1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。锂离子电池原理、常见不良项目及成因、涂布方法汇总一般而言 ,锂离子电池有三部分构成 :1.锂离子电芯 ; 2.保护电路 (PCM); 3. 外壳即胶壳。分类从锂离子电池与手机配合情况来看,一般分为 外置电池和内置电池,这种叫法很容易理解 ,外置电池就是直接装在手上背面,如 : MOTOROLA 191,SAMSUNG系列等 ;而内置电池就是装入手机后,还另有一个外壳把其扣在手机电池内,如 :MOTOROLA 998,8088,NOKIA 的大部分机型1.外置电池外置电池的封装形式有超声波焊接和卡扣两种:1.1 超声波焊接外壳这种封装
2、形式的电池外壳均有底面壳之分,材料一般为ABS+PC 料 ,面壳一般喷油处理 ,代表型号有 :MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列 ,原装电池的外壳经喷油处理后长期使用一般不会磨花 ,而一些品牌电池或水货电池用上几天外壳喷油就开始脱落了 .其原因为 :手机电池的外壳较便宜,而喷油处理的成本一般为外壳的几倍 (好一点的 ),这样处理一般有三道工序:喷光油 (打底 ),喷油 (形成颜色 ),再喷亮油 (顺序应该是这样的,如果我没记错的话),而一些厂商为了降低成本就省去了第一和第三道工序,这样成本就很低了.超声波焊塑机焊接有了好的超声波焊塑机不够的,是否能够焊接OK, 还与外壳的材料和焊塑
3、机参数设置有很大关系 ,外壳方面主要与生产厂家的水口料掺杂情况有关 ,而参数设置则需自己摸索 ,由于涉及到公司一些技术资料 ,在这里不便多讲 .资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。1.2 卡扣式卡扣式电池的原理为底面壳设计时形成卡扣式,其一般为一次性,如果卡好后用户强行折开的话 ,就无法复原 ,不过这对于生产厂家来讲不是很大的难度 (卡好后再折开 ),其代表型号有 :爱立信 788,MOTOROLA V66.2.内置电池内置电池的封形式也有两种 ,超声波焊接和包标 (使用商标将电池全部包起 ) 超声波焊接的电池主要有 :NOKIA 8210,8250,8310,721
4、0 等 .包标的电池就很多了,如前两年很浒的MOTO998 ,8088 了 .锂离子电池原理及工艺流程一、原理1.0 正极构造LiCoO2( 钴酸锂 )+导电剂 (乙炔黑 )+粘合剂 (PVDF)+ 集流体 ( 铝箔 ) 正极2.0 负极构造石墨 +导电剂 (乙炔黑 )+增稠剂 (CMC)+ 粘结剂 (SBR)+ 集流体 ( 铜箔 ) 负极电芯的构造电芯的正极是LiCoO2 加导电剂和粘合剂, 涂在铝箔上形成正极板, 负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上 , 当前比较先进的负极层状石墨颗粒已采用纳米碳。根据上述的反应机理 , 正极采用 LiCoO2 、 LiNiO2 、 LiMn2O2
5、, 其中 LiCoO2 本是一种层结构很稳定的晶型 , 但当从 LiCoO2 拿走 XLi 后, 其结构可能发生变化 , 可是否发生变化取决于 X 的大小。经过研究发现当 X0.5 时 Li1-XCoO2 的结构表现为极其不稳定 , 会发生晶型瘫塌 , 其外部表现为电芯的压倒终结。因此电芯资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。在使用过程中应经过限制充电电压来控制Li1-XCoO2中的X 值,一般充电电压不大于4.2V那么X 小于0.5 ,这时Li1-XCoO2的晶型仍是稳定的。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,
6、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,一般经过限制放电下限电压来实现。因此锂电芯的安全充电上限电压4.2V,放电下限电压2.5V 。3.0 工作原理锂离子电池内部成螺旋型结构, 正极与负极之间由一层具有许多细微小孔的薄膜纸隔开。锂离子电芯是一种新型的电池能源, 它不含金属锂 , 在充放电过程中,只有锂离子在正负极间往来运动, 电极和电解质不参与反应。锂离子电芯的能量容量密度能够达到300Wh/L,重量容量密度能够达到125Wh/L 。锂离子电芯的反应机理是随着充
7、放电的进行, 锂离子在正负极之间嵌入脱出, 往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在 , 因此锂离子电芯更加安全稳定。 锂离子电池的正极采用钴酸锂 , 正极集流体是铝箔 ; 负极采用碳 , 负极集流体是铜箔 , 锂离子电池的电解液是溶解了 LiPF 6 的有机体。锂离子电池的正极材料是氧化钴锂, 负极是碳。当对电池进行充电时, 电池的正极上有锂离子生成, 生茶鞥的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈现层状结构 , 它有很多微孔 , 到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中 , 嵌入的锂离子越多 , 充电容量越高。同样道理 , 党对电池进行放电时 ( 即我们使用电池的过程 ) , 嵌在负极碳层中的
8、锂离子脱出, 有运动回到正极。回到正极的锂离子越多 , 放电容量越高。我们一般所说的电池容量指的就是放电容量。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。锂离子电池盖帽上有防爆孔 , 在内部压力过大的情况下 , 防爆孔会自动打开泄压, 以防止出现爆炸的现象 。锂离子电池的性能: 优良的安全性由于使用优良的负极材料 , 克服了电池充电过程中锂枝晶的生长问题 , 使得锂离子电池的安全性大大提高。 同时采用特殊的可恢复配件 , 保证了电池在使用过程中的安全性。在生产加工中如何保证设计好的 C/A? ? ? 比成了生产加工中的关键 。因此在生产中应就以下几个方面进行控制 :1.负极材
9、料的处理1)将大粒径及超细粉与所要求的粒径进行彻底分离 , 避免了局部电化学反应过度激烈而产生负反应的情况 , 提高了电芯的安全性。2) 提高材料表面孔隙率 , 这样能够提高 10%以上的容量 , 同时在 C/A 比不变的情况下 , 安全性大大提高。 处理的结果使负极材料表面与电解液有了更好的相容性 , 促进了 SEI 膜的形成及稳定上。2.制浆工艺的控制1)制浆过程采用先进的工艺方法及特殊的化学试剂, 使正负极浆料各组之间的表面张力降到了最低。 提高了各组之间的相容性, 阻止了材料在 搅拌过程”团聚”的现象 。2)涂布时基材料与喷头的间隙应控制在0.2mm 以下 , 这样涂出的极板表面光滑无
10、颗粒、凹陷、划痕等缺陷。3)浆料应储存6 小时以上 , 浆料粘度保持稳定, 浆料内部无自聚成团现象。均匀的浆料保证了正负极在基材上分布的均匀性, 从而提高了电芯的一致性、安全性。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。3.采用先进的极片制造设备1)能够保证极片质量的稳定和一致性, 大大提高电芯极片均一性, 降低了不安全电芯的出现机率。2)涂布机单片极板上面密度误差值应小于2%, 极板长度及间隙尺寸误差应小于 2mm。3)辊压机的辊轴锥度和径向跳动应不大于4m, 这样才能保证极板厚度的一致性。设备配有完善的吸尘系统 , 避免因浮尘颗粒而导致的电芯内部微短路, 从而保证了电芯
11、的自放电性能。4)分切机应采用切刀为辊刀型的连续分切设备 , 这样切出的 极片不存在荷叶边 , 毛刺等缺陷 。同样设备应配有完善的 吸尘系统 , 从而保证了电芯的自放电性能。4.先进的封口技术当前国内外方形锂离子电芯的封口均采用激光 ( LASER) 熔接封口技术 , 它是利用 YAG 棒 ( 钇铝石榴石 ) 激光谐振腔中受强光源 ( 一般为氮灯 ) 的激励下发出一束单一频率的光 ( =1.06mm) 经过谐振折射聚焦成一束 , 再把聚焦的焦点对准电芯的筒体和盖板之间 , 使其熔化后亲合为一体 , 以达到盖板与筒体的密封熔合的目的。为了达到密封焊 , 必须掌握以下几个要素 :1)必须有能量大、
12、 频率高、 聚焦性能好、 跟踪精度高的激光焊机。2)必须有配合精度高的适用于激光焊的电芯外壳及盖板。3)必须有高统一纯度的氮气保护, 特别是铝壳电芯要求氮气纯度高, 否则铝壳表面就会产生难以熔化的Al2O3 ( 其熔点为 2400 ) 。3.1 充电过程如上图一个电源给电池充电,此时正极上的电子e 从经过外部电路跑到负极上,正锂离子 Li+ 从正极”跳进”电解液里, ”爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞, ”游资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。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LiCoO2= 充电 =Li1-xCoO2+Xli+Xe(电子 )
13、负极上发生的反应为6C+XLi+Xe=LixC63.2 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能够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经过。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。二、 工艺流程主要工序 : 1、 制浆 : 用专门的溶剂和粘结剂分别与粉末状的正
14、负极活性物质混合 , 经高速搅拌均匀后 , 制成浆状的正负极物质。 2 涂膜 : 将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔表面 , 烘干 , 分别制成正负极极片。 3、 装配 : 按正极片隔膜负极片隔膜自上而下的顺序放好 , 经卷绕支持呢个电池极芯 , 再经注入电解液、封口等工艺过程 , 即完成电池的装配过程 , 制成成品电池。 4、 化成 : 用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试 , 对每一只电池都进行检测 , 筛选出合格的成品电池 , 待出厂。锂离子电池配料的基本知识资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。一、 电极的组成 :1、正极组成 :a、钴酸锂 : 正极活性物
15、质 , 锂离子源 , 为电池提高锂源。b、导电剂 : 提高正极片的导电性, 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。c、PVDF 粘合剂 : 将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。d、正极引线 : 由铝箔或铝带制成。2、负极组成 :a、石墨 : 负极活性物质 , 构成负极反应的主要物质; 主要分为天然石墨和人造石墨两大类。b、导电剂 : 提高负极片的导电性, 补偿负极活性物质的电子导电性。提高反应深度及利用率。防止枝晶的产生。利用导电材料的吸液能力, 提高反应界面 , 减少极化。( 可根据石墨粒度分布选择加或不加) 。c、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。d、水性粘合剂 : 将石墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。e、负极引线 : 由铜箔或镍带制成。二、 配料目的 :配料过程实际上是将浆料中的各种组成按标准比例混合在一起 , 调制成浆料 , 以利于均匀涂布 , 保证极片的一致性。 配料大致包括五个过程 , 即 : 原料的预处理、 掺和、 浸湿、 分散和絮凝。
