一、锂电池的基本认识锂电池是一类由锂金属或锂合金为材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。锂、饰与其高能量的金属,当大气中的水气使其腐蚀后,会起火而造成危害。因此,必须采取有效的措施来保证空气湿度符合要求。
最后,在电池内部产生LiF沉淀,使锂离子在电池负极片发生不可逆转的化学反应,消耗活性锂离子,电池的能量就减少了。当水分足够多时,产生的气体多,电池内部的压力就会变大,从而引起电池受力变形,出现电池鼓涨、漏液等危险。
二、常见的两种电池生产工艺流线SICOLAB
(一)磷酸铁锂电池:
1、工序①正极粉体上料20%→正极合浆→正极涂布20%-45%→正极辊压20%→正极分条2、20%→正极模切20%→正极二分20%
2、工序②
负极粉体上料20%→负极合浆→负极涂布20%-45%→负极辊压20%→负极分条20%→负极模切20%→负极二分40%
3、工序③隔膜45%将工序①②③→卷绕叠片20%→电芯装配20%→干燥露点-50%→注液(露点-50℃)→负压化成(露点-30%)→二次注液(露点-50℃)→密封钉焊接(露点-50℃)→贴膜→常温静置→定容→模块组装→Pack集成→Pack出厂
(二)三元锂电池
1、工序①
正极粉体上料2%-20%→正极合浆→正极涂布2%-20%→正极辊压2%-20%→正极分条2%-20%→正极模切2%-20%→正极二分2%-20%2、工序②
负极粉体上料30%→负极合浆→负极涂布45%→负极辊压45%→负极分条45%→负极绝缘层合桨2%-20%→负极绝缘层涂布20%→负极二次辊压20%→负极模切45%→负极二分45%
3、工序③
隔膜45%将①②③→卷绕叠片2%-20%→电芯装配2%-20%→干燥露点-30%→注液(露点-50℃)→负压化成(露点-30%)→二次注液(露点-50℃)→密封钉焊接(露点-30℃)→贴膜→常温静置→定容→分选(此步后也可单体成品出厂)→模块组装→Pack集成→Pack出厂
三、生产工艺(全自动干燥线)方式的选型SICOLAB
目前全自动干燥线主要有两种,一种是由烘箱+自动化转运系统组成的干燥线,另一种是隧道式干燥线。第一种干燥线其布置房间需控制湿度在露点-50℃以下,而隧道式干燥炉由于干燥过程中电池一直在隧道炉内,干燥线布置区域无需湿度控制,只需在出炉间控制湿度在露点-50℃以下即可,可极大地减少低湿区域的面积。
四、锂电池生产车间关键工序
封口、注液工序操作的电芯、壳体均已通过干燥处理,因此对车间内空气中的水分极其敏感,一旦房间内空气中水分含量过高被电池吸收,会造成电池鼓胀、漏液等诸多问题,因此对锂电池封口、注液工序进行有效的环境控制是锂电池生产过程中非常重要的环节。
电池注液工序对湿度控制特别严格,将烘干后的电池转运到手套箱或注液机内添加电解液,注液后电池经过焊接封口等工序成为成品电池,然后转人化成车间化成。
电池干燥件和电池注液手套箱内是电池与外界接触的地方,该工位环境控制应非常严格,以保证锂电池正常生产要求,正常锂电池生产要求水分含量露点要求低于-40℃,实际工作中一般选取露点低于-35℃、-50℃不等,露点越低,配备的除湿机就越大,设备投资及运行费用就相应增加。
电池干燥间、自动注液机内露点要求非常高,电池干燥间、自动注液机内露点要求非常高,普通空调系统无法满足低露点环境,考虑到人员对环境露点影响,各干燥区域也对人数有严格限制。转轮除湿机在锂电池除湿方面有无法比拟的优越性应用先进技术,可以把处理空气处理到相对湿度范围为0.5%~%。
文章来源SICOLAB,专注于实验室基础设施服务