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動力電池高溫老化間  電池靜置間

動力電池高溫老化間 電池靜置間

型    號:
更新時間:2021-06-27

鋰電池的生產包括極片制造工藝、電池組裝工藝以及最后的注液、封口、化成、靜置老化工藝。動力電池高溫老化間是生產過程中非常重要的一環。

產品詳細資料:

 鋰離子電池的生產制造,是由一個個工藝步驟嚴密聯絡起來的過程。整體來說,鋰電池的生產包括極片制造工藝、電池組裝工藝以及最后的注液、封口、化成、老化工藝。在這三個階段的工藝中,每道工序又可分為數道關鍵工藝,每一步都會對電池最后的性能形成很大的影響。

   在極片制造工藝階段,可細分為漿料制備、漿料涂覆、極片輥壓、極片分切、極片干燥五道工藝。在電池組裝工藝,又根據電池規格型號的不同,大致分為卷繞、入殼、焊接等工藝。組裝完成后的注液工藝又包括注液、封口。最后是電池的化成、老化、分容三步工藝。在電池制作完成后,需要對電池進行初次預激活和穩定化,也就是最后的化成-老化-分容工序。

一、鋰離子動力電池化成

   關于化成(Pre-formation)的概念,就是對制造出來的鋰離子電池進行第一次小電流的充放電。在鋰電池制作完成后,需要對電池進行小電流的充放電。關于預充電的目的,主要是兩個:

1、電池制作完成后,電極材料并不是處在最佳適用狀態,或者物理性質不合適(例如顆粒太大,接觸不緊密等),或者物相本身不對(例如一些合金機理的金屬氧化物負極),需要進行第一次充放電對其激活。

分析

2、在鋰電池進行第一次充電過程中,Li+從正極活物質中脫出,經過電解液-隔膜-電解液后,嵌入負極石墨材料層間。在此過程中,電子沿著外圍電路從正極遷移到負極。此時,由于鋰離子嵌入石墨負極電位較低電子會先與電解液反應生成SEI膜和部分氣體。

     在此過程中會產生部分氣體產生同時伴隨少量電解液的消耗,有些電池廠家會在此過程后進行電池排氣和補液的操作,尤其是對于LTO電池來說,會產生大量的氣體造成電池鼓包厚度超過10%。對于石墨負極來說,產氣量較少,不必要進行排氣的操作,這是因為在第一次充電過程中產生的SEI膜阻礙了電子與電解液的進一步反應,不再產生氣體。這也就是石墨體系電池不可逆容量的來源,雖然造成了不可逆容量損失,但是也成就了電池的穩定。

二、鋰離子動力電池老化工藝

     電池老化一般就是指電池裝配注液完成后第一次充電化成后的放置,可以有常溫老化也可有高溫老化,兩者作用都是使初次充電化成后形成的SEI膜性質和組成更加穩定,保證電池電化學性能的穩定性。老化的目的主要有三個:

1、電池經過預化成工序后,電池內部石墨負極會形成一定的量的SEI膜,但是這個膜結構緊密且孔隙小,將電池在高溫下進行老化,將有助于SEI結構重組,形成寬松多孔的膜。

2、化成后電池的電壓處于不穩定的階段,其電壓略高于真實電壓,老化的目的就是讓其電壓更準確穩定。

3、將電池置于高溫或常溫下一段時間,可以保證電解液能夠對極片進行充分的浸潤,有利于電池性能的穩定。

電池的化成-老化工藝是不可少的,在實際生產中根據電池的材料體系和結構體系選擇電池充放電工藝,但是電池的化成必須在小電流的條件下充放電。經過這兩步關鍵工藝后,再對穩定下來的電池進行分容,經過包裝等工序后就可以出場了。

鋰離子動力電池化成間參數要求:

烘烤和擱置

1、烘烤:烘箱參數:溫度45±3,壓力:常壓;烘烤時間:10h。

2、擱置:溫度:25±5;擱置時間:6h;

處理:3h電池翻轉倒置,后3h正放擱置。

預充(化成)

1、預充(化成)制度(流程

恒流充電:電流130mA,時限900min,?壓限4.2V,休眠30min;

2、電壓檢測:下柜前通過檢測柜檢測,異常處理:4.00V的重做以上充電制程;

烘烤、測電壓

1、下柜后烘箱擱置,溫度:45±3 ;時間:12h;

2、普測電壓(使用萬用表)。異常處理:電壓<3.90V的挑出單獨標識單柜化成,化成后作為C級品入庫;

3、所有電池上柜作第一次分容。

一次分容

一次分容制度(流程

恒流放電:電流260mA,時限500min,壓限3.00V,休眠10min;

恒流充電:電流260mA,時限500min,壓限4.20V; 

恒壓充電:電壓4.20V,時限90min,電流130mA,休眠10min;

恒流放電:電流260mA,時限500min,壓限3.00V,休眠10min;

恒流充電:電流650mA,時限180min,壓限3.85V;

恒壓充電:電壓3.85V,時限90min,電流130mA,休眠10min。

 

二次分容(流程見附表)

1、烘烤擱置:烘箱,溫度:45±3;時間:48h,做好標識,

  1. 擱置期到后普量電壓萬用表:精度    。分類處理:
  1. 電壓3.80V進行第二次分容,分容后測量電壓、內阻后入庫,要求及處理方法《成品電池分級工藝技術標準》;
  2. 電壓<3.80V標識,每周處理一次,?(按二次分容工藝處理)

3二次分容程序

恒流放電:放電電流650mA,時限180min,壓限3.00V,休眠10min;

恒流充電:電流1300mA,壓限4.20V,時限100min;

恒壓充電:電壓4.20V,電流130mA,時限90min,休眠10min;

恒流放電:電流1300mA,壓限3.0V,時限90min,休眠10min;

恒流充電:電流650mA,時限120min,壓限3.85V;

恒壓充電:電壓3.85V,電流130mA,時限90min,休眠10min;

3、擱置:二次分容后擱置,溫度:常溫2535;時間:7(168h)

4、普量電壓,分類處理:

1電壓3.80V按正常工藝下轉,

23.80V>電壓≥3.65VC級品入庫(容量或內阻達不到分級標準要求的按分級標準中的規定分級),

33.65V>電壓1.0V低電壓電池,處理辦法《成品電池分級工藝技術標準》;

  1. 電壓<1.0VD級品入庫。

5、分級、入庫;

1)標準:《成品電池分級工藝技術標準》。

  1. 電池容量標準以第二次分容作為依據,
  2. 所有二次分容后的電池測量內阻,?

按照相應的級別入庫

  1. 高溫擱置48h,電壓<3.80V的電池,如果二次分容后級別達到A級品要求的按照B級品入庫, 

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