锂离子电池基本原理和工艺流程介绍

Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedSurpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedSurpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedSurpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidential电池制造技术基础教材-----锂离子电池基本工艺流程介绍Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidential课程简介PartA：基本常识与常用术语、缩写PartB：迭片工艺的主要工艺流程介绍PartC：卷绕工艺主要工艺流程介绍Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedSurpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedSurpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedSurpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidentialPartA：基本常识与常用术语、缩写Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidential锂离子电池基本组成部分锂离子电池锂离子电芯：Cell保护电路：PCB……阴极：Cathode阳极：Anode隔离膜：Separator电解液：Electrolyte包装：PackingfoilSurpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidential阴极CathodeCathode阴极钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂阴极活性物质导电碳黑电子导电粘结剂粘结塑化剂（迭片特有）塑化剂，经萃取可造孔丙酮溶剂正极集流体Al箔（Al网）集流体导电碳黑（迭片特有）电子导电粘结剂（迭片特有）粘结膜片和集流体溶剂Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidentialAnode阳极MCMB或石墨阴极活性物质导电碳黑电子导电粘结剂粘结塑化剂（迭片特有）塑化剂，经萃取可造孔丙酮溶剂阳极Anode负极集流体Cu箔（Cu网）集流体导电碳黑（迭片特有）电子导电粘结剂（迭片特有）粘结膜片和集流体溶剂Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidentialSeparator隔离膜PE、PP、PET……骨架，使隔离膜具有一定的强度粘结剂（迭片特有）粘结塑化剂（迭片特有）塑化丙酮溶剂Electrolyte电解液六氟磷酸锂电解质盐，离子导电PC、EC、DEC……溶剂，溶解电解质盐Packingfoil包装铝箔PP热封层，热熔粘结达到密封作用铝防水，主要保护层，防水、隔绝空气尼龙铝保护层隔离膜、电解液、包装材料Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidential内部称谓膜片：迭片工艺特有，Coating生产出来得半成品，组分是阴阳极粉料和辅料极片：阴极/阳极活性材料与集流体组合成的半成品Bi-Cell：迭片工艺在平压后由阴极、阳极、隔离膜组成的单体电芯裸电芯：焊接工序成品称谓，电芯除包装铝箔和电解液部分总称。卷绕工艺中卷绕后的半成品也称裸电芯Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidentialCC:恒流充电（ConstantCurrent:恒定电流的充电过程）CV:恒压充电(ConstantVoltage:恒定电压的充电过程）Capacity：容量(电流与时间的积分)Rate：放电“倍率”习惯用C表示。“倍率”放电是我们的习惯说法，如：0.2C放电-----放电时间t=1/0.2=5小时，放电电流I=电池容量*0.2A0.5C放电-----放电时间t=1/0.5=2小时，放电电流I=电池容量*0.5A1C放电-----放电时间t=1/1=1小时，放电电流I=电池容量*1A2C放电-----放电时间t=1/2=0.5小时，放电电流I=电池容量*2A0.2C、0.5C、1C、2C充电也是类似的意思。常用术语Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidentialATL电芯应用Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidentialATL电芯应用Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidentialATL电芯应用Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidentialATL电芯应用Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidentialATL电芯应用Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedSurpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedSurpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedSurpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidentialPartB：迭片工艺的主要工艺流程介绍Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidentialLi离子电芯核心制造工艺分为：迭片工艺和卷绕工艺制造工艺分类两种工艺的主要区别和工艺名称来源：极片装配方式的区别由此两种基础工艺衍生出许多分支工艺（ATL内部工艺）P1、P2、P1B、P2C---------迭片工艺M6S、M6P、M6C---------卷绕工艺Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidential迭片工艺（Stacking）ATL内部称为P1工艺。迭片工艺是将阴极、阳极、隔离膜切成小片叠片压合成小电芯单体（内部称为Bi-cell），然后将Bi-cell叠放并联起来组成一个大电芯的一种Li离子电芯制造工艺。迭片工艺的定义单层Bi-cell叠片过程演示单面阳极隔离膜单面阴极Bi-CellSurpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidential迭片工艺示意图双层Bi-cell叠片过程演示双面阳极Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidential迭片工艺示意图Bi-cellInsertbatterycellFormedpocketPackingfoilStackingWeldingSurpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidentialP1工序流程图（Mainprocess）迭片工艺的主要工序流程图搅拌（Mixing）涂布（Coating）分切（Slitting）连续辊压（LamI）模切（ModuleCutting）叠片（Stacking）平压（LamII）萃取（Extraction）焊接（Welding）顶封（TopSealing）注液（Inject）化成（Formation）成型（Forming）测试Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidential迭片工艺物料形态流程图Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidential迭片工艺的主要工艺流程---MixingMixing示意图Mixing（搅拌）工序功能：将阴极或者阳极粉料以及其他配料混合均匀，并调制成浆。混合头高速旋转产生吸力，液体和固体被吸入离心力使材料在混合头中进行圆周运动材料从混合头甩出材料在搅拌罐继续运动，进入下一个搅拌循环Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidential迭片工艺的主要工艺流程---MixingSurpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidentialCoating（涂布）工序功能：将浆料连续、均匀地涂覆在传送Mylar的表面，烘干，分别制成阴阳极的膜片。迭片工艺的主要工艺流程---Coating原理：涂辊转动带动浆料，通过调整刮刀间隙来调节浆料转移量，并利用背辊或涂辊的转动将浆料转移到基材上，按工艺要求，控制涂布层的厚度以达到重量要求，同时，通过干燥加热除去平铺于基材上的浆料中的溶剂，使固体物质很好地粘结于基材上。Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidential迭片工艺的主要工艺流程---CoatingCoating示意图Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidential迭片工艺的主要工艺流程---CoatingSurpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidentialLamⅠ（连续辊压）工序功能：将膜片与集流体通过高温、压力，匀速的压制成极片卷，同时将之压实，达到合适的密度和厚度。迭片工艺的主要工艺流程---LamⅠ原理：在膜片与极流体浆料中含有一定量的PVDF粘结剂，在加热和加压的条件下膜片和极片粘合在一起Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2020ATLConfidential迭片工艺的主要工艺流程---LamⅠSurpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited4/24/2