鋰離子電池原理及工藝流程

鋰離子電池原理及工藝流程

一、原理

1.0正極構造

LiCoO2(鈷酸鋰)+導電劑(乙炔黑)+粘合劑(pVDF)+集流體（鋁箔）正極

2.0負極構造

石墨+導電劑(乙炔黑)+增稠劑(CMC)+粘結劑(SBR)+集流體（銅箔）負極

3.0工作原理

3.1充電過程

電源給電池充電,此時正極上的電子e從通過外部電路跑到負極上,正鋰離子Li+從正極“跳進”電解液里，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”到達負極，與早就跑過來的電子結合在一起。

正極上發生的反應為

LiCoO2=充電=Li1-xCoO2+Xli++Xe(電子)

負極上發生的反應為

6C+XLi++Xe=====LixC6

3.2電池放電過程

放電有恒流放電和恒阻放電，恒流放電其實是在外電路加一個可以隨電壓變化而變化的可變電阻，恒阻放電的實質都是在電池正負極加一個電阻讓電子通過。由此可知，只要負極上的電子不能從負極跑到正極，電池就不會放電。電子和Li+都是同時行動的，方向相同但路不同，放電時，電子從負極經過電子導體跑到正極，鋰離子Li+從負極“跳進”電解液里，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”到達正極，與早就跑過來的電子結合在一起。

二、工藝流程

三、電池不良項目及成因：

1.容量低

產生原因：

a.附料量偏少；b.極片兩面附料量相差較大；c.極片斷裂；

d.電解液少；e.電解液電導率低；f.正極與負極配片未配好；

g.隔膜孔隙率小；h.膠粘劑老化→附料脫落；i.卷芯超厚（未烘干或電解液未滲透）

j.分容時未充滿電；k.正負極材料比容量小。

2.內阻高

產生原因：

a.負極片與極耳虛焊；b.正極片與極耳虛焊；c.正極耳與蓋帽虛焊；

d.負極耳與殼虛焊;e.鉚釘與壓板接觸內阻大；f.正極未加導電劑；

g.電解液沒有鋰鹽；h.電池曾經發生短路；i.隔膜紙孔隙率小。

3.電壓低

產生原因：

a.副反應（電解液分解；正極有雜質；有水）；b.未化成好（SEI膜未形成安全）；

c.客戶的線路板漏電（指客戶加工后送回的電芯）；d.客戶未按要求點焊（客戶加工后的電芯）；

e.毛刺；f.微短路；g.負極產生枝晶。

4.超厚

產生超厚的原因有以下幾點:

a.焊縫漏氣;b.電解液分解;c.未烘干水分;

d.蓋帽密封性差;e.殼壁太厚;f.殼太厚;

g.卷芯太厚(附料太多；極片未壓實；隔膜太厚)。

5.成因有以下幾點

a.未化成好（SEI膜不完整、致密）；b.烘烤溫度過高→粘合劑老化→脫料；c.負極比容量低；

d.正極附料多而負極附料少；e.蓋帽漏氣，焊縫漏氣；f.電解液分解，電導率降低。

6.爆炸

a.分容柜有故障（造成過充）；b.隔膜閉合效應差;c.內部短路

7.短路

a.料塵；b.裝殼時裝破；c.尺刮（小隔膜紙太小或未墊好）;

d.卷繞不齊；e.沒包好；f.隔膜有洞;g.毛刺

8.斷路

a)極耳與鉚釘未焊好，或者有效焊點面積小；

b)連接片斷裂（連接片太短或與極片點焊時焊得太靠下）