提高一定電池體積內的電池容量，同時不能過壓以保證電解液對極片的浸潤效果。
4、分切（Slitting）
分切也叫分條，塗布完成的極片幅寬大，要將極片分切成多條。分切產品主要受切刀質量、切刀角度以及張力的影響。
5.極耳成型（Tab Forming）
通過控制設備的上、下刀模之間的嚙合對極片進行剪切，使極片按照設計尺寸要求形成極耳的過程。
6.電極缺陷（Electrode Defects）
電極缺陷產生於極片生產中各階段，塗布中易產生頭厚、尾薄、厚邊、露箔、面密度不穩、橫縱條紋、乾料、針眼縮孔、白斑、麻點、異物等，具體原因具體分析。輥壓極片缺陷主要有收卷不齊、皺邊、厚度反彈、掉料粘輥、顆粒、厚度不穩等。極片分切的缺陷有波浪邊、毛刺、卷邊、掉料等等。
7.卷繞（Winding）
卷繞是電芯的一種組成方式，適用於圓柱電池、方形電池以及軟包電池。通過控制設備的速度、張力、尺寸、偏差等因素，將分條後尺寸相匹配的負極極片、正極極片及隔膜捲成裸電芯的過程。卷繞的要點是隔膜包正負極，同時負極極片要包裹正極極片。這就要求負極極片不能露箔，露箔後會造成極片局部析鋰刺穿隔膜，引起短路。
8.疊片（Lamination）
疊片式電芯的另外一種組成方式，適用於方形及軟包鋰離子電池。通過控制設備將沖片後的負極極片、正極極片及隔膜堆疊成裸電芯的過程。同樣還是要求隔膜包正負極，負極極片要包裹正極極片。
9.熱壓（Hot Pressing）
熱壓也叫整形，卷繞後的電芯處於鼓起狀態，不利於入殼和電解液的浸潤，需要將其熱壓以促進極片、隔膜間的接觸，同時減小體積、防止正負極極片的錯位。熱壓的影響因素有壓力、溫度、時間等，一般選擇60~80℃熱壓。
10.真空烘烤（Vacuum Baking）
真空烘烤分為極片烘烤和電芯烘烤，都是為了控制電芯的水分。水分對於鋰電池來說可以是致命的，水分與電解液接觸後，形成的氫氟酸對電池有巨大的損壞，生成的氣體也會造成電池鼓包等。烘烤效率受真空度、烘乾溫度、時間影響，通過調整烘烤工藝盡量在低能耗的情況下高效烘乾。
11.極耳焊接（Tab Welding）
無論是卷繞還是疊片方式，都需要進行極耳與集流體的焊接。將正負極極耳焊接在集流體位置處，要保證焊接的強度，防止極耳脫落。極耳焊接方式一般選用超聲焊接方式，其原理是在輔助加壓的情況下，通過焊頭、焊座將高頻振動波傳遞到兩個待焊接的物體，兩個待焊接接觸面相互摩擦，分子相互擴散而形成分子熔合焊接到一起。超聲焊接強度受焊接壓力、振幅、頻率、時間、焊機穩定性、焊頭質量、工裝、材料硬度等影響。
12.封裝（Packaging）
封裝形式主要有金屬殼封裝和鋁塑膜封裝兩種，金屬殼包括鋼殼、鋁殼，適用於圓柱電池和方形電池，鋁塑膜封裝適用於軟包電池。對於18650圓柱電池來說，封裝步驟是將卷繞完後卷芯放入鋼殼再進行點底焊、滾槽、注液後，再進行激光焊蓋帽最後機械封口。對於方形電池來說，封裝步驟是入殼後進行激光焊接封口，再注液孔注液完成後，完成最終的密封。軟包電池封裝的不同之處在於採用鋁塑膜封裝，鋁塑膜由三層物質組成，PP層、鋁層以及尼龍層。封裝的關鍵是將PP層融化後相互粘結到一起，熱封主要受到溫度、熱封時間、熱封壓力的影響，要保證無熱封不良、不過封等。對於有極耳處的頂封要特別注意，既要保證鋁塑膜PP層與極耳外表面的PP層粘結、密封良好，又要保證非極耳區鋁塑膜PP層面對面的粘結、密封良好。此外，與金屬外殼電池相比，鋁塑膜軟包電池在熱封之後需要包覆一層保護膜，防止外界物質對鋁塑膜的劃傷。
13.氣密性檢測（Leakage Test）
通過負壓檢測方法或氦氣檢測方法，檢測電池是否存在泄漏的過程。氣密性檢測是非常有必要的，密封不良的電池將會引入水分、雜質等造成電池中與電解液的副反應，引起電池報廢。
14.注液（Electrolyte Injection）
電解液是鋰離子在電池內部移動的通道，主要由溶質和溶劑組成。溶質是六氟磷酸鋰，溶劑一般選用三種或多種溶劑配合使用，如EC/DMC/DEC等。注液過程就是將電解液注入電芯內部，控制的參數主要有電解液量、注入壓力、時間等。
15.化成（Formation）
化成就是對注液封口後的電池進行第一次充放電。化成的目的主要有兩個：一電池製作完成後，電極材料並不是處在最佳適用狀態，或者物理性質不合適（例如顆粒太大，接觸不緊密等），或者物相本身不對（例如一些合金機理的金屬氧化物負極），需要進行首次充放電對其激活。二是鋰電池首次充放電，電子通過外部路徑到達石墨負極表面，與電解液溶劑、鋰離子發生反應形成固態電解質膜（SEI），SEI對於鋰電池的性能有重要的影響。化成工藝對電池性能影響極大，因為充放電流大小、時間等因素對於電池中高質量的SEI形成、產氣量大小、電阻大小等關鍵參數有很大影響。
16.老化（Aging）
老化一般就是指電池裝配注液完成後第一次充電化成後的放置，可以有常溫老化也可有高溫老化，兩者作用都是使初次充電化成後形成的SEI膜性質和組成更加穩定，保證電池電化學性能的穩定性。
老化完成之後，對電池進行最後分容，經過電阻、壓降等檢測合格後可以出廠。
本文作者：鋰電派
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