本文目录一览:
- 1、锂离子电池生产的工艺有那些需要注意的事项?
- 2、锂电池的原理及生产工艺流程?
- 3、我想了解一下锂电池的工作原理和怎么保养锂电池
- 4、锂电池的生产工艺及环节
- 5、聚合物锂电池品质员工作总结与感想
- 6、锂电池培训后得心得体会
锂离子电池生产的工艺有那些需要注意的事项?
锂离子电池生产需要注意:
一、锂离子电池正负极材料配比要合理。
二、选择合适的电解质,电解液对锂离子电池的循环寿命有重要影响。
三、设置合理的使用条件和范围,如充放电倍率、工作温度范围、存储温度范围、充放电截止电压等,避免电池超过使用极限。
四、加强电池的安全性防护,设置电池安全阀、采用热封闭隔膜、加载专用保护电路、启用专用电池管理系统等,加强电池的使用安全性,提高电池循环寿命。
五、3C锂电池生产完成后需要做性能测试,验证电池质量是否合格,应用大电流弹片微针模组能起到很好地导通,有利于提高测试效率。
锂电池的原理及生产工艺流程?
一、锂离子电池原理
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,目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,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,但是否发生变化取决于X的大小。通过研究发现当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。所以电芯在使用过程中应通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,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,一般通过限制放电下限电压来实现。所以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可以达到300Wh/L,重量容量密度可以达到125Wh/L。锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行,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LiPF6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。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。
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
1、高能量密度
与同等容量的NI/CD或NI/MH电池相比,锂离子电池的重量轻,其体积比能量是这两类电池的1.5~2倍。
2、高电压
锂离子电池使用高电负性的含元素锂电极,使其端电压高达3.7V,这一电压是NI/CD或NI/MH电池电压的3倍。
3、无污染,环保型
4、循环寿命长
寿命超过500次
5、高负载能力
锂离子电池可以大电流连续放电,从而使这种电池可被应用于摄象机、手提电脑等大功率用电器上。
6、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。所以在生产中应就以下几个方面进行控制:
1.负极材料的处理
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,这样可以提高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。
3.采用先进的极片制造设备
1)可以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4μm,这样才能保证极板厚度的一致性。设备应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
目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(λ=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、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从通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)
负极上发生的反应为
6C+XLi++Xe=====LixC6
3.2 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可以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通过。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
锂离子电池的工艺技术非常严格、复杂,这里只能简单介绍一下其中的几个主要工序。
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的表面,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,对每一只锂电池都进行检测,筛选出合格的成品电池,待出厂。
我想了解一下锂电池的工作原理和怎么保养锂电池
我们爱机的锂电池究竟要如何保养才算正确?这个问题一直困扰着很多手机的忠实用户,包
括我。在查阅了一些资料之后,不久前有机会咨询了一位电化学专业的在读博士和国内某知
名电池研究所的副所长。现将最近获得的一些相关知识和心得写出来,以飨诸位读者。
锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成,负极则是特殊分子结构的碳。常见
的正极材料主要成分为 LiCoO2 ,充电时,加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离
子,嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时,锂离子则从片层结构的碳中析出,重新
和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。
化学反应原理虽然很简单,然而在实际的工业生产中,需要考虑的实际问题要多得多:
正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性,负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳
更多的锂离子;填充在正负极之间的电解液,除了保持稳定,还需要具有良好导电性,减小
电池内阻。
虽然锂离子电池很少有镍镉电池的记忆效应,记忆效应的原理是结晶化,在锂电池中几
乎不会产生这种反应。但是,锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降,其原因是复杂而多
样的。主要是正负极材料本身的变化,从分子层面来看,正负极上容纳锂离子的空穴结构会
逐渐塌陷、堵塞;从化学角度来看,是正负极材料活性钝化,出现副反应生成稳定的其他化
合物。物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况,总之最终降低了电池中可以自由在充放电
过程中移动的锂离子数目。
过度充电和过度放电,将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏,从分子层面看,可以直观
的理解,过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷,过度充电将把
太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去,而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。这也是锂
离子电池为什么通常配有充放电的控制电路的原因。
不适合的温度,将引发锂离子电池内部其他化学反应生成我们不希望看到的化合物,所
以在不少的锂离子电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解质添加剂。在电池升温到一
定的情况下,复合膜膜孔闭合或电解质变性,电池内阻增大直到断路,电池不再升温,确保
电池充电温度正常。
而深充放能提升锂离子电池的实际容量吗?专家明确地告诉我,这是没有意义的。他们
甚至说,所谓使用前三次全充放的“激活”,在他们两位博士的知识里,也想不通这有什么
必要。然而为什么很多人深充放以后 Battery Information 里标示容量会发生改变呢 ? 后
面将会提到。
锂离子电池一般都带有管理芯片和充电控制芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器,
存有容量、温度、 ID 、充电状态、放电次数等数值。这些数值在使用中会逐渐变化。我个
人认为,使用说明中的“使用一个月左右应该全充放一次”的做法主要的作用应该就是修正
这些寄存器里不当的值,使得电池的充电控制和标称容量吻合电池的实际情况。
充电控制芯片主要控制电池的充电过程。锂离子电池的充电过程分为两个阶段,恒流快
充阶段(电池指示灯呈黄色时)和恒压电流递减阶段 ( 电池指示灯呈绿色闪烁。恒流快充
阶段,电池电压逐步升高到电池的标准电压,随后在控制芯片下转入恒压阶段,电压不再升
高以确保不会过充,电流则随着电池电量的上升逐步减弱到 0 ,而最终完成充电。
电量统计芯片通过记录放电曲线(电压,电流,时间)可以抽样计算出电池的电量,这
就是我们在 Battery Information 里读到的 wh. 值。而锂离子电池在多次使用后,放电曲
线是会改变的,如果芯片一直没有机会再次读出完整的一个放电曲线,其计算出来的电量也
就是不准确的。所以我们需要深充放来校准电池的芯片。
最后我对电池的保养的看法是:
1. 不必刻意保证每一次都放完电了再充;
2. 一段时间可做一次保护电路控制下的深充放以修正电池的电量统计,但这不会提高
你电池的实际容量。
3. 长期不用的电池,应放在阴凉的地方以减弱其内部自身钝化反应的速度。
4. 保护电路也无力监控电池的自放电,长期不用的电池,应充入一定的电量以防电池
在存贮中自放电过量导致过度放电的损坏。
其实电池没有太多要顾及的使用注意,换句话说是顾及也没有太大用。一个电池能使用
多少次,也许差别更多的来自电池本身制造中的个体差异,而不是使用方法。选择具有良好
口碑的手机品牌,无疑是日后电池使用长寿命的保障之一。
由于现在绝大多数电子产品,如数码相机、移动电话、手提电脑等都采用的是锂电池,所以笔者作重讲解一下此类电池的原理。目前笔记本的主流电池都是采用的,而最普遍采用的是是锂离子(Li-ion)电池。原因是锂电(Li)在使用的同时比较危险,我们都知道锂是比较活跃的金属元素,使用时不太安全,经常会有在充电时出现燃烧、爆裂的情况出现。而锂离子电池(Li-ion)加入了能抑制锂元素活跃的成份,它是锂电池的替代产品,它的阳极采用能吸藏锂离子的碳极,放电时,锂变成锂离子,脱离电池阳极,到达锂离子电池阴极。充电时,阴极中锂原子电离成锂离子和电子,并且锂离子向阳极运动与电子合成锂原子。放电时,锂原子从石墨晶体内阳极表面电离成锂离子和电子,并在阴极处合成锂原子。所以,在该电池中锂永远以锂离子的形态出现,不会以金属锂的形态出现,当然也就不会出现燃烧、爆炸等危险。锂离子在阳极和阴极之间移动,电极本身不发生变化。这是锂离子电池与锂电池本质上的差别。从而使锂电真正达到了安全、高效、方便,而老的锂电也随之淘汰了。区分它们的方法也相当简单:从电池的标识上就能识别,锂电的标识为Li,而锂离子电池为Li-ion。现在,笔记本和手机使用的所谓锂电,其实就是锂离子电池。
锂离子电池有着其他电池所不能比拟的优点:工作电压高;体积小、重量轻、能量高;安全快速充电;允许温度范围宽;放电电流小、无记忆效应、无环境污染等等,这些决定了它在笔记本电池中的主流地位。
当然锂离子电池也有自身的不足,那便是价格高、充电次数少也不能快速充电、与干电池无互换性、工作电压变化大、放电速率大,容量下降快,无法大电流放电。
所以对于目前的电池来说,并不能找到一类十全十美的解决方法,就算锂离子电池只能是相对来说它的固有一些优点更有利于移动罢了。
关于锂电池的使用,简单的讲三方面:
首先,锂电池不需要超常时间充电来激活,你也做不到,充电电路本来就有保护,插上也没用的
其次,对锂电池的激活(其实是校正充电曲线)一般出现在首次使用,长时间放置未用,或者频繁即充即用一段时间后,方法就是一次完全的充放电,之后电池就可以即用即充,只有在长时间使用后才需要再次进行再次完全充放电重新校正
最后,锂电池的寿命主要体现在充放电周期上,这个周期是一个绝对概念,举例如果你上次使用了30%电力,充满电,下次又使用了70%的电力,又充满电,这个刚好是一个充电周期,而不是两个,所以那些喜欢把电池使用尽再充电的玩家自己合计吧,这样做实际上加速了电池寿命的终结
详细介绍和图片说明请阅读全文。。。
解释充电周期:
一些误解的来源
每次用尽电池再充电这个是从古老的NICD电池而来的,这种镍镉电池有记忆效应,如果不放尽电量,电池会随使用次数的增加而呈现出电量愈来愈少的状态
后来的NIMH电池,其实已经没有明显的记忆效应,但是仍然需要经常的彻底充放电来保持其正常的电量显示,这就是某些日本镍氢充电器提供refresh功能的原理
而锂电池则基本上没有记忆效应,当然长时间使用后充电曲线还是会有略微失准,苹果提供了一个简单的ical提示你定时为电池进行充放电校正,但是频率不需要很高。
关于激活,刚出厂的锂电池需要在若干次使用后才能达到最佳状态,这个没错,但是使用10几个小时的激活是绝对没有必要的(也是没有意义的)现在的充电电路都考虑的用户使用的方便,电池充满后会自动切断充电电路,这样你才能安心睡觉不是,这个时候插不插上电源其实已经没有区别了
谈到充电10几个小时的习惯,这个还是要从古老的nicd或者nimh等电池的慢充模式说起,由于原先电池充电电路设计上的落后,一般为了保持电池温度的正常和防止电池受损,都使用的小电流缓慢充电的方式,而且这种电路一般情况下都没有准确的电量判断功能,所以都是建议用户充电14-16个小时这样,看看,其误差一般都在2,3个小时,如果充电流过大,过充后将对电池造成严重的伤害
而后来的针对nimh和现在锂电池的快速充电电路,已经有了很好的电量检测功能,就可以使用脉冲式的大电流快速充电,且还能维持电池在正常的温度范围内,而到接近电量快满的时候,为了防止过充,电路会从高电流脉冲转换为一种逐渐缩小的涓流充电,这样即使满电检测有部分偏差,由于越接近满电电流越小,在最后时刻的充电电流已经接近0,对电池没有什么损害了,这就是为什么看到锂电池前80%充电1个小时就可以完成,而充满最后20%的电却要4个小时的原因。
锂电池的生产工艺及环节
锂电池制造工艺流程为:
1.电极浆料制备,主要是将电极活性材料、粘结剂、溶剂等混合在一起,充分搅拌分散后,形成浆料。
2.涂布,将第一步制备的浆料以指定厚度均匀涂布到集流体(铝箔或铜箔等)上,并烘干溶剂。
3.极片冲切,将上一步制作出来的极片冲切成指定的尺寸形状。
4.叠片,将正负极片、隔膜装配到一起,完成贴胶后,形成极芯。
5.组装软包电池,将上一步生产的极芯装入已经冲好坑的铝塑膜,并完成顶封、侧封等,形成未注液的软包电池。
6.注液,将指定量的电解液注入软包电芯内部。
锂电池是以锂金属或锂合金为负极材料,使用非水电解质溶液的电池,因此这种电池也被称为锂金属电池。与其他电池不同,锂电池具有高充电密度、长寿命和高单位成本等特点。
聚合物锂电池品质员工作总结与感想
品管员的工作总结与感想,这跟聚合物电池是没有任何关系的,总结的侧重点在品质管控的方法上面,不要去谈产品,我给你拟了一下,可以从下面抽取出你需要的,希望能帮到你吧:
从我接触品质管理工作以来,我觉得作为一名品质人员应该具备以下几个条件:
A、 观点要正确,态度要端正,条理要清晰,思路要明确,知
道自己该做什么,应该怎么去做,哪些是自己必须去做
的,哪些是自己必须去坚持的,哪些是自己该监控到的,
哪些是自己该妥协的,例如:自己必须要去做的:产品的
检查、标准的执行、品质异常的反映……;自己必须要坚
持:尺寸超差,是肯定不行的,原则上是不能生产的,这
我们就必须坚持;需要监控到:我自己所标识的不良品,
最终的处理结果及去向是我们要监控到的。
B、 作为品管我们得首要问题是要学会“叫”,发现问题,寻找
问题,提出问题。
C、处理品质问题的方法:多一个人参与进来比少一个人要好,
但该自己承担和处理的一定要勇于担当:判定必须果断,
但需基于标准与事实;勇于承认错误;重于数据,现场分
析解决;留下记录。
①检控产品的品质,凡是有影响到产品品质的相关行为,都
有权进行监控和制止
②品质记录:保护自己,追溯性,自己工作成绩的体现,相
关品质资料的记录
③全员品质,品质不是完全靠品质人员来做的,而是靠大家
来维护与提升的,是一个全员参与的过程,我们要以点
来带动面,去训练、影响身边的人员,从而达到提升品
质的目的。
④扎实的专业技能,要“吃透”产品的接收标准,把握好产品
品质的“度”
⑤判定依据。我们在判定一个产品时,要有依据,不能凭想
象,你说它OK,那你的依据是什么,你说它NG,那你的
依据又是什么,这样才能让人信服
如果以上的你都能做到,离升职不远了,祝你好运^_^
锂电池培训后得心得体会
锂电池是近几年才出现的新生事物,也是电池领域的一场革命性成果。以此有很多东西可写。
可以从优点、动力特性、充电特性、制作材料使用、种类、适用场合、发展前景等方面论述。