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    万博manbetx官网手机生产基础知识

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    万博manbetx官网手机生产基础知识万博manbetx官网手机生产基础知识

    万博manbetx官网手机不良项目及成因:

    1.容量

    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

    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. 万博manbetx官网手机曾经发生短路;

    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*下)配料基础知识。

    配料基础知识

    一、 电极的组成:

    1、 正极组成:

    a、 钴酸锂:正极活性物质,锂离子源,为万博manbetx官网手机提高锂源。

    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。

    三、 配料原理:

    (一) 、正极配料原理

    1、 原料的理化性能。

    (1) 钴酸锂:非极性物质,不规则形状,粒径D50一般为6-8 μm,含水量≤0.2%,通常为碱性,PH值为10-11左右。

    锰酸锂:非极性物质,不规则形状,粒径D50一般为5-7 μm,含水量≤0.2%,通常为弱碱性,PH值为8左右。

    (2) 导电剂:非极性物质,葡萄链状物,含水量3-6%,吸油值~300,粒径一般为 2-5 μm;主要有普通碳黑、超导碳黑、石墨乳等,在大批量应用时一般选择超导碳黑和石墨乳复配;通常为中性。

    (3) PVDF粘合剂:非极性物质,链状物,分子量从300,000到3,000,000不等;吸水后分子量下降,粘性变差。

    (4) NMP:弱极性液体,用来溶解/溶胀PVDF,同时用来稀释浆料。

    2、 原料的预处理

    (1) 钴酸锂:脱水。一般用120 oC常压烘烤2小时左右。

    (2) 导电剂:脱水。一般用200 oC常压烘烤2小时左右。

    (3) 粘合剂:脱水。一般用120-140 oC常压烘烤2小时左右,烘烤温度视分子量的大小决定。

    (4) NMP:脱水。使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施,直接使用。

    3、 原料的掺和:

    (1) 粘合剂的溶解(按标准浓度)及热处理。

    (2) 钴酸锂和导电剂球磨:使粉料初步混合,钴酸锂和导电剂粘合在一起,提高团聚作用和的导电性。配成浆料后不会单独分布于粘合剂中,球磨时间一般为2小时左右;为避免混入杂质,通常使用玛瑙球作为球磨介子。

    4、 干粉的分散、浸湿:

    (1) 原理:固体粉末放置在空气中,随着时间的推移,将会吸附部分空气在固体的表面上,液体粘合剂加入后,液体与气体开始争夺固体表面;如果固体与气体吸附力比与液体的吸附力强,液体不能浸湿固体;如果固体与液体吸附力比与气体的吸附力强,液体可以浸湿固体,将气体挤出。

    当润湿角≤90度,固体浸湿。

    当润湿角>90度,固体不浸湿。

    正极材料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿,所以正极粉料分散相对容易。

    (2) 分散方法对分散的影响:

    A、 静置法(时间长,效果差,但不损伤材料的原有结构);

    B、 搅拌法;自转或自转加公转(时间短,效果佳,但有可能损伤个别材料的自身结构)。

    1、搅拌桨对分散速度的影响。搅拌桨大致包括蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。一般蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对付分散难度大的材料或配料的初始阶段;球形、齿轮形用于分散难度较低的状态,效果佳。

    2、搅拌速度对分散速度的影响。一般说来搅拌速度越高,分散速度越快,但对材料自身结构和对设备的损伤就越大。

    3、浓度对分散速度的影响。通常情况下浆料浓度越小,分散速度越快,但太稀将导致材料的浪费和浆料沉淀的加重。

    4、浓度对粘结强度的影响。浓度越大,柔制强度越大,粘接强度越大;浓度越低,粘接强度越小。

    5、真空度对分散速度的影响。高真空度有利于材料缝隙和表面的气体排出,降低液体吸附难度;材料在完全失重或重力减小的情况下分散均匀的难度将大大降低。

    6、温度对分散速度的影响。适宜的温度下,浆料流动性好、易分散。太热浆料容易结皮,太冷浆料的流动性将大打折扣。

    5、 稀释。将浆料调整为合适的浓度,便于涂布。

    (二)、负极配料原理(大致与正极配料原理相同)。

    1、 原料的理化性能。

    (1) 石墨:非极性物质,易被非极性物质污染,易在非极性物质中分散;不易吸水,也不易在水中分散。被污染的石墨,在水中分散后,容易重新团聚。一般粒径D50为20μm左右。颗粒形状多样且多不规则,主要有球形、片状、纤维状等。

    (2) 水性粘合剂(SBR):小分子线性链状乳液,极易溶于水和极性溶剂。

    (3) 防沉淀剂(CMC):高分子化合物,易溶于水和极性溶剂。

    (4) 异丙醇:弱极性物质,加入后可减小粘合剂溶液的极性,提高石墨和粘合剂溶液的相容性;具有强烈的消泡作用;易催化粘合剂网状交链,提高粘结强度。

    乙醇:弱极性物质,加入后可减小粘合剂溶液的极性,提高石墨和粘合剂溶液的相容性;具有强烈的消泡作用;易催化粘合剂线性交链,提高粘结强度(异丙醇和乙醇的作用从本质上讲是一样的,大批量生产时可考虑成本因素然后选择添加哪种)。

    (5)去离子水(或蒸馏水):稀释剂,酌量添加,改变浆料的流动性。

    2、 原料的预处理:

    (1) 石墨:A、混合,使原料均匀化,提高一致性。B、300~400℃常压烘烤,除去表面油性物质,提高与水性粘合剂的相容能力,修圆石墨表面棱角(有些材料为保持表面特性,不允许烘烤,否则效能降低)。

    (2) 水性粘合剂:适当稀释,提高分散能力。

    3、 掺和、浸湿和分散:

    (1) 石墨与粘合剂溶液极性不同,不易分散。

    (2) 可先用醇水溶液将石墨初步润湿,再与粘合剂溶液混合。

    (3) 应适当降低搅拌浓度,提高分散性。

    (4) 分散过程为减少极性物与非极性物距离,提高势能或表面能,所以为吸热反应,搅拌时总体温度有所下降。如条件允许应该适当升高搅拌温度,使吸热变得容易,同时提高流动性,降低分散难度。

    (5) 搅拌过程如加入真空脱气过程,排除气体,促进固-液吸附,效果更佳。

    (6) 分散原理、分散方法同正极配料中的相关内容,在三、(一)、4中有详细论述,在此不予详细解释。

    4、 稀释。将浆料调整为合适的浓度,便于涂布。

    四、 配料注意事项:

    1、 防止混入其它杂质;

    2、 防止浆料飞溅;

    3、 浆料的浓度(固含量)应从高往低逐渐调整,以免增加麻烦;

    4、 在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底,确保分散均匀;

    5、 浆料不宜长时间搁置,以免沉淀或均匀性降低; 

    6、 需烘烤的物料必须密封冷却之后方可以加入,以免组分材料性质变化;

    7、 搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主;搅拌桨的使用以浆料分散难度进行更换,无法更换的可将转速由慢到快进行调整,以免损伤设备;

    8、 出料前对浆料进行过筛,除去大颗粒以防涂布时造成断带;

    9、 对配料人员要加强培训,确保其掌握专业知识,以免酿成大祸;

    10、 配料的关键在于分散均匀,掌握该中心,其它方式可自行调整。

    五、 总论:

    随着万博manbetx官网手机制程的日益透明,锂离子万博manbetx官网手机生产厂家越来越将配料列为核心机密,因为从材料的挑选、处理到合理搭配包含了太多技术人员的心血,同样的材料,有的厂家用起来特别顺利,有的厂家就麻烦百出;有的厂家用中档的材料可以做出高端的万博manbetx官网手机,而有的厂家却使用最好的材料做成的万博manbetx官网手机惨不忍睹;本人在此发表配料的基础知识,旨在让大家对配料的了解多一些,少走一些弯路;但因本人水平有限,难免有疏漏之处,希望大家多多批评指正。我也期望大家在工作中认真研究,真诚交流,大胆创新,团结起来,共同促进中国锂离子万博manbetx官网手机生产水平的提高。

     


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