鋰離子電池安全培訓(xùn)

1、鋰離子電池的生產(chǎn)安全鋰離子電池的生產(chǎn)安全內(nèi)內(nèi) 容容一、事故警示一、事故警示二、鋰離子電池基本概念二、鋰離子電池基本概念三、生產(chǎn)過程的危險與有害因素辨識三、生產(chǎn)過程的危險與有害因素辨識四、鋰離子電池組裝的安全要求四、鋰離子電池組裝的安全要求安安理理全全管管培培課課訓(xùn)訓(xùn)基本概念基本概念鋰電池事故案例1：2010年10月11日23時35分，電池公司客戶退回的鋰電池在存放處發(fā)生自燃起火，工人用滅火器撲救后再次發(fā)生起火，過火面積50平方米左右。案例2：2012年2月19日11時40分許，位于深圳公司三樓清洗房發(fā)生發(fā)生火災(zāi),火災(zāi)中一批手機(jī)鋰電池被燒毀，兩名工人因吸入濃煙感到不適送醫(yī)院治療。案例3：2012

2、年8月22日，位于公司，電器線路著火引發(fā)火災(zāi)事故，將三樓車間多臺設(shè)備燒壞。案例4：2012年10月10日13時35分， 位于公司的二樓倉庫發(fā)生火災(zāi)事故，15時30分左右撲滅，無人員傷亡，將存放在庫房中的鋰電池?zé)瑩p失400萬元。案例5：2012年11月28日22時44分公司老化房起火，燒毀多個貨柜式老化房，待電池一批。2012 20122012年年2 2月月1919日日1111時時4040分許，位于深圳市某公司三樓分許，位于深圳市某公司三樓清洗房發(fā)生發(fā)生火災(zāi)清洗房發(fā)生發(fā)生火災(zāi), ,火災(zāi)中一批手機(jī)鋰電池被燒毀，兩火災(zāi)中一批手機(jī)鋰電池被燒毀，兩名工人因吸入濃煙感到不適送醫(yī)院治療。名工人因吸入濃煙感

3、到不適送醫(yī)院治療。 案例一案例一：“2 21919”深圳某電池廠火災(zāi)事故深圳某電池廠火災(zāi)事故案例二：“10.22”龍崗電池廠火災(zāi)事故 2012年10月22日龍崗電池廠因值班人員擅離崗位，使的老化電池短路發(fā)熱而無人知曉，最后發(fā)生火災(zāi)。n儲存區(qū)儲存區(qū)老化區(qū)老化區(qū)n充電檢測區(qū)充電檢測區(qū)案例三：“10.10”龍崗電池廠火災(zāi)事故 2012年10月10日13時35分， 位于公司的二樓倉庫發(fā)生火災(zāi)事故，15時30分左右撲滅，無人員傷亡，將存放在庫房中的鋰電池?zé)簦瑩p失400萬元。安安理理全全管管培培課課訓(xùn)訓(xùn)基本概念基本概念電池（電池（battery） 電池是指通過正負(fù)極之間的電化反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置

4、。 充電時，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能進(jìn)行儲存。 放電時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能釋放，作為電源供用電器。 活性物質(zhì)：電池充放電時，能進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)而產(chǎn)生電能和儲存化學(xué)能的電極材料。什么叫鋰離子電池？什么叫鋰離子電池？Li-Ion batteryLi-Ion battery 鋰離子電池是指Li+ 嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 、LiFePO4和三元復(fù)合材料。負(fù)極采用鋰-碳層間化合物L(fēng)iXC6。 在充放電過程中，Li+ 在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象的稱為“搖椅電池”。 充電池時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀

5、態(tài)。 放電時則相反。 二次鋰電池的構(gòu)造鋰離子電池結(jié)構(gòu)鋰離子電池結(jié)構(gòu) 正極正極 活性物質(zhì)活性物質(zhì) 導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基體導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基體 負(fù)極負(fù)極 活性物質(zhì)活性物質(zhì)（石墨、（石墨、MCMB、CMS) 粘合劑、溶劑、基體粘合劑、溶劑、基體 隔膜隔膜 電解液電解液 外殼五金件外殼五金件（鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片、絕緣膠帶）（鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片、絕緣膠帶）鋰離子電池結(jié)構(gòu)鋰離子電池結(jié)構(gòu)正極正極正極基體：鋁箔（約正極基體：鋁箔（約0.016mm厚厚)正極物質(zhì)：正極物質(zhì)：LiFePO4+碳黑碳黑+PVDF正極集流體：鋁帶（約正極集流體：鋁帶（約0.1mm厚）厚）高溫膠帶（約高

6、溫膠帶（約0.05mm厚）厚）電池放電時從外電路獲得電子的電極,此時電極發(fā)生還原反應(yīng)。通常是電位高的電極。鋰離子電池中的鈷酸鋰、錳酸鋰電極等。正極： 主要材料包括活性物質(zhì)、黏結(jié)劑、導(dǎo)電劑 鈷酸鋰或錳酸鋰：參與電化學(xué)反應(yīng)的活性材料導(dǎo)電劑：提高電極的導(dǎo)電性，如CB、KS、SS、SP、和LSTM黏結(jié)劑： 把活性材料和導(dǎo)電劑黏結(jié)在鋁箔(15和20微米厚）之上如 PVDF1300， 1700等 正極材料需要做成有一定粘度的漿料涂覆在具有集流作用的載體上，并且能夠與之緊密粘接，同時正極活性物質(zhì)為半導(dǎo)體，導(dǎo)電性不好，因此需要加有一定量導(dǎo)電劑以增加正極的導(dǎo)電性，降低電池的內(nèi)阻，因此正極中除需要有活性物質(zhì)外還需

7、要有導(dǎo)電劑、粘接劑、溶解粘接劑的溶劑等。正極組成鋰離子電池結(jié)構(gòu)鋰離子電池結(jié)構(gòu)負(fù)極負(fù)極負(fù)極基體：銅箔（約負(fù)極基體：銅箔（約0.010mm厚厚)負(fù)極物質(zhì)：石墨負(fù)極物質(zhì)：石墨+CMC+SBR負(fù)極集流體：鎳帶（約負(fù)極集流體：鎳帶（約0.07mm厚）厚）電池放電時向外電路輸送電子的電極，此時電極發(fā)生氧化反應(yīng)。通常是電位低的電極，鋰離子電池中石墨電極。負(fù)極： 主要材料包括活性材料石墨、黏結(jié)劑、導(dǎo)電劑活性材料石墨：參與電化學(xué)反應(yīng)的活性材料如：MCMB、P15B HG、 MCF、天然石墨、CMS等導(dǎo)電劑：提高電極的導(dǎo)電性，如SS、SP、LSTM等黏結(jié)劑： 把活性材料和導(dǎo)電劑黏結(jié)在箔(15和20微米厚）上 ，如

8、PVDF1100、SBR、CMC等 厚度為8微米到18微米的銅箔作為負(fù)極集流體。 負(fù)極組成電解液電解液溶溶 劑劑鋰鋰 鹽鹽添加劑添加劑EC、PC、EMC、DEC等等LiPF6、LiClO4、LiBF4等等防過充添加劑防過充添加劑阻燃劑阻燃劑抑制氣體生成抑制氣體生成改善改善SEISEI膜性能膜性能控制水和酸含量控制水和酸含量鋰離子電池電解液組成示意圖鋰離子電池電解液組成示意圖23鋰離子電池結(jié)構(gòu)鋰離子電池結(jié)構(gòu)電解液電解液鋰離子電池所使用的有鋰離子電池所使用的有機(jī)溶劑機(jī)溶劑1.碳酸酯類2.羧酸酯類3.醚類有機(jī)溶劑4.含硫有機(jī)溶劑鋰離子電池結(jié)構(gòu)鋰離子電池結(jié)構(gòu)隔膜隔膜l材質(zhì)：單層材質(zhì)：單層PEPE（聚乙

9、烯）或者（聚乙烯）或者 三層復(fù)合三層復(fù)合PPPP（聚丙烯）（聚丙烯） +PE+PP+PE+PPl厚度：單層一般為厚度：單層一般為0.0160.0160.020mm0.020mm 三層一般為三層一般為0.0200.0200.025mm0.025mm隔膜是放置于兩極之間，作為隔離電極的裝置，藉以避免兩極上的活性物質(zhì)直接接觸而造成電池內(nèi)部的短路。但隔膜仍需能讓帶電離子通過，以形成通路。 隔膜要求：離子透過度大 機(jī)械性強(qiáng)度適當(dāng) 本身為絕緣體 不與電解液及電極發(fā)生反應(yīng) 電池外殼電池外殼鋰離子電池內(nèi)部存有參與反應(yīng)的液態(tài)電解質(zhì)，且不允許有水的存在，因此電池要求完成封閉，封裝的殼體要求耐電解質(zhì)及大氣的腐蝕，且

10、有一定的耐內(nèi)部壓力的能力，一般采用不銹鋼、鍍鎳鋼或鋁材，因為鋁較輕且易于成型，因此我們主要采用鋁殼殼體。電池有正負(fù)兩極，電池殼體可以作為一極，另外一只需要于殼體絕緣，因此兩極之間需要加裝絕緣密封墊，電池殼體組件是以激光焊接的方式進(jìn)行密封的，因此絕緣密封墊還應(yīng)該具有較好的耐熱性能。我們一般選用耐腐蝕性、耐高溫性及密封性較好的氟塑料作為電池的絕緣密封墊鋰離子電池的工作原理 電池在充電時，鋰離子從正極中脫出，通過電解質(zhì)和隔膜，嵌入到負(fù)極中；電池放電時，鋰離子由負(fù)極中脫出，通過電解質(zhì)和隔膜，重新嵌入到正極中。在充放電過程中，鋰離子在正負(fù)極之間嵌入脫出反復(fù)運(yùn)動，實現(xiàn)化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化。電池體系中鋰永

11、遠(yuǎn)以離子的形態(tài)出現(xiàn)，不會以金屬的形態(tài)出現(xiàn)，所以這種電池叫做鋰離子電池。 鋰離子脫出反應(yīng)式為：LiMO2xLi+Li1-xMO2+xe-負(fù)極采用碳電極，從理論上講，每6個碳原子可吸藏一個鋰離子，鋰離子嵌入反應(yīng)式為：xe-+xLi+nCLixCn式中的M為Co，Ni，Mn，F(xiàn)e等金屬元素，C表示負(fù)極化合物，如LiC6，TiS2，WO3等等。1.鋰離子電池的充電特性： 由于鋰離子電池要求，其充放電需精密控制，因此，鋰離子電池需采用專門的恒流，恒壓充電法進(jìn)行充電。通常恒流充電到4.2V/節(jié)，后轉(zhuǎn)入恒壓，定時充電，待恒壓充電電流降到100mA左右時，終止充電，恒流充電電率為0.1C1.5C（C：當(dāng)電池額

12、定容量為1000mAh時，則1.0C充電率表示充電電流為1000mA，1.5C充電電流為1500mA，依此類推），只要進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)，充電電流會慢慢降低到零，并停止充電。2.鋰離子電池的放電特性： 鋰離子電池采用恒流連續(xù)放電，開始放電時電壓均為4.2V/節(jié)（單節(jié)開路端電壓），終止放電電壓，通常規(guī)定為3.0V（不充許過放電），最低放電壓也不能低于2.5V，否則影響電池壽命。對同一電池而言放電電流大小不同，充電時間長短也不同。若用1.0C電流放電到終止電壓3.0V約需1h；若用0.2C電流放電，到放電結(jié)束約需5 h。可見放電時間長短與電池容量，放電電流大小有關(guān)。3.鋰離子電池的存儲特性： 鋰離子

13、電池的存儲特性是指鋰離子長期有儲后保持容量的特性及恢復(fù)容量等特性。鋰離子電池剩余容量與存儲時間和存儲溫度有關(guān)，在20環(huán)境溫度下保存半年，容量可保持在額定值的90%以上，而同一電池在60環(huán)境溫度下保存一個月后，容量保持僅此有額定容量的80%左右?？梢婁囯x子電池宜在低溫下保存，一般用戶長期不用的電池宜放在冰箱冷凍室內(nèi)保存。關(guān)鍵-電池充電 (1)充電電壓：單只電池最高充電電壓為4.2V。(2)充電電流：充電電流應(yīng)為0.7CmA或更低。 3)充電溫度： 應(yīng)在0C至45C溫度范圍內(nèi)進(jìn)行充電。(4)反極充電：不要對電池進(jìn)行反極充電。關(guān)鍵-電池放電(1)放電電流： 放電電流應(yīng)為1CmA或更小 (2)放電溫度

14、：應(yīng)在-20C至60C溫度范圍內(nèi)進(jìn)行放電。(3)放電終止電壓： 應(yīng)避免單只鋰離子電池放電電壓低于3.0V，過放電會損壞電池性能。關(guān)鍵-電池貯存 鋰離子電池應(yīng)充電30%至50%容量后在室溫下貯存。 鋰電制作的一般流程配漿配漿涂布涂布輥壓輥壓裝配裝配注液注液化成化成檢測檢測出貨出貨二、鋰離子電池生產(chǎn)的主要工藝34圓柱型鋰離子電池的制造工藝流程圓柱型鋰離子電池的制造工藝流程正極配料正極配料來料檢驗來料檢驗負(fù)極配料負(fù)極配料正極涂布正極涂布負(fù)極涂布負(fù)極涂布正極制片正極制片負(fù)極制片負(fù)極制片隔隔 膜膜卷卷 繞繞入入 殼殼烘烘 烤烤短路檢驗短路檢驗滾滾 槽槽注注 液液封封 口口化化 成成密封性檢驗密封性檢驗分

15、分 容容外包裝外包裝出出 廠廠出廠檢驗出廠檢驗濕度控制濕度控制35三、鋰離子電池的命名三、鋰離子電池的命名 鋰離子二次電池的命名也分圓柱形和方形、扣式幾種鋰離子二次電池的命名也分圓柱形和方形、扣式幾種: :圓柱形的命名用三個字母和5位數(shù)字來表示，前兩個字母表示鋰離子電池(LI)，后一個字母表示圓柱形(R)，前兩位數(shù)字表示以mm為單位的最大直徑，后三位數(shù)字表示以0.lmm為單位的最大高度，如LIR18500即表示直徑為18mm，高50mm的圓柱形鋰離子電池。 18mm高度高度50mmLIR1850036方形的命名方形的命名用三個字母和6位數(shù)字來表示，前兩個字母表示鋰離子電池(LI)，后一個字母表

16、示方形(S)，前兩位數(shù)字表示以mm為單位的最大厚度，中間兩位數(shù)字表示以mm為單位的寬度，后兩位數(shù)字以mm為單位的最大高度，如LIS043048即表示厚度為4mm，寬30mm，高48mm的方形鋰離子電池。 LIS043048高度高度48mm厚度厚度4.0mm寬度寬度30mm37鋰離子電池用保護(hù)線路板鋰離子電池用保護(hù)線路板 多節(jié)電池組保護(hù)板 手機(jī)電池保護(hù)板手機(jī)電池保護(hù)板安安理理全全管管培培課課訓(xùn)訓(xùn)危險有害因素分析危險有害因素分析二次鋰電池安全因素1、最主要的因素是目前電池能量密度大電池能量密度大，同樣的體積的情況下要得到更高的容量必定會對其安全造成影響，所以我們不一定要求供應(yīng)商最小的體積做最大的容

17、量。2、過充過充-對電芯過充電，當(dāng)電壓上升到4.6Vcell以上或更高時，電芯本體溫度不斷升高達(dá)到熱爆炸的狀態(tài)，從而發(fā)生破裂，冒煙，起火，爆炸的危險。3、短路短路-因為電池容量大內(nèi)部電阻低，所以外部短絡(luò)時通過大的電流，電池內(nèi)部達(dá)到熱爆炸的狀態(tài)，從而發(fā)生破裂，冒煙，起火的危險。4、因為電解液電解液主要是由有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑組成的,所以有燃燒的可能性。1.電解液的溶劑 電解液（電解質(zhì)鹽LiPF6 ）溶劑主要組成是碳酸烷基酯，如碳酸二甲酯（DMC）,碳酸二乙酯（DEC）,碳酸甲乙酯（EMC）等，都是沸點很低的可燃液體，遇火易燃燒 。 六氟磷酸鋰(LiPF6) 有腐蝕作用。不可燃性，加熱和酸類進(jìn)行反應(yīng)會

18、產(chǎn)生有害的氟化氫（腐蝕性）。氟化氫和金屬反應(yīng)會產(chǎn)生爆炸性的氣體。 產(chǎn)生火花點燃電解液，進(jìn)而殃及塑料機(jī)身和與之接觸的易燃物，造成火災(zāi)； 引起電池內(nèi)溫度急驟上升，電池內(nèi)空間很狹小，可能因壓力增加而爆炸； 電池內(nèi)溫度上升較慢，電池外殼逐漸溶化，使有腐蝕性的電解液泄漏。鋰電池生產(chǎn)危險性鋰電池生產(chǎn)危險性2.儲電的負(fù)極 充好電的負(fù)極儲存了多量的強(qiáng)還原性物質(zhì)碳化鋰（嵌層化合物等），LiC6的電位接近3.0V，還原劑與金屬鋰差不多，遇水即可燃燒。 3.枝晶 在一些設(shè)計或制作不好的鋰電池中，長期循環(huán)會形成枝晶，鋰金屬沉積出來，形成粉末狀單質(zhì)（通常是電極邊緣的灰黑色粉末），遇到空氣即可燃燒，非常危險。 4.內(nèi)部短

19、路 當(dāng)電池的正負(fù)極之間隔膜被意外刺破（如枝晶生長，外力作用）導(dǎo)致正負(fù)極直接連通時，即為內(nèi)部短路，大量能量在電池內(nèi)部釋放，很容易燃燒或爆炸。 要求其厚度，廠家，空氣滲透性（隔膜中孔的曲折程度，空氣滲透性穩(wěn)定，有利于提高鋰離子電池的循環(huán)性能 ），孔隙率（適當(dāng)?shù)目紫堵誓鼙ＷC隔膜吸附足夠的電解液，提高離子電導(dǎo)率 ），自閉溫度，熔融溫度，熱性能，力學(xué)性能（隔膜的抗拉強(qiáng)度應(yīng)保證在電池卷繞時不被拉斷 ），電導(dǎo)率安全性的內(nèi)部因素-微短路 主要由正負(fù)極片上微粉或凸點刺穿隔膜, 引起電芯內(nèi)部短路造成. 輕微的將造成自放電率高 嚴(yán)重的將造成電池爆炸極粉刺穿隔膜造成電池爆炸極粉刺穿隔膜造成電池爆炸安全性的內(nèi)部因素-極

20、粉內(nèi)短路 內(nèi)層負(fù)極片掉粉刺穿隔膜, 造成電芯鼓脹安全性的內(nèi)部因素-電芯內(nèi)部短路 主要由于電芯極耳過長, 與極片或與殼體接觸造成短路. 或極耳壓迫卷芯, 導(dǎo)致正負(fù)極短路. 引起電芯發(fā)燙, 嚴(yán)重時會導(dǎo)致爆炸.內(nèi)短路防范措施 電池結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化 在關(guān)鍵工序使用自動化設(shè)備和改善工夾具 通過嚴(yán)格存儲條件篩除微短路和內(nèi)短路電芯 同時材料體系的穩(wěn)定性也有助于安全性的改善.微短路和內(nèi)短路電芯的篩除 自放電嚴(yán)重的電芯有安全隱患 半荷電電芯, 正常情況下, 開路電壓大約1個月 壓降為15-20mV, 2 個月的壓降為25-35mV, 半年壓降為50-60mV. 通過嚴(yán)格存儲條件, 可把有微短路和內(nèi)短路隱患的 電芯篩

21、除.5.電解液分解 在多種情況下，鋰電池的電解液會產(chǎn)生氣體，如電解液在循環(huán)充放電的過程中，不斷與電極互相作用可能產(chǎn)生分解放出； 電解液中帶有水分等雜質(zhì)時，在充電時水分或酸被分解產(chǎn)生氣體； 電解質(zhì)鹽LiPF6在高溫下也可能分解，分解放出氣體等等。這種氣體在電池內(nèi)部會形成壓力，積累太多可能導(dǎo)致電池變形、泄漏甚至爆炸。 6.外殼破壞 液鋰電池通常用鋼殼或鋁殼封裝鋰離子電池。通常情況下沒有什么問題，外殼也比較堅固。但在某些情況下，如充電設(shè)備或保護(hù)電路出現(xiàn)故障產(chǎn)生過充電，電池內(nèi)部隔膜被刺穿導(dǎo)致內(nèi)部短路等，導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度迅速上升，壓力也急劇增加，這時可能出現(xiàn)安全閥失靈或來不及動作，就會發(fā)現(xiàn)具破壞力的爆炸

22、。對于鋁塑復(fù)合膜包裝的電池，如果包裝膜被刺破、割破，可能發(fā)生電解液的泄漏。 7.過充電 鋰離子電池中在某些情況下，如外部電路故障或未使用保護(hù)時，則可能因為各種原因產(chǎn)生氣體：1）正極被過度放電而釋放O2，同時電極材料轉(zhuǎn)變成不能再充電的形態(tài)，容量會明顯下降。2）電解液分解。這是產(chǎn)生氣體的主要原因?？赡墚a(chǎn)生的氣體有二氧化碳，一氧化碳，甲烷，乙烷，乙烯等。3）其它原因。如溫度高時電解液汽化本身的蒸汽，添加劑產(chǎn)生的副反應(yīng)等。 過充電(電壓)/外短路/過溫: 150度 30 分鐘以上幾種情況均有可能導(dǎo)致電池發(fā)生安全性事故過充安全性 主要與電芯正極材料有關(guān). LiCoO2 在4.2V 時, 結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定并放出

23、氧氣. 同時電解液在4.2V 時分解, 與LiCoO2反應(yīng)產(chǎn)生大量熱. 導(dǎo)致電芯內(nèi)壓急劇升高發(fā)生爆炸.在電池化成初次充電過程中：在電池化成初次充電過程中：電池電壓大約在電池電壓大約在02.5V02.5V左右，電解質(zhì)在負(fù)極表面還原，形成固態(tài)電解左右，電解質(zhì)在負(fù)極表面還原，形成固態(tài)電解 質(zhì)界面（質(zhì)界面（SEI SEI 膜：烷基碳酸鋰、氧化鋰、碳酸鋰、氟化鋰等），作用膜：烷基碳酸鋰、氧化鋰、碳酸鋰、氟化鋰等），作用 是使溶劑化鋰離子脫去表面溶劑分子得到電子嵌入石墨層內(nèi)。此時正極是使溶劑化鋰離子脫去表面溶劑分子得到電子嵌入石墨層內(nèi)。此時正極 開始脫出鋰離子開始脫出鋰離子, , 容量占總體容量的容量占總

24、體容量的10%10%左右。左右。 對電池而言表現(xiàn)為產(chǎn)生氣體：主要成分為溶劑還原產(chǎn)物如乙烯、丙烯對電池而言表現(xiàn)為產(chǎn)生氣體：主要成分為溶劑還原產(chǎn)物如乙烯、丙烯 和和 COCO2 2 等。等。* *由于電池初期的產(chǎn)氣現(xiàn)象，電池內(nèi)部壓力增大同時使電液在極組中分布由于電池初期的產(chǎn)氣現(xiàn)象，電池內(nèi)部壓力增大同時使電液在極組中分布 不均勻，出現(xiàn)析鋰和電池鼓脹現(xiàn)象。不均勻，出現(xiàn)析鋰和電池鼓脹現(xiàn)象。 目前解決方案目前解決方案1 1：就是開口排氣，使化成初期產(chǎn)生的氣體排出電池之外，：就是開口排氣，使化成初期產(chǎn)生的氣體排出電池之外，采采 用真空的方法可能效果更好，使氣體排出的同時，使電液進(jìn)一步在極用真空的方法可能效果

25、更好，使氣體排出的同時，使電液進(jìn)一步在極組內(nèi)部擴(kuò)散。組內(nèi)部擴(kuò)散。 解決方案解決方案2 2：采用新型電液添加劑，提高電池成膜電位，降低一次充電：采用新型電液添加劑，提高電池成膜電位，降低一次充電過程中的氣體產(chǎn)生，從而實現(xiàn)閉口化成過程中的氣體產(chǎn)生，從而實現(xiàn)閉口化成電壓在電壓在2.54.2V時時,電池的活性物質(zhì)開始發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)電池的活性物質(zhì)開始發(fā)生電化學(xué)反應(yīng), 負(fù)極活性物質(zhì)負(fù)極活性物質(zhì) 開始嵌入鋰離子開始嵌入鋰離子,正極繼續(xù)脫出鋰離子。正極繼續(xù)脫出鋰離子。過充情況下，電池的反應(yīng)過程： 產(chǎn)生氧氣：3CoO2 Co3O4+O2溶劑的氧化：ROCO2R+3O23CO2+3H2O溶劑與水反應(yīng)：ROCO2R

26、+H2O2ROH+CO2鹽與水反應(yīng)：LiPF6+H2O2HF +LiF+POF3HF與正極反應(yīng)：4HF+CoO2CoF4+2H2O ？因此正極表面包覆Al2O3作用就是抑制副反應(yīng)，從而提高電池的安全性過放電情況下，電池的反應(yīng)過程過放電情況下，電池的反應(yīng)過程溶劑的還原和銅集流體的陽極化溶解：產(chǎn)生大量的烷烴氣和銅溶劑的還原和銅集流體的陽極化溶解：產(chǎn)生大量的烷烴氣和銅離子在正極上還原成金屬銅離子在正極上還原成金屬銅ROCO2R+1/2H2 +e ROLiCO2 +Alkyl ROCO2R+H2 +2e+2Li Li2CO3 +R.R+正常充放電情況下，電池的失效過程正常充放電情況下，電池的失效過程v

27、 溶劑的不可逆反應(yīng)溶劑的不可逆反應(yīng): 2EMC DEC+DMCv 正負(fù)極表面反應(yīng)產(chǎn)物的積累：正負(fù)極表面反應(yīng)產(chǎn)物的積累：Li2CO3、LiF 等等v 內(nèi)部產(chǎn)生氣體造成內(nèi)壓增大內(nèi)部產(chǎn)生氣體造成內(nèi)壓增大v 正極材料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化正極材料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化, 如粉化、晶格塌陷等如粉化、晶格塌陷等v隨著電池循環(huán)進(jìn)行，電池的隨著電池循環(huán)進(jìn)行，電池的SEI膜損壞和修復(fù)，消耗電液，膜損壞和修復(fù)，消耗電液， 使電池內(nèi)阻增大使電池內(nèi)阻增大8.電解液的毒性 鋰離子電池中最常用的電解質(zhì)鹽為六氟磷酸鋰LiPF6，它的電導(dǎo)率比較好，在有機(jī)溶劑中的溶解度高，耐氧化性好，是目前最重要的鋰離子電解液電解質(zhì)鹽。但是它具有毒性，與水會反應(yīng)

28、生成有害的氫氟酸等，對環(huán)境和人的傷害性很大。其它事故1 注液不通風(fēng)引起中毒,泄漏引起燃爆；2 化成、老化時燃爆；3 使用乙醇和丙酮擦洗容器，引起燃爆；4 鋰電池生產(chǎn)、儲存中的自燃、爆炸十分突出；5 鋰電池生產(chǎn)過程中不精細(xì)操作留下安全隱患；鋰電池的安全隱患及事故目前無法杜絕。鋰電池的安全隱患及事故目前無法杜絕。安安理理全全管管培培課課訓(xùn)訓(xùn)四四鋰離子電池組裝的鋰離子電池組裝的安全要求安全要求 1 1、 電池的基本組成電池的基本組成 1 1） 主要材料主要材料 三大部件：電芯、保護(hù)板、外殼三大部件：電芯、保護(hù)板、外殼 電芯：電芯： 為電池的核心部件。為電池的核心部件。 保護(hù)板：為保證電芯正常工作，用

29、來對電芯提供保護(hù)功能的部件。保護(hù)板：為保證電芯正常工作，用來對電芯提供保護(hù)功能的部件。外外 殼殼 ：根據(jù)使用要求制成不同外形和不同顏色。：根據(jù)使用要求制成不同外形和不同顏色。 2 2） 輔料輔料 鎳鎳 片：為電芯正極引出過度連接用。片：為電芯正極引出過度連接用。 雙面膠：固定電芯用。雙面膠：固定電芯用。 美紋膠紙：對電芯或保護(hù)板起絕緣用。美紋膠紙：對電芯或保護(hù)板起絕緣用。 高溫膠紙：對電芯或保護(hù)板起絕緣用。高溫膠紙：對電芯或保護(hù)板起絕緣用。 插頭線、導(dǎo)線：根據(jù)客戶需要加配。插頭線、導(dǎo)線：根據(jù)客戶需要加配。PACK在這里是指包裝、封裝、裝配的意思PL-A425062PL-A393442PL-A4

30、150502、電芯各類形狀圖電芯各類形狀圖梨形梨形橢圓形橢圓形圓形圓形超薄形超薄形背包形背包形普通形普通形3、電池PACK工藝流程帶外殼產(chǎn)品電芯正極加接鎳片電芯正極加接鎳片(超聲波金超聲波金屬焊屬焊)電芯兩極成型電芯兩極成型電芯與保護(hù)板連接電芯與保護(hù)板連接(烙鐵錫焊烙鐵錫焊)扣進(jìn)外殼扣進(jìn)外殼半成品檢測半成品檢測超聲波塑焊超聲波塑焊成品檢測成品檢測包裝入庫包裝入庫不帶外殼產(chǎn)品電芯正極加接鎳片電芯正極加接鎳片(超聲波金超聲波金屬焊屬焊)電芯兩極成型電芯兩極成型電芯與保護(hù)板連接電芯與保護(hù)板連接(烙鐵錫焊烙鐵錫焊)加導(dǎo)線或其它輔料加導(dǎo)線或其它輔料加防護(hù)層加防護(hù)層(熱縮膜或包裝膜熱縮膜或包裝膜)成品檢測

31、成品檢測包裝入庫包裝入庫 A.A.前加工部分：前加工部分：包括：包括：鎳帶點焊/貼絕緣紙貼絕緣紙/ /正負(fù)極加錫正負(fù)極加錫 /導(dǎo)線焊接導(dǎo)線焊接 B.組裝部分：包括：PCB板加錫/扣扣PCBPCB板板/ /壓焊壓焊/ /底殼貼膠底殼貼膠/ /端子焊接端子焊接/ /焊接焊接B+B-B+B- /半成品檢測半成品檢測 /扣盒扣盒 /超焊超焊/ /外觀檢測外觀檢測/ /成品性能檢測成品性能檢測 / /貼商標(biāo)片貼商標(biāo)片/ /貼防偽貼防偽 C.包裝部分：噴碼/抹機(jī)抹機(jī)/ /包裝入箱包裝入箱/QA/QA抽檢抽檢/ /入倉入倉 電池PACK工序分為前加工、組裝、包裝三大部分 錯誤方式錯誤方式正確方式正確方式避免

32、電芯正負(fù)交叉重疊放置 電芯不要放在導(dǎo)電物質(zhì)或?qū)щ姽ぞ吲?、 PACK加工需要注意的事項加工需要注意的事項1 避免電芯正負(fù)極短路 采用內(nèi)折工藝焊接鎳帶時，彎折鋁片或鎳帶長度不可超出電芯凹槽長度，以免過長而受壓刺破絕緣膠與電芯包裝薄膜，從而使電芯漏液。為正確的鎳為正確的鎳/鋁帶彎折長度鋁帶彎折長度彎折長度過長彎折長度過長，鎳帶頂?shù)桨疾蹅?cè)壁鎳帶頂?shù)桨疾蹅?cè)壁，容易刺破電芯容易刺破電芯 2、折疊正負(fù)極時注意長度 嚴(yán)禁用尖銳之物刮擦其表面。應(yīng)帶嚴(yán)禁用尖銳之物刮擦其表面。應(yīng)帶指套作業(yè)，避免劃傷電芯。指套作業(yè)，避免劃傷電芯。避免用鑷子之類的利器接觸避免用鑷子之類的利器接觸電芯表面，防止刺破電芯包電芯表面，防止

33、刺破電芯包裝而造成漏液。裝而造成漏液。 3 、電芯外包裝膜保護(hù) 4、電芯防沖擊保護(hù)在運(yùn)輸、儲存、使用等過程中必需非常小心，電芯不能受擠壓，或受重物沖撞；組裝電池時應(yīng)避免用力敲擊電芯周邊，防止電芯內(nèi)部隔膜破裂造成微短乃至短路。5 、電芯裝配環(huán)境注意臺面清潔臺面清潔保持工作臺面的干凈，避免鎳帶、錫渣等其它異物刺破電芯。 6 6、極耳焊接時極耳焊接時的防護(hù)的防護(hù)極耳焊接或浸錫時間應(yīng)盡可能短，一般在360、3秒以內(nèi)。焊接時間不能過長，以免燙傷極耳膠引起漏液。手上不宜帶戒指等裝飾物品。以免劃傷電芯。7 電芯堆放與存放電芯堆放與存放 電芯堆放要整齊電芯堆放要整齊，標(biāo)識清楚標(biāo)識清楚，層次分層次分明明，堆放高

34、度在堆放高度在20-30盒左右盒左右，應(yīng)存應(yīng)存放在比較干燥的地方。放在比較干燥的地方。 堆放過高堆放過高(70-80盒盒) 使用、運(yùn)輸、儲存等過程中必須注意溫度范圍，使用、運(yùn)輸、儲存等過程中必須注意溫度范圍， 低于低于60度。度。當(dāng)電芯極耳間距較小時當(dāng)電芯極耳間距較小時,為為防止在運(yùn)輸過程中短路防止在運(yùn)輸過程中短路,應(yīng)應(yīng)在負(fù)極端套上一熱縮膠管在負(fù)極端套上一熱縮膠管 當(dāng)電芯用導(dǎo)線引出時當(dāng)電芯用導(dǎo)線引出時,須把須把一端用絕緣膠或套管套住一端用絕緣膠或套管套住 通過吸塑盒把電芯通過吸塑盒把電芯正負(fù)極隔開正負(fù)極隔開 電芯的包裝、運(yùn)輸及防護(hù)電芯的包裝、運(yùn)輸及防護(hù) 1、鋰離子電池安全守則目的 告知有參加鋰

35、離子組合作業(yè)的人員，使其正確在了解正確的操作、儲存和運(yùn)送的方式。按照規(guī)定要求，保證安全使電池不損壞。2、鋰離子電池安全守則儲存 儲存區(qū)域需陰涼干燥及不受天氣影響，無雨淋日曬。正常的電池儲存溫度在025度之間，最高溫度不超過45度，長期儲存溫度要求更嚴(yán)格；相對濕度保持在30%-70%之間。 電池組件不能儲存在加熱器，熱水機(jī)等熱源附近。4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告 鋰離子電池有原廠出貨時，大約充電時在30%左右，必須是“活”的電池，必須遵守下列安全要求：4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告（1-1）不可以用金屬造成電池兩極短路4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告（1-2）不可以用金屬造成電

36、池兩極短路更不可以刀片切割4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告（2）不可以將兩個以上電池或其它金屬放于同一塑料袋中，以防止意外短路4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告（3）不要對電池加熱，不能用鉻鐵碰到電池本體，禁止用熱風(fēng)槍直接對著電池吹。4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告（4）不要將電池放到可能產(chǎn)生高溫的場所4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告（5-1）機(jī)械損傷不要強(qiáng)力撞擊電池組件4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告（5-2）機(jī)械損傷不要讓電池掉到地面上4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告（5-3）機(jī)械損傷不要撞擊電池或其它原因使電池受損4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告（5-4）機(jī)械損

37、傷不要因工具使電池受損4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告（5-5）機(jī)械損傷取放規(guī)范，避免墜落4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告（6）不要將電池用水或其它溶液擦拭4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告（7-1）不要違規(guī)作業(yè)-禁目擠壓、碰撞或其它尖銳工具使電池絕緣片破損而導(dǎo)致短路4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告（7-2）不要違規(guī)作業(yè)取放不規(guī)范，單手取電池使正負(fù)極短路4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告（7-3）不要違規(guī)作業(yè)取放不規(guī)范，取電池使正負(fù)極短路4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告4、鋰離子電池安全守則-操作上之警

38、告4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告4、鋰離子電池安全守則-操作上之警告5、鋰離子電池的安全守則-棄常處理程序凡電池有短路、凹陷、漏液等現(xiàn)象依報廢流程處理；若電池本身有異味散發(fā)或發(fā)現(xiàn)變色的情況，必須將此電池移開，不得碰到熱源；立即拆解組件如PCM，CELL，確認(rèn)電池已經(jīng)遠(yuǎn)離熱源環(huán)境使電池降低溫度；電池因短路而產(chǎn)生大量的熱，拆掉造成短路的組件后，即會停止加熱；發(fā)現(xiàn)電池液有外漏時，此電池應(yīng)立即隔離；若有皮膚掃接電池液，應(yīng)立即用肥皂沾水清洗；若電池液沾到眼睛，立即用清水清洗，然后看醫(yī)生。若單一電池發(fā)熱，立即放入通風(fēng)防火區(qū)域或密閉容器中使其降溫，這可能是內(nèi)部短路，內(nèi)部短路會產(chǎn)生冒煙，當(dāng)內(nèi)部能量釋放結(jié)束后，溫度會停止上升。6、鋰離子電池的安全守則-報廢裝配過程中發(fā)現(xiàn)所有短路、漏液、生銹、凹陷的電池都要報廢；報廢過程要小心，不要讓電池外殼造成另一個電池的短路；千萬不要拆解電池，除非在控制良好的環(huán)境，不要將電池放在火里銷毀。7、鋰離子電池的安全守則-制程注意事項 大多數(shù)電池是把鍍線剝皮，用鍍線把電池焊在一起的，然而焊接電池是比較危險的； 在高溫下，電池的表皮可能融化，使內(nèi)部液體流出造成危險（軟包裝電池） 高溫會干擾電池的安全孔，或者造成電池的內(nèi)部短路； 對電池的拍打和