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簡要介紹鋰離子電池的主要制造過程

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年12月13日  

Li-ion電池的工藝技術非常嚴格、復雜,這里只能簡單介紹一下其中的幾個主要工序。

1)配料:用專門的溶劑和粘接劑分別與粉末狀的正負極活性物質混合,經高速攪拌均勻后,制成漿狀的正負極物質。

2)涂布:將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面,烘干,分別制成正負極極片。

3)裝配:按正極片——隔膜——負極片——隔膜自上而下的順序放好,經卷繞制成電池極芯,在經注入電解液、封口等工藝過程,即完成電池的裝配過程,制成成品電池。

4)化成、分容:用專用的電池充放電設備對成品電池進行充放電測試,對每一只電池都進行檢測,篩選出合格的成品電池。

鋰離子電池-安全隱患

鋰離子電池鋰離子電池的安全性問題,不僅與池材料本身性質有關,而且與電池制備技術和使用有關。手機電池頻頻發生爆炸事件,一方面是由于保護電路失效,但更重要的是在于材料方面并沒有根本的解決問題。

鈷酸鋰正極活性材料在小電芯方面是很成熟的體系,但是充滿電后,仍舊有大量的鋰離子留在正極,當過充時,殘留在正極的鋰離子將會涌向負極,在負極上形成枝晶是采用鈷酸鋰材料的電池過充時必然的結果,甚至在正常充放電過程中,也有可能會有多余的鋰離子游離到負極形成枝晶,鈷酸鋰材料的理論比能量是超過每克270毫安時的,但為保證其循環性能,實際使用容量只有理論容量的一半。在使用過程中,由于某種原因(如管理系統損壞)而導致電池充電電壓過高,正極中剩余的一部分鋰就會脫出,經電解液到負極表面以金屬鋰的形式沉積形成枝晶。枝晶刺穿隔膜,形成內部短路。

電解液的主要成分為碳酸酯,閃點很低,沸點也較低,在一定條件下會燃燒甚至爆炸。如電池出現過熱,會導致電解液中的碳酸酯被氧化和還原,產生大量氣體和更多的熱,如缺少安全閥或者氣體來不及通過安全閥釋放,電池內壓便會急劇上升而引起爆炸。

聚合物電解質鋰離子電池并沒有從根本上解決安全性問題,同樣使用鈷酸鋰和有機電解液,而且電解液為膠狀,不易泄漏,將會發生更猛烈的燃燒,燃燒是聚合物電池安全性最大的問題。

 鋰離子電池的主要制造過程

在使用方面也存在一些問題,電池發生外部短路或內部短路將產生幾百安培的過大電流。外部短路時電池瞬間大電流放電,在內阻上消耗大量能量,產生巨大熱量。內部短路形成大電流,溫度上升導致隔膜熔化,短路面積擴大,進而形成惡性循環。

鋰離子電池為達到單只電芯3~4.2V的高工作電壓,必須采取分解電壓大于2V的有機電解液,而采用有機電解液在大電流、高溫的條件下會被電解,電解產生氣體,導致內部壓力升高,嚴重會沖破殼體。

過充可能會析出金屬鋰,在殼體破裂的情況下,與空氣直接接觸,導致燃燒,同時引燃電解液,發生強烈火焰,氣體急速膨脹,發生爆炸。

另外,對于手機鋰離子電池,由于使用不當,如擠壓、沖擊和進水等導致電池膨脹、變形和開裂等,這些都會導致電池短路,在放電或充電過程放熱引起爆炸。

對各組成部份物質的要求

<一>對正負極物質的要求

1、正極電位超正,負極電位越負

2、活性要高(反應快,得勝率高)

3、活性物質在電解液中要穩定,自溶速度要小

4、活性物質要有良好的導電性能,電阻小

5、便于生產,資源豐富

<二>對電解液的要求

1、電導率高,擴散效率好,粘度低

2、化學成份穩定,揮發性小,易貯存

3、正負極活性物質在電液中能長期保持穩定

4、便于使用

<三>對隔膜要求

1、有良好的穩定性

2、具有一定的機械強度和抗彎曲能力,有抗拒枝晶穿透能力

3、便于使用

4、吸水性良好,孔徑、孔率符合要求

<四>對外殼要求

1、有較高的機械強度,承受一般的沖擊

2、具有耐工藝腐蝕的能力

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