锂离子电池是一种二次电池(充电电池),它主要依靠Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌来工作。随着新能源汽车等下游产业不断发展,锂离子电池的生产规模正在不断扩大。本文以钴酸锂为例,全🌟面讲解锂离子电池的的原理、配方和工艺流程,锂电池的性能与测试、生产注🐻意事项和设计原则。
一、工作原理
LiCoO2+ 导电剂 + 粘接剂 (PVDF) + 集文丘里管(铝铂)
完美365体育:石墨 ♒+ 导电剂 + 增稠剂 (CMC) + 粘结力剂 (SBR) + 集气流(铜箔)
3.1 充电过程
一个电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从ღ正极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达负极,与早就跑过来的电子结合在一起。
正极上发生的反应为:
负极上时有发生的的反应为:
3.2 电池放电过程
放电有恒流放电和恒阻放电,恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而🌼变化的可变电阻,恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。由此可知,只要负极上的电子不能从负极跑到正极,电池就不会放电。电子和Li+都是同时行动的,方向相同但路不同,放电时,电子从负极经过电子导体跑到正极,锂离子Li+从负极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。
3.3 充放电特性
电芯正极采用LiCoO2 、LiNiO2、LiMn2O2,进来LiCoO2乃是一个层结构设计很顺定的晶型,但当从LiCoO2偷走x个Li正离子后,其结构设计将会发现影响规律,只不过否发现影响规律依赖🃏于于x的宽度。
通过研究发现当x >0.5时,Li1-xCoO2的结构表现为极其不稳定,会发生晶型瘫塌,其外部体现♏为锂聚合物电芯的压过终了。,因此锂聚合物电芯在利用流程中应可以通过禁止充点电阻来调节Li1-xCoO2中的x值,一样冲电直流电压好大过4.2V很x高于0.5 ,不一定Li1-xCoO2的晶型仍是稳定性高的。
负极C6其本身有自己的特点,当第一次化成后,正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中,当放电时Li回到正极LiCoO2中,但化成之后必须有一部分Li留在负极C6中心,以保证下次充放电Li的正常嵌入,否则电芯的压倒很短,为了保证有一部分Li留在负极C6中,一般通过限制放电下限电压来实现:安全充电上限电压≤4.2V,放电下限电压≥2.5V。
记忆效应的原理是结晶化,在锂电池中几乎不会产生这种反应。但是,锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降,其原因是复杂而多样的。主要是正负极材料本身的变化,从分子层面来看,正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞;从化学角度来看,是正负极材料活性钝化,出现副反应生成稳༺定的其他化合物。物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况,总之最终降低了电池中可以自由在ꦚ充放电过程中移动的锂离子数目。
过度充电和过度放电,将🐟对锂离子电池的正负极造成永久的损坏,从分子层面看,可以直观的理解,过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷,过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去,而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。
不适应合的湿度将导至锂阳阴阳离子电瓶内部人员其它检查是否反响形成他们不梦想看看的无机化合物,所以咧在不多的锂阳阴阳离子电瓶 -极🏅中间拥有保護性的温度🃏表控制pu气管或电解法设备质增加剂。在电瓶降温到一段的症状下,混合膜膜孔收缩或电解法设备质性变,电瓶电压表内阻增高到了断路,电瓶已不降温,事关电瓶冲电湿度正常情况。
1.1 正极配方:LiCoO2+导电剂+粘合剂+集流体(铝箔)
LiCoO2(10μm): 96.0%
完美365体育:导电剂(Carbon ECP) 2.0%
完美365体育:连接剂(PVDF 761) 2.0%
完美365体育:NMP(加大黏结性):液态物料的重量体积比是8:15
a)正极粘度控制6000cps(温度25℃ )
完美365体育:b) NMP称重须应当控制,符合动力粘度的标准为宜。
完美365体育:c)特点关注温暖、温度对粘度的损害。
正极活性物质:
钴酸锂:正极活性物质,锂离子源,为电池提高锂源。非极性物质,不规则形状,粒径D50一般为6-8 μm,含水量≤0.2%,通常为碱性,pH值为10-11左右。
锰酸锂:非极性物质,不规则形状,粒径D50一般为5-7 μm,含水量≤0.2%,通常为弱碱性,pH值为8左右。
导电剂:链状物,含水量< 1%,粒径一般为 1-5 μm。通常使用导电性优异的超导碳黑,如科琴炭黑Carbon ECP和ECP600JD,其作用:提高正极材料的导电性,补偿正极活性物质的电子导电性;提高正极片的电解液的吸液量,增加反应界面,减少极化。
PVDF粘合剂:非极性物质,链状物,分子量从300,000到3,000,000不等;吸水后分子量下降,粘性变差。用于将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。常用的品牌如Kynar761。
NMP:弱极性液体,用来溶解/溶胀PVDF,同时用来稀释浆料。
集流体(正极引线):由铝箔或铝带制成。
1.2 负极配方:石墨+导电剂+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体(铜箔)
完美365体育:负极材料(石墨):94.5%
完美365体育:导电剂(Carbon ECP):1.0%(科琴超导碳黑)。
完美365体育:黏接剂(SBR):2.25%(SBR = 丁苯再生胶胶乳)。
完美365体育:增稠剂(CMC):2.25%(CMC = 羧甲基合成甲基纤维素钠)。
完美365体育:水:液体元素的权重比值1600:1417.5
完美365体育:a) 负极粘稠度管控5000-6000cps(热度25马达转子3)。
完美365体育:b) 水权重须要酌情调控,符合密度的标准为宜。
完美365体育:c) 很需要注意摄氏度内部含水率对粘稠度的关系。
石墨:负极活性酶类东西,产生负极反响的大部分东西;大部分分类非人工石墨和人造石石墨2大类别。非正负东西,易被非正负东西生态破坏,易在非正负东西中分刘海散;很更易更易吸水,也很更易在水内分刘海散。被生态破坏的石墨,在水内分刘海散后,更易全新结婚移民。通常情况下粉末直径D50为20μm左古。粉末外观多元且多不原则,大部分有圆形、块状、食物纤维状等。
导电剂:其作用为:
完美365体育:a) 增强负极片的导电性,征收土地赔偿负极活力材料的光电子导电性。
完美365体育:b) 的提升不良反应深层及回收使用效率。
完美365体育:c) 严防枝晶的产生了。
完美36💮✅5体育:d) 进行导电板材的吸液业务能力,提升 影响画质,缩短极化。(可依照石墨颗粒规划决定加或要加)。
添加剂:降低不可逆反应,提高粘附力,提高浆料黏度,防止浆料沉淀。
完美365体育:增稠剂/防奠定剂(CMC):夺原子氧化物,溶解于水和化学性质液体。
异丙醇:弱电性有机物,融入后可减小或增大粘胶剂剂氢氧化钠盐溶液的电性,提生石墨和粘胶剂剂氢🐼氧化钠盐溶液的相融性;更具过强的消泡使用;易崔化🌌粘胶剂剂蜂窝状交链,提生粘结力硬度。
工业甲醇:弱化学性质成分,引入后可减小或增大黏结剂饱和悬浊液的化学性质,提生石墨和黏结剂饱和悬浊液的相融性;兼有浓烈的消泡用;易催化剂的反应黏结剂波形交链,提生黏结承🐓载力(异丙醇和工业甲醇的用从底层逻辑上讲是一个样的,大文件批量量种植时可确定直接费用因素分析第二首选加用什么)。
水性粘合剂(SBR):将石墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。小分子线性链状乳液,极易溶于水和极性溶剂。
去离子水(或蒸馏水):稀释剂,酌量添加,改变浆料的流动性。
负极引线:由铜箔或镍带制成。
2.1正极混料 :
2.1.1原料的预处理
1) 钴酸锂:脱水。一般用120 °C常压烘烤2小时左右。
2) 导电剂:脱水。一般用200 °C常压烘烤2小时左右。
3) 粘合剂:脱水。一般用120-140 °C常压烘烤2小时左右,烘烤温度视分子量的大小决定。
完美365体育:4) NMP:缺水。的在使用缺水大分子筛缺水或用特出取料生活设施,直观的在使用。
2.1.2物料球磨:
完美365体育:1) 4分钟截止,过筛分设备离出球磨;
2) 将LiCoO2 和Carbon ECP倒入料桶🌜,同时加入磨球(干料:磨球=1:1)ꦚ,在滚瓶及上进行球磨,转速控制在60rmp以上。
2.1.3 原料的掺和:
完美365体育:1) 粘结剂剂的溶解出来(按标盐浓度)及热治理 。
2) 钴酸锂和导电剂球磨:使粉料进行搭配,钴酸锂和导电剂连接在同时,提高自己永居用处和的导电性。配置成浆料后不想另外地域分布于连接剂中,球磨时间间隔一般的为2h时ౠ间;为防止出现吸进沉渣,一般而言动🧸用玛脑球身为球磨介子。
2.1.4 干粉的分散、浸湿:
原理:固体粉末放置在空气中,随着时🍬间的推移,将会吸附部分空气在固体的表面上,液体粘合剂加入后,液体与气体开始争夺固体表面;如果固体与气体吸附力比与液体的吸附力强,液体不能浸湿固体;如果固体与液体吸附力比与气体的吸附力强,液体可以浸湿固体ཧ,将气体挤出。
完美365体育:当润湿角≤90°,无水硫酸铜打湿。当润湿角>90°,无水硫酸铜不打湿。
完美365体育:正极材质中的每个组员都能被黏合剂溶剂打湿,因此 正极粉料疏散相比较最易。
分散方法对分散的影响:
完美365体育:1)静置法(时间段长,目的差,但不断裂用料的改变成分)。
完美365体育:2)搅拌机法:自转或自转加公转(日期短,体验佳,但有能够损害某个装修材料的自己的组成部分ಌ)。
搅拌桨对分散速度的影响:搅拌桨大൲致包括蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。一般蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对付分散ܫ难度大的材料或配料的初始阶段;球形、齿轮形用于分散难度较低的状态,效果佳。
搅拌速度对分散速度的影响。一般说来搅拌速度越高,分散速度越快,但对材料自身结构和对设备的损伤就越大。
浓度对分散速度的影响。通常情况下浆料浓度越小,分散速度越快,但太稀将导致材料的浪费和浆料沉淀的加重。
浓度对粘结强度的影响。浓度越大,柔制强度越大,粘接强度越大;浓度越低,粘接强度越小。
真空度对分散速度的影响。高真空度有利于材料缝隙和表面的气体排出,降低液体吸附难度;材料在完全🍎失重或重力减小的情况下分散均匀的难度将ꦫ大大降低。
温度对分ꦰ散速度的影响。适宜的温度下,浆料流动性好、易分散。太热浆料容易结皮,太冷浆料的流动性将大打折扣。
稀释:将浆料调整为合适的浓度,便于涂布。
2.1.5操作步骤
a) 将NMP倒入动力混合机(100L)至80°C,🥀称取PVDF加入ܫ其中,开机;技术指标使用:发动机转速25±2r/min,搅拌机115-125min。
b) 接通冷却系统,将已经磨号的正极干料平均分四次加入,每次间隔28-32min,第三次加料视材料需要添加NMP,第四次加料后加入NMP;趋势混合式机性能快速设置:ℱ转动速度为20±2r/min。
c) 第四次加料30±2min后进行高🤡速搅拌,时间为480±10min;冲力混合物机技术参数设施:公转成30±2r/min,自转成25±2r/min。
d💛) 真空混合:将动力混合机接上真空,保持真空度为-0.09Mpa,搅拌30±2min;能量结合机叁数设为:公转换成10±2min,自转换成8±2r/min。
e) 取250-300ml浆料,使用黏度计测量黏度;软件测试前提:电机🌠定转子号5,钻速12或30rpm,的温𝓰度区域25°C。
f) 将正极料从动꧂力系统混后机中掏出参与悬浊液磨、过筛,一同在304不锈钢盆上贴上安全标识,与拉浆设施设备工作员𝓡交接后可流进拉浆选择题制作工艺。
2.1.6注意事项
完美365体育:a) 做完,清除垃圾系统机械及操作环保。
完美365体育:b) 实际操作机器人时,需留意安全性高,减少砸伤后脑。
2.2 负极混料
2.2.1原料的预处理:
1) 石墨:
完美365体育:A、混,使主料不规则化,不断提高相唯一性。
B、300~400°C自然压烘烤,排除表皮干性油的物质,提供与水性树脂上胶剂的相溶效果,修圆石墨表皮磨平(某些装修材料为꧙保持良好表皮性能特点,不可以烘烤,因此机🧸关效能降低了)。
2) 水性粘合剂:适当稀释,提高分散能力。
2.2.2 掺和、浸湿和分散:
完美365体育:1) 石墨与连接剂液体正负极的不同,不会轻易分散式。
完美365体育:2) 可先用醇水悬浊液将石墨分式的运算润湿,再与粘接剂悬浊液相混。
完美365体育:3) 应合适减低掺和有机废气浓度,增加乳状液性。
4) 细化过程中 为少正负物和非正负物距离感,提生动量或表层能,之所以为产热反應,搅🍸伴时综合性工作温差有一些消减。如标准准许可以非常合适变高搅伴工作温差,使产热更加非常容易,同一提生移动性,消减细化困难程度。
完美365体育:5) 混合期间如加入到机械泵脱气期间,消除空气,使得固-液吸出,治疗效果更加。
完美365体育:6) 离心分离化方式、离心分离化的办法同正极添加剂中的有关系玩法
2.2.3稀释:
完美365体育:将浆料調整为为宜的酸度,有利于涂装。
2.2.4物料球磨
1)🌊 将负极和KetjenblackECP倒料桶时添加球磨(干料:磨球=1:1.2)在滚瓶及努力上进行球磨💟,转速比把控在60rmp上。
完美365体育:2) 4天截止,过筛分的离出球磨。
2.2.5操作步骤
完美365体育:1) 纯粹水预热至至80°C倒到驱动力比调机(2L)。
2) 加CMC,搅拌60±2min;能混合🃏﷽式机产品参数安装:公转入25±2min,自转入15±2r/min。
完美365体育:3) 入驻SBR和去化合物水,搅拌机60±2min。
完美365体育:能源搭配机参数指标设计:公改为30±2min,自改为20±2r/min。
4) 负极干料分六次分別按序建立,搅拌的与此同时建ᩚᩚᩚᩚᩚᩚᩚᩚᩚ𒀱ᩚᩚᩚ立纯净系统水,每天时间间隔28-32min;驱动力混合物机规格装置:公转化成20±2r/min,自转化成15±2r/min。
完美365体育:5) 第八次送料30±2r/min后进行髙速攪拌,周期为480±10min。
完美365体育:发动机结合机规格布置:公转成30±2r/min,自转成25±2r/min。
6) 𒐪抽涡流混和型喂养:将驱动力混和型喂养机接上去抽涡流,提高抽涡流度为-0.09到0🌌.10Mpa,混和30±2min。
完美365体育:能混合型机因素放置:公转化成10±2min,自转化成8±2r/min。
完美365体育:7) 取500ml浆料,应用黏性计估测黏性。
完美365体育:测试软件生活条件:马达转子号5,钻速30rpm,平均温度领域25°C。
8ܫ) 将负极料从干劲相混机中导出来来进行研磨材料、过筛,同样在不锈钢板盆上贴上标志标识,与拉浆环保设备操控员交接后可流向拉浆选择题生产工序。
2.2.6 还要注意事宜
完美365体育:1) 来完成,快速清理电脑设施及事业条件;
完美365体育:2) 操作使用广州POS机时,需小心人身安全,不要砸伤顶级。
原料重视地方:
ü防止混入其它杂质;
ü防止浆料飞溅;
ü浆料的浓度(固含量)应从高往低逐渐调整,以免增加麻烦;
ü在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底,确保分散均匀;
ü浆料不宜长时间搁置,以免沉淀或均匀性降低;
ü需烘烤的物料必须密封冷却之后方可以加入,以免组分材料性质变化;
ü搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主;
ü搅拌桨的使用以浆料分散难度进行更换,无法更换的可将转速由慢到快进行调整,以免损伤设备;
ü出料前对浆料进行过筛,除去大颗粒以防涂布时造成断带;
ü对配料人员要加强培训,确保其掌握专业知识,以免酿成大祸;
ü配料的关键在于分散均匀,掌握该中心,其它方式可自行调整。
1、极片尺寸
2、拉浆工艺
完美365体育:a)集气固两相流寸尺
完美365体育:正极(镀铝),间歇性涂装。
完美365体育:负极(铜箔),间断刷抹。
完美365体育:b)拉浆克重标准
3、正极拉浆后进行以下工序:
裁动作大片🔯 裁小片 称片(配片) 烘烤 轧片极耳锡焊负极拉浆后进行一些环节♑:
完美365体育♋:裁科幻大片 🐓 裁小片 称片(配片) 烘烤 轧片极耳焊
.4、轧片要求
5、配片方案
6、极片烘烤
备注:真空系统的真空度为-0.095-0.10Mpa,保护气为高纯氮气,气体气压大于0.5Mpa。
7、极耳制作
a) 正极:
完美365体育:正极极耳在正极片处利用超音波波焊接加工。铝条下端与极片表面对齐。
b) 负极:
镍条厚度:0.10×3.0×48mm,镍条单独用气焊机气焊,规范要求气焊点数为七个点镍条右面与负极ꩵ片右面位置合适,镍条尾部🌌与极片顶部对齐。
8、隔膜尺寸:0.025×44.0×790±5mm。
9、卷针宽度:22.65±0.05mm。
10、压芯:充电薄膜分切机后,先在聚合物电芯上端贴上24mm宽的白色胶纸,再换压平机冷压俩次。
11、电芯入壳前要求
完美365体育:胶纸1:10.0×38.0±1.0mm,胶纸在锂电池俩测分布不均均。
完美365体育:胶纸2:10.0×38.0±1.0mm,镍条在胶纸地方。
完美365体育:胶纸3:24.0×30.0±2.0mm,胶纸在锂电池左右侧分布范围均衡。
完美365体育:镍条一侧距锂电池一侧为7.0±1.0mm。
12、装壳
完美365体育:装壳时需要用两手时使力,轻轻将锂锂电池放入充电电池壳中,不可以划痕锂锂电池。
13、负极极耳焊接
完美365体育:负极镍条与钢壳用悍接生产机来悍接生产,要切实保障悍接生产难度,全面禁止虚焊。
14、激光焊接
离子束不锈钢不锈钢焊接应该细🀅细上治具,电池箱壳与上盖互相配合稳定后性能做不锈钢不锈钢焊接,特别留意彻底解决了出现了焊偏。
15、电池真空烘烤
备注:
完美365体育:(1)蒸空体体统的蒸空体度为-0.095~-0.10MPa。
(2)保护气为高纯氮气,气体压力>0.5MPa。
(3)每小时抽一次真空注一次氮气。
16、注液量:2.9±0.1g
注液房比较温湿度:≤30%,水温:ꦚ20±5℃封膜胶布:6mm宽鲜红色胶布,ܫ粘胶纸时重视洗净注液口处的电解抛光液用2道可塑橡皮筋将绵花稳固在注液口处。
17、化成制度
(1)开口化成工艺
完美365体育:a)恒流充点:40mA×4h;80mA×6h
电压限制:4.00V
b)全检电压,电压≥3.90V的电池进行封口🌞,电压<3.90V的电池用60mA恒流至3🌳.90~4.00V后封口,再打钢珠。
c)电池清洗,清洗剂为醋酸+酒精。
(2)续化成制度
完美365体育:按步骤去续化成:
a)恒流充电(400mA,4.20V,10min)
b)休眠(2min)
c)恒流充电(400mA,4.20V,100 min)
·
d)恒压充电(4.20V,20 mA,150 min)
e)休眠(30min)
f)恒流放电(750mA,2.75V,80 min)
g)休眠(30min)
h)恒流充电(750mA,3.80V,90 min)
j)恒压充电(3.80V,20 mA,150 min)
(3)检测分容
完美365体育:按给出水平对电池箱通过分容:
完美365体育:锂电下柜后全检电阻值降,电阻值降<3.77V的锂电采用了程度补电:
完美365体育:(1)恒流续航(750mA,3.80V,10 min)
完美365体育:(2)息屏(2min)
完美365体育:(3)恒流充点(750mA,3.80V,30 min)
完美365体育:(4)恒压蓄电(3.80V,20 mA,60min)
18、电池复检
完美365体育:充电电池下柜分容后在在常温下发置20天实施检验,布骤下面:
完美365体育:a)用整型机对锂电整型。
完美365体育:b)全检电池板它的厚度、电流、电阻,类别工艺有以下:
1、(正、负极)干混→湿混→滚涂膏体在导电基体上→3步非常干燥→倒丝机→切边(弄成千万高度)→辊压→倒丝机(后备电源)干混采取球磨, 磨球是波璃球或脱色锆卫浴陶瓷球。
湿混采用。行星式拌粉机,其叶片分别装在2-3个轴上, 混合效果更好。湿混中溶剂数量要恰当, 形成合适的流变态, 以获得平滑的涂层。滚涂电极膏体要保证一定的粘度, 膏体涂于铝箔或铜箔的两面, 而涂层的厚度取决于电池的型号。然后再相继通过3个加热区进行干燥, NMP(或水)从涂层中随热空气或干燥氮气流动而挥发, 溶剂可以回收再利用。辊压是为了提高涂层的密度, 并使电极厚度能符合电池装配的尺寸, 辊压阶段的压力要适中, 以免卷绕时粉料散落。
2、电池的组装
圆柱电池的装配工艺流程:绝缘底圈入筒→卷绕电💯芯入筒→插入芯轴→焊负极集流片于钢筒→插入绝缘圈→钢筒滚线→真空干燥→注液→组合帽(PTC元件等)焊到正极引极上🧔→封口→X射线检查→编号→化成→循环→陈化。
方形电池装配工艺流程:绝缘底入钢盒→片状组合电芯入筒→负极集流片焊于钢盒→上密封垫圈→正极♛集流片焊于杆引极→组合盖(PTC元件等)焊到旋引极上→组合盖定位→激光焊接→真空干燥→注液→密封→X射线检查→编号→化成→循环→陈化。
装配工艺说明:以圆柱形电池为例(方形电池基本过程相同)。倒丝机芯入ꦆ筒己前, 将铝条(0.08—0.15㎜厚、3㎜宽)和镍条(0.04—0.10㎜厚, 3㎜宽)分离用高周波波对焊在正、负极导电基体的指定的处有所作为集流𓆏引极。
电池隔膜一般采用PE/PP2层或PP/PE/PP 3层组成, 隔膜都是🙈经过120℃热处理过的, 以增加其阻止性和提高其安全性。
正极、隔膜、负极3者叠合后卷绕入筒, 由于采用涂膏电极, 故必须让膏体材料与基体结🅠合得好, 以形成高密度电极, 特别要防止掉粉, 以免其穿透隔膜而引起电池内部短路。
在卷绕电芯插入钢筒以前, 放一个绝缘底入钢筒底部是为了防止电池内部短路这对于一般电池都是相同的。
电解质一般采用LiPF6和非水有机溶剂, 在真空注液以前,电池要真空干燥24/h, 以除去电池组分中的水分和潮气, 以免LiPF6与水反应形成HF而缩短寿命。
电池密封采用涂密封胶、插入垫圈、卷边加断面收缩过程,基本原理与碱性可充电池相同。封口以后, 电池要用异丙醇和水的混合液除去油污物和溅出的电解液, 然后再干燥。使用一种气🐻味传感器或“ 嗅探器”元件检查电池漏液情况。
整个电池装配完成以后, 电池要用X射线鉴定电池内部结构是否正常🦹, 对于电芯不正、钢壳裂缝、焊点情况、有无短路等进行检查, 排除有上述缺陷的电池, 确保电池质量。
最后一道工序是化成, 电池第1次充电, 阳极上形成保护膜, 称为固体电解质中间相层(SEI), 它能防止阳极与电解质反应, 并是电池安全操作、高容量、长寿命的关键🧸要素。电池经过几次充放电循环以后陈化2—3周, 剔去微短🀅路电池, 再进行容量分选包装后即成为商品了。
1、电性能:
(1)额定的功率:0.5C放电,单体电池放电时间不低于2h,电池组放电时间不低于108min(95%)。
(2)1C尖端放电储存量:1C自充蓄电池放电,聚己内酯干容量电池自充蓄电池放电⭕時间不高于57miඣn(95%),干容量磷酸铁锂电池自充蓄电池放电時间不高于54min(90%)。
(3)低温放电容量:-20℃下0.5C放电,单体或电池组放电时间均不低于72min(60%)。
(4)高温放电容量:55℃下0.5C放电,单体电池放电时间不低于104min(95%),电池组放电时间不低于108min(9❀0%)。
(5) 荷电保持及恢复能力:满电常温下搁置28天,荷电保持放✱电时间不低于96min(80%),荷电医治蓄电池放电准确时间不不超108min(90%)。
(6)储存性能:进行贮存试验的单体电池或电池组应选自生产日期不足3个月的,贮存前充50%~60%🎃的容量,在环境温度40℃±5℃,相对湿度45%~75%的环境贮存90天。ℱ贮存期满后取出电池组,用0.2C充满电搁置1h后,以0.5C恒流放电至终止电压,上述试验可重复测试3次,放电时间不低于72min(60%)。
(7)循环寿命ౠ:电池或电池组采用0.2C充电,0.5C放电做循环,当连续两次放电𒐪容量低于72min(60%)时停止测试,单体电池循环寿命不低于600次,电池组循环寿命不低于500次。
(8)高温搁置寿命:应选自生产日期不足三个月的单体电池的进行高温搁置寿命试验,进行搁置前应充入50%±5%的容量,然后在环境温度为55℃±2℃的条下搁置7天。7天后将电池取出,在环境温度为20℃±5℃下搁置2~5h。先以0.5C将电池放电至终止电压,0.5h后按0.2C进行充电,静置0.5h 后,再以0.5C恒流放电至终止电压,以此容量作为恢复容量。以上步骤为🥀1周循环,直至某周放电时间低于72min(60%),试验结束▨。搁置寿命不低于56天(8周循环)。
2、安全性能
(1)持续充电:将单体电池以0.2ItA恒流充电,当单体电池端电压达到充电限制电压时,改为恒压充电并保持28d,试验结束后,应不泄漏、不泄气ಌ、不破裂、不起火、不爆炸(相当于满电浮充)。
(2)过充电:将单体电池用恒流稳压源以3C恒流充电,电压达到10V后转为恒压充电,直到电池爆炸或起火或充电时间为90min或电池表面温度🔥稳定(45min内温差≤2℃)时停止充电,电池应不起火、不爆炸(3C10V);将电🐼池组用稳压源以0.5ItA恒流充电,电压达到n×5V(n为串联单体电池数)后转为恒压充电,直到电池组爆炸或起火或充电时间为90min或电池组表面温度稳定(45min内温差≤2℃)时停止充电,电池应不起火、不爆炸。
(3)强制放电(反向充电):将单体电池先以0.2ItA恒流放电至终止电压,然后以1ItA电流对电池进行反向充电,要求充电时间不低于90min,电池应不🍌起火、不爆炸;将电池组其中一只单体电池放电至终止电压,其余均为充满电态的电池,再以1ItA恒流放电至电池组的电压为0V时停止放电,电池应不起火、不爆炸。
(4)短路测试:将单体电池经外部短路90min,或电池表面温度稳定(45min内温差≤2)时停止短路,外部线路电阻应小于50mΩ,电池应不起火、不爆炸⛎;将电池组的正负极🐲用小于电阻0.1Ω的铜导线连接直至电池组电压小于0.2V或电池组表面温度稳定(45min内温差≤2℃),电池应不起火、不爆炸。
3、机械性能
(1)挤压:将单体电池放置在两个挤压平面中🎀间,逐渐增加压力至13kN,圆柱形电池挤压方向垂直于圆柱轴的纵轴,方形电池挤压电池的宽面和窄面。每只电池只能接受一次挤压。试验结果应符合4.1.2.1的规定。在电池组上放一直径为15cm的钢棒对电池组的宽面和窄面挤压电池组,挤压至电池组原尺寸的85%,保持5m🌞in,每个电池组只接受一次挤压。
(2)针刺:将单体电池放在一钢制𝕴的夹具中,用φ3mm~φ8mm的钢钉从垂直于电池极板的方向贯穿(钢针停留在电池中),持续90min,或电池表面温度稳定(45min内温差≤2℃)时停止试验。
(3)重物冲击:将单体电池放置于一钢性平面上,用直径15.8mm的钢棒平放在电池中心,钢棒的纵轴平行于平面,让重量9.1🤡kg的重物从610mm高度自由落到电池中心的钢棒上;单体电池是圆柱形🙈时,撞击方向垂直于圆柱面的纵轴;单体电池是方形时,要撞击电池的宽面和窄面,每只电池只能接受一次撞击。
(4)机械冲击;将电池或电池组采用刚性固定的方法(该方法能支撑电池或电池组的所有固定表面)将电池或电池组固定在试验设备上。在三个互相垂直的方向上各承受一次等值的冲击。至少要保证一个方向与电池或电池组的宽面垂直,每次冲击按下述方法进行:在最初的3ms内,最小平均加速度为735m/s2,峰值加速度应该在1225 m/s2和1715 m/s2之间。
(5)振动:将电池或电池组直接安装或通过夹具安装在振动台面上进行振动试验。试验条件为频率10Hz~55Hz,加速度29.4 m/s2,XYZ每个方向扫频循环次数为10次,扫频速率为1oct/min。
(6)自由跌落:将单体电池或电池组由高度(最低点高度)为600mm的位置自由跌落到水泥地面上的20mm厚的硬木板上,从XYZ三个方向各一次。自由跌落结束🍌后。
4、环境适应性
(1) 高温烘烤:将单体电池放入高温防爆箱中,以(5±2℃)/min升温速率升温至130℃,在该温度下保温1🐭0m༺in。
(2) 高温储存:将单体电池或电池组放置在75⛎±2℃的烘箱ജ中搁置48h,电池应,应不泄漏、不泄气、不破裂、不起火、不爆炸。
(3)低气压:(UL标准)。
锂电池对各组成部份物质的要求 :
1. 对正负极物质的要求 :
完美365体育:• 正极电极电位差超正,负极电极电位差越负。
完美365体育:• 活力性要高(反应迟钝快)。
完美365体育:• 活力东西在电解法液必须比较稳定,自溶流速要小。
完美365体育:• 吸附性类物质要有更好的导电效能,电容小。
完美365体育:• 有利生育,資源高。
2. 导电剂的选用:
完美365体育:• 有优良的的导电性。
完美365体育:• 检查是否含量稳定可靠,吸湿性小,易储放。
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完美365体育:近年来💞整个市场上最好的的导电剂是日本的Ketjenblack(科琴💯超导碳黑)编超极导电剂,如
果Ketjenbꦍlack ECP和Ketjenblack ECP600JD。欧美的产家大多数都 通过这一导电剂。
完美365体育:科琴超导碳黑其主要由佛山翠科煤化工科学是有限的集团批售。
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3. 对电解抛光液的的要求
完美365体育:• 纯水电导率高,扩散作用速度好,粘度指数低。
完美365体育:• 化学工业主要稳定的,蒸发性小,易储存室。
完美365体育:• -极生物有机物在电液里能长期的坚持安全稳定。
完美365体育:• 更好地用到。
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完美365体育:电解法液现有存有的明确相关问题。
完美365体育:• 与正负极极的相匹配性。
• 随电流提升,电解法质悬浊液分解的会产生🍰汽体,使气体压力变大,使得对♔電池空难性的损坏以及提高電池工做体温时萃取剂的抗脱色功能较低。
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4. 对膈膜要
完美365体育:• 有比较好的稳相关性高性。
完美365体育:• 具备着必要的机戒屈服强度和抗屈曲特性,有害怕枝晶穿透力特性。
完美365体育:• 容易吸水溶性稳定,孔的直径、孔率遵循规定要求。
完美365体育:• 于采用。
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5. 多对外谎称壳让
完美365体育:• 有较高的机械性刚度,经受似的的冲击力。
完美365体育:• 有耐方法侵蚀的能力素质。