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动力电池化成间 电池老化室

动力电池化成间 电池老化室

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更新时间:2021-06-23

锂离子电池的生产制造,是由一个个工艺步骤严密联络起来的过程。整体来说,锂电池的生产包括极片制造工艺、电池组装工艺以及最后的注液、封口、化成、老化工艺。在这三个阶段的工艺中,每道工序又可分为数道关键工艺,每一步都会对电池最后的性能形成很大的影响。

产品详细资料:

    动力电池在生产制造中,是由一个个工艺步骤严密联络起来的过程。整体来说,锂电池的生产包括极片制造工艺、电池组装工艺以及最后的注液、封口、化成、老化工艺。在这三个阶段的工艺中,每道工序又可分为数道关键工艺,每一步都会对电池最后的性能形成很大的影响。

   在极片制造工艺阶段,可细分为浆料制备、浆料涂覆、极片辊压、极片分切、极片干燥五道工艺。在电池组装工艺,又根据电池规格型号的不同,大致分为卷绕、入壳、焊接等工艺。组装完成后的注液工艺又包括注液、封口。最后是电池的化成、老化、分容三步工艺。在电池制作完成后,需要对电池进行初次预激活和稳定化,也就是最后的化成-老化-分容工序。

一、动力电池化成室

   关于化成(Pre-formation)的概念,就是对制造出来的锂离子电池进行第一次小电流的充放电。在锂电池制作完成后,需要对电池进行小电流的充放电。关于预充电的目的,主要是两个:

1、电池制作完成后,电极材料并不是处在最佳适用状态,或者物理性质不合适(例如颗粒太大,接触不紧密等),或者物相本身不对(例如一些合金机理的金属氧化物负极),需要进行第一次充放电对其激活。

分析

2、在锂电池进行第一次充电过程中,Li+从正极活物质中脱出,经过电解液-隔膜-电解液后,嵌入负极石墨材料层间。在此过程中,电子沿着外围电路从正极迁移到负极。此时,由于锂离子嵌入石墨负极电位较低电子会先与电解液反应生成SEI膜和部分气体。

     在此过程中会产生部分气体产生同时伴随少量电解液的消耗,有些电池厂家会在此过程后进行电池排气和补液的操作,尤其是对于LTO电池来说,会产生大量的气体造成电池鼓包厚度超过10%。对于石墨负极来说,产气量较少,不必要进行排气的操作,这是因为在第一次充电过程中产生的SEI膜阻碍了电子与电解液的进一步反应,不再产生气体。这也就是石墨体系电池不可逆容量的来源,虽然造成了不可逆容量损失,但是也成就了电池的稳定。

二、动力电池老化

     老化一般就是指电池装配注液完成后第一次充电化成后的放置,可以有常温老化也可有高温老化,两者作用都是使初次充电化成后形成的SEI膜性质和组成更加稳定,保证电池电化学性能的稳定性。老化的目的主要有三个:

1、电池经过预化成工序后,电池内部石墨负极会形成一定的量的SEI膜,但是这个膜结构紧密且孔隙小,将电池在高温下进行老化,将有助于SEI结构重组,形成宽松多孔的膜。

2、化成后电池的电压处于不稳定的阶段,其电压略高于真实电压,老化的目的就是让其电压更准确稳定。

3、将电池置于高温或常温下一段时间,可以保证电解液能够对极片进行充分的浸润,有利于电池性能的稳定。

电池的化成-老化工艺在实际生产中根据电池的材料体系和结构体系选择电池充放电工艺,但是电池的化成必须在小电流的条件下充放电。经过这两步关键工艺后,再对稳定下来的电池进行分容,经过包装等工序后就可以出场了。
 

参数要求:

烘烤和搁置

1、烘烤:烘箱参数:温度45±3压力:常压烘烤时间:10h

2、搁置:温度:25±5搁置时间:6h

处理:3h电池翻转倒置,后3h正放搁置

预充(化成)

1、预充(化成)制度(流程

恒流充电:电流130mA,时限900min?压限4.2V,休眠30min

2电压检测:下柜前通过检测柜检测异常处理:4.00V的重做以上充电制程;

烘烤、测电压

1下柜后烘箱搁置,温度:45±3 ;时间:12h

2普测电压(使用万用表)。异常处理:电压<3.90V的挑出单独标识单柜化成,化成后作为C级品入库

3所有电池上柜作第一次分容。

一次分容

一次分容制度(流程

恒流放电:电流260mA,时限500min,压限3.00V,休眠10min

恒流充电:电流260mA,时限500min,压限4.20V 

恒压充电:电压4.20V,时限90min,电流130mA,休眠10min

恒流放电:电流260mA,时限500min,压限3.00V,休眠10min

恒流充电:电流650mA,时限180min,压限3.85V

恒压充电:电压3.85V,时限90min,电流130mA,休眠10min

 

二次分容(流程见附表)

1、烘烤搁置:烘箱,温度:45±3;时间:48h,做好标识,

  1. 搁置期到后普量电压万用表:精度    分类处理:
  1. 电压3.80V进行第二次分容,分容后测量电压、内阻后入库,要求及处理方法《成品电池分级工艺技术标准》;
  2. 电压<3.80V标识,每周处理一次,?(按二次分容工艺处理)

3二次分容程序

恒流放电:放电电流650mA,时限180min,压限3.00V,休眠10min

恒流充电:电流1300mA,压限4.20V,时限100min

恒压充电:电压4.20V,电流130mA,时限90min,休眠10min

恒流放电:电流1300mA,压限3.0V,时限90min,休眠10min

恒流充电:电流650mA,时限120min,压限3.85V

恒压充电:电压3.85V,电流130mA,时限90min,休眠10min

3、搁置:二次分容后搁置,温度:常温2535;时间:7(168h)

4普量电压,分类处理:

1电压3.80V按正常工艺下转,

23.80V>电压≥3.65VC级品入库(容量或内阻达不到分级标准要求的按分级标准中的规定分级),

33.65V>电压1.0V低电压电池,处理办法《成品电池分级工艺技术标准》

  1. 电压<1.0VD级品入库。

5、分级、入库;

1)标准:《成品电池分级工艺技术标准》。

  1. 电池容量标准以第二次分容作为依据,
  2. 所有二次分容后的电池测量内阻,

按照相应的级别入库

  1. 高温搁置48h电压<3.80V的电池,如果二次分容后级别达到A级品要求的按照B级品入库, 

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