锂离子电池原理及工艺流程介绍分析

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

3.0工作原理

3.1充电过程

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

三、电池不良项目及成因：

1.容量低

产生原因：

a.附料量偏少；b.极片两面附料量相差较大；c.极片断裂；

d.电解液少；e.电解液电导率低；f.正极与负极配片未配好；

g.隔膜孔隙率小；h.胶粘剂老化→附料脱落；i.卷芯超厚（未烘干或电解液未渗透）

j.分容时未充满电；k.正负极材料比容量小。

2.内阻高

产生原因：

a.负极片与极耳虚焊；b.正极片与极耳虚焊；c.正极耳与盖帽虚焊；

d.负极耳与壳虚焊;e.铆钉与压板接触内阻大；f.正极未加导电剂；

g.电解液没有锂盐；h.电池曾经发生短路；i.隔膜纸孔隙率小。

3.电压低

产生原因：

a.副反应（电解液分解；正极有杂质；有水）；b.未化成好（SEI膜未形成安全）；

c.客户的线路板漏电（指客户加工后送回的电芯）；d.客户未按要求点焊（客户加工后的电芯）；

e.毛刺；f.微短路；g.负极产生枝晶。

4.超厚

产生超厚的原因有以下几点:

a.焊缝漏气;b.电解液分解;c.未烘干水分;

d.盖帽密封性差;e.壳壁太厚;f.壳太厚;

g.卷芯太厚(附料太多；极片未压实；隔膜太厚)。

5.成因有以下几点

a.未化成好（SEI膜不完整、致密）；b.烘烤温度过高→粘合剂老化→脱料；c.负极比容量低；

d.正极附料多而负极附料少；e.盖帽漏气，焊缝漏气；f.电解液分解，电导率降低。

6.爆炸

a.分容柜有故障（造成过充）；b.隔膜闭合效应差;c.内部短路

7.短路

a.料尘；b.装壳时装破；c.尺刮（小隔膜纸太小或未垫好）;

d.卷绕不齐；e.没包好；f.隔膜有洞;g.毛刺

8.断路

a)极耳与铆钉未焊好，或者有效焊点面积小；

b)连接片断裂（连接片太短或与极片点焊时焊得太靠下）