圓柱電芯18650制造過程及流程培訓(xùn)課件

1、圓柱電芯18650制造過程及流程培訓(xùn),品質(zhì)部 日期：2014.9.15,鋰電池的正極材料是氧化鋰鈷，負極材料是碳材。電池通過正極 產(chǎn)生的鋰離子在負極碳材中的嵌入與遷出來實現(xiàn)電池的充放電過程， 所以人們稱之為Li-ion。,什么是鋰離子電池？,鋰電池的工作原理是什么？ 工作原理即充放電原理。Li-ion（鋰電池）的正極材料是氧化鈷鋰，負極是碳。當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的

2、鋰離子脫出，又運動回正極?；卣龢O的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。在Li-ion的充放電過程中，鋰離子處于從正極負極正極的運動狀態(tài)。Li-ion就象一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象運動員一樣在搖椅兩端來回奔跑。所以，Li-ion（鋰電池）又叫搖椅式電池。,什么是鋰離子電池？,充電 正極反應(yīng)：LiCoO2 = Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- 負極反應(yīng)：C + xLi+ + xe- = CLix 電池總反應(yīng)：LiCoO2 + C = Li1-xCoO2 + CLix -放電,正電極 LiCoO2,負電極 C,Li+,Li+,Li+,Li

3、+,Li+,Li+,氧,鈷,鋰離子,炭,e-,e-,e-,e-,e-,e-,e-,正極勻漿,正極涂布,正極碾壓,正極分切,卷繞,入殼,滾槽,注液,激光焊,封口,預(yù)充,OCV0,第一次 高溫存儲,OCV1,第三次 常溫存儲,OCV2,第四次 常溫存儲,OCV3,分容,OCV4,分級,包裝,正極片 烘烤,極組烘烤,熱縮,噴碼,制片車間,裝配車間,化成車間,包裝車間,負極勻漿,負極涂布,負極碾壓,負極分切,負極片 烘烤,正極制膠,負極制膠,干燥存儲,二次清洗,X-ray檢測,一次清洗,涂防銹油,殼體噴碼,第二次 常溫存儲,數(shù)據(jù)裝載,托盤注銷,外觀全檢,噴等級碼,入庫,外觀全檢,外觀全檢,等級掃描 檢

4、查,正 極 勻 槳,攪拌機,漿料小車,鈷酸鋰,導(dǎo)電劑,膠液,溶劑,粘結(jié)劑,制 膠 罐,正極制膠勻槳工序關(guān)鍵要點：,正極來料的確認：1、標識：清晰、明確，與BOM、發(fā)料單、工藝標準相一致。 2、外觀：包裝完整，符合制程檢驗標準。 3、保質(zhì)：在有效期范圍內(nèi)。 加料比：嚴格按電池工藝標準執(zhí)行 鈷酸鋰:導(dǎo)電劑:粘結(jié)劑:制膠溶劑=100:0.77:1.35:34 攪拌速度、時間：嚴格按電池工藝標準執(zhí)行 膠液的粘度、固含量、外觀：1、膠液的粘度、固含量按工藝標準進行檢驗和控制 2、膠液的外觀要求：無色透明粘稠狀、均勻、無白點、 無沉淀、無雜質(zhì)等。 粉體過篩：1、篩網(wǎng)目數(shù)，粉體150目、super-p 10

5、0目 2、篩網(wǎng)外觀：篩網(wǎng)無破損，網(wǎng)目無干料及雜質(zhì)堵塞等現(xiàn)象。 3、真空輸送管無堵塞、通氣不順，罐體清潔無污物、雜質(zhì)。 除鐵比率：來料和除鐵后鐵，銅，鎳均要小于100PPM； 除鐵比率=除鐵前鐵含量（PPM）-出鐵后鐵含量（PPM） 電子秤的穩(wěn)定性：用20Kg砝碼每天校準一次。 攪拌機的循環(huán)水溫度、攪拌速度、攪拌時間、加料的順序：嚴格按工藝標準去設(shè)置和控制 漿料的粘度、固含量、外觀：1、漿料的粘度、固含量按工藝標準進行檢驗和控制 2、膠液的外觀要求：黑色均勻粘稠狀膠體、無氣泡、雜質(zhì)、大顆粒、 絮狀凝膠、油污、沉淀等現(xiàn)象。 抽真空要求：真空度為-（0.085-0.1）MPa 干混罐殘留物的清除：

6、罐內(nèi)清潔、無污物、雜質(zhì)。,負 極 勻 槳,攪拌機,漿料小車,石墨,導(dǎo)電劑,膠液,粘結(jié)劑 SBR,溶劑,CMC,制 膠 罐,負極制膠勻槳工序關(guān)鍵要點：,負極來料的確認：1、標識：清晰、明確，與BOM、發(fā)料單、工藝標準相一致。 2、外觀：包裝完整，符合制程檢驗標準。 3、保質(zhì)：在有效期范圍內(nèi)。 加料比：嚴格按電池工藝標準執(zhí)行 石墨粉:導(dǎo)電劑:SBR:CMC:制膠溶劑=100:2.1:4.2:1.7:92 攪拌速度、時間：嚴格按電池工藝標準執(zhí)行 膠液的粘度、固含量、外觀：1、膠液的粘度、固含量按工藝標準進行檢驗和控制 2.開蓋檢查，每次取膠液上層和下層，無色透明粘稠狀、均勻、 無白點、無沉淀、無雜質(zhì)

7、等。 粉體過篩：1、篩網(wǎng)目數(shù)，粉體150目、導(dǎo)電劑 50目 2、篩網(wǎng)外觀：篩網(wǎng)無破損，網(wǎng)目無干料及雜質(zhì)堵塞等現(xiàn)象。 3、真空輸送管無堵塞、通氣不順，罐體清潔無污物、雜質(zhì)。 除鐵比率：來料和除鐵后鐵，銅，鎳均要小于100PPM；除鐵比率=除鐵前鐵含量（PPM）-出鐵后鐵含量（PPM） 電子秤的穩(wěn)定性：用20Kg砝碼每天校準一次。 攪拌機的循環(huán)水溫度、攪拌速度、攪拌時間、加料的順序：嚴格按工藝標準去設(shè)置和控制 漿料的粘度、固含量、外觀：1、漿料的粘度、固含量按工藝標準進行檢驗和控制 2、膠液的外觀要求：黑色均勻粘稠狀膠體、無氣泡、雜質(zhì)、大顆粒、 絮狀凝膠、油污、沉淀等現(xiàn)象。 抽真空要求：真空度為-

8、（0.085-0.1）MPa 干混罐殘留物的清除： 罐內(nèi)清潔、無污物、雜質(zhì)。,涂 布,準備好的漿料,涂布機烘區(qū),涂布機排廢氣管,涂布工序關(guān)鍵要點：,箔材外觀：表面、切面平整，色澤均一，無明顯亮線、明顯凹凸點、暗痕條紋等，邊緣 無明顯翹邊和褶皺，無掉粉，管芯無生銹。 標識、外保護： 有保護膜及完整的合格標識卡 箔材厚度： 銅箔 102um 鋁箔 162um 箔材面密度：銅箔 8.750.4mg/c 鋁箔 4.320.4mg/c 箔材寬度：銅箔 6102mm 鋁箔 6002mm 漿料來料檢：隨工單填寫內(nèi)容完整、字跡清楚，固含量及粘度符合勻漿工藝標準。 運漿小車的清潔效果：運漿小車內(nèi)、外表面潔凈無異

9、物，除鐵器表面鐵粉清潔干凈。 料槽中的漿料的外觀：無氣泡、硬塊、水珠，色澤均一 極片粘附力：符合正、負極片粘附力測試作業(yè)指導(dǎo)書 料槽漿料的高度：料槽的2/3高度 漿料涂布前放置時間： 正、負極： 小于等于8小時 涂布時的走速： 10米/分鐘 涂布A、B面的烘區(qū)溫度：嚴格按涂布機頭作業(yè)指導(dǎo)書控制 A面敷料量： 正極： 25.160.5mg/c 負極： 10.940.18mg/c B面敷料量： 正極： 21.160.48mg/c 負極： 11.040.18mg/c A、B面各段長按工藝標準執(zhí)行 A、B面涂敷對齊度：正極： 首齊（ 1.0mm) 負極：首齊（ 1.0mm) 極片壓邊寬：正極：51mm

10、 負極： 51mm 失重比：正、負極： 0.2% 環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準,碾 壓,碾壓機,碾壓工序關(guān)鍵要點：,輥輪走速 ：正極： 30m /min 負極一次碾壓： 30m /min 負極二次碾壓： 20m /min 壓力 ： 正極： 130-170t 負極： 100t 張力 ： 正極： 放卷張力初值設(shè)定為5.01N 收卷張力初值設(shè)定為 7.52N 負極： 放卷張力初值設(shè)定為5.52N 收卷張力初值設(shè)定為7.52N 厚度： 正極： 135-140um 負極： 一次碾壓1803um 二次碾壓1583um 極片外觀：收卷整齊,極片無結(jié)疤、斷片、折皺、掉料不良. 環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度

11、：見環(huán)境控制工藝標準,分 切,分切機,分切刀,分 切 直 觀 圖,分切工序關(guān)鍵要點：,小片寬度：正極：560.1mm 負極： 580.1mm 毛刺： 12um 極片弧形度：負極：679mm長（一片）弧高0.68mm 正極：660mm長（一片）弧高0.66mm 掉料露箔：依制程檢驗標準 刀具走長更換周期:依西村分切刀管理規(guī)定 速度張力:依正、負極分切作業(yè)指導(dǎo)書 環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準,極片烘烤,烘烤工序關(guān)鍵要點：,烘烤溫度和時間：正極：主加熱設(shè)定溫度：752 輔加熱設(shè)定溫度：452 烘烤時間為：8小時 壓力：加熱啟動壓力100Pa，真空泵運作壓力300Pa N2氣保護降溫，主加

12、熱溫度降低到50 以下時取出 負極：主加熱設(shè)定溫度：652 輔加熱設(shè)定溫度：402 烘烤時間為：10小時 壓力：加熱啟動壓力100Pa，真空泵運作壓力300Pa N2氣保護降溫，主加熱溫度降低到50 以下時取出 極片外觀：無掉料、烤黃，無烘烤不干 烘室清潔： 潔凈、無塵 探針：貼牢在極片涂層上、無損壞、露頭10mm 環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準,卷 繞,正極耳 焊接臺,負極耳 焊接臺,正極片卷,負極片卷,隔膜2卷,隔膜1卷,終止膠帶卷,卷芯運輸帶,卷 繞 單 個電芯,電芯卷繞前正面圖,電芯卷繞前截面圖,卷繞出的電芯,卷繞工序關(guān)鍵要點：,卷針外觀：表面無損傷及毛刺等不良 卷繞張力：正

13、極緩沖輪張力，負極緩沖輪張力，隔膜紙張力依工藝標準設(shè)定 對齊度：從卷芯邊緣方向，負極完全包住正極，尺寸要求：10.7mm；寬度方向隔膜完全包住負極，尺寸要求： 10.5mm 極片裁切毛刺： 正、負極片裁切后進行毛刺檢測，毛刺12um 極耳焊接拉力：正、負極耳焊接拉力均15N。 極耳外露尺寸：工藝標準 燙孔外觀：燙孔無變形，隔膜平整、無褶皺破損、依附芯孔壁、無反彈堵孔 阻抗：檢測電壓：500V，內(nèi)阻20M 為短路 負極插入量：見工藝標準 正極膠帶貼料長度：見工藝標準 卷芯外觀：卷繞整齊，依制程檢驗標準檢驗 環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準,入 殼,入殼工序關(guān)鍵要點：,電芯/極組外觀： 無

14、損傷、電芯殼體無劃痕、變形、下絕緣片無變形、無缺少， 正、負極耳無歪斜、褶皺 設(shè)備穩(wěn)定性： 不能漏下墊片、墊片異位。 環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準,滾 槽,滾槽工序關(guān)鍵要點：,點焊拉力：大于等于8N 阻抗：檢測電壓：500V，內(nèi)阻20M，判定為短路 點焊外觀：底部焊斑正常，無凹凸點、凹凸面，無焊焦、無鍍層脫落 滾槽外觀：槽口光滑無滾裂、無波浪邊，無變形，鋼殼內(nèi)外壁無鍍層受損、裂紋、劃痕 尺寸：槽口內(nèi)徑、槽路寬度、肩高、總高 入鋼芯后電芯外觀：入鋼芯到位，鋼芯上端平齊于上墊片平面，無隔膜堵孔 環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準,注液前極組烘烤,真空管,氮氣管,注液前極組烘烤工序

15、關(guān)鍵要點：,烘烤溫度和真空度：溫度為85，真空度為 -（0.085-0.1）MPa 烘烤時間：4小時 干燥劑的確認：每次放入量為120g， 當干燥劑已經(jīng)有2/3有白色粉末變成褐色液體時需要更換。,注 液,海霸泵,電解液,氮廢氣,注液工序關(guān)鍵要點：,電解液的含水量：含水量 20 ppm 電子稱準確度：計量器具點檢表要求標碼：50g/100g 注液量：5.30.2g 外觀：無端口變形、破損、無高溫膠紙脫落、無極耳斷裂 環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準,激光焊接,壓帽蓋,激光焊工序關(guān)鍵要點：,焊接拉力：6N 焊接外觀：無虛焊、焊焦、焊穿、焊渣，無極耳彎褶、斷裂 環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控

16、制工藝標準,封口,封口前,一封后,二封后,三封后,封口工序關(guān)鍵要點：,封口尺寸，二封端高 封口壓力： 6MPa 封口外觀：端口平整，無裂紋、飛邊、殼身和底部無破損、劃痕 環(huán)境粉塵、環(huán)境溫濕度：見環(huán)境控制工藝標準,一次清洗,清洗液,純凈水,熱風(fēng),待清洗電池放入?yún)^(qū),清洗后電池取出區(qū),關(guān)鍵要點： 緩蝕劑的配比，熱風(fēng)溫度100-110 ；防銹溫度30-45；走帶速度2.5-3.0m/min 電池外觀 ：清洗前電芯外觀符合來料等級，清洗后電芯表面無水珠，無電芯表面發(fā)黃，清洗過程無卡料；電芯在轉(zhuǎn)化成后須在10分鐘內(nèi)清洗完畢。,殼體噴碼,4VM9A01 ABA,4VM9A01 ABA,關(guān)鍵要點： 殼體噴碼與

17、標識卡上信息吻合,干燥存儲,關(guān)鍵要點： 1、RH15%， 2、T30 3、貯存時間H=40h48h 4、標識卡與電芯噴碼相符,外觀全檢,關(guān)鍵要點： 挑出所有外觀不良品,二次清洗,清洗液,純凈水,熱風(fēng),待清洗電池放入?yún)^(qū),清洗后電池取出區(qū),關(guān)鍵要點： 緩蝕劑的配比（NaNO2）， 噴淋槽漂洗槽換水， 過濾棉芯堵塞后須及時更換， 水溫、烘區(qū)溫度、走帶速度,測X-ray,測X-ray,關(guān)鍵要點： 對齊度 0.2mmT11.55mm（頂部） 0.9mmT12.2mm（底部） 0.3mmT41.7mm（頂部、底部）,涂防銹油,防銹油,熱縮,熱風(fēng),4VM9A01 ABA,關(guān)鍵要點： 外觀：1.熱縮外觀不良的

18、返修率不高于0.5% 2.設(shè)備無卡料，稼動率不低于90%,預(yù)充,預(yù)充工序關(guān)鍵要點：,1.0.2C恒流恒壓充電420分鐘； 2.充電初始1小時內(nèi)通道亮紅燈的電池需復(fù)核，確認是否為零電壓電芯； 3.充電后，每3小時巡檢電芯表面溫度，以確認是否有過熱電芯（電芯表面溫度環(huán)境溫度+5視為過熱電芯）；上下柜時不得劃傷鋼殼、熱縮膜； 經(jīng)過預(yù)充后的電池開始有電了，之前工序上的電池是不帶電的. 什么是化成，為什么要化成？ 組裝后的電池，被給予一定的電流，使得電池正負極活性物質(zhì)被激發(fā)，最后使電池具有放電能力的電化學(xué)過程稱為化成； 電池只有經(jīng)過化成后才能夠用來作為電源使用。 什么是電池內(nèi)阻？ 是指電池在工作時，電流

19、流過電池內(nèi)部所受到的阻力。電池內(nèi)阻值大，會導(dǎo)致電池放電工作電壓降低，放電時間縮短。內(nèi)阻大小主要受電池的材料、制造工藝、電池結(jié)構(gòu)等因素的影響。是衡量電池性能的一個重要參數(shù)。注：測量電池的內(nèi)阻需用專用內(nèi)阻儀測量，才能確保所得到的值的精確度。 什么電壓？ 電壓是指電池正負極之間的電勢差。一般情況下，Li-ion電池充滿電后開路電壓為4.14.2V左右，放電后開路電壓為3.0V左右。通過對電池的開路電壓的檢測，可以判斷電池的荷電狀態(tài)。,OCV0,關(guān)鍵要點： 1、測量電池的電壓 2、良品電壓范圍4150mV4200mV. 3、 電壓檢測前須將漏液電池先挑出,第一次高溫存儲,關(guān)鍵要點： 老化時間:3天，溫

20、度:42T48， 電芯預(yù)充下柜到入高溫老化房的時間不超過36h,第二次常溫存儲,關(guān)鍵要點： 10T30， 1天,外觀全檢,關(guān)鍵要點： 挑出外觀不良品,噴碼,18650C4 4VM9A01 000001,18650C4 4VM9A01 000001,關(guān)鍵要點： 噴碼內(nèi)容正確、清晰，讀碼正確、 無重碼、無跳碼,數(shù)據(jù)裝載,關(guān)鍵要點： 電芯的信息通過編碼查詢是正確和唯一的, 需單獨裝載的批次與正常批分開,子批次信息與隨工單相符合.,OCV1,關(guān)鍵要點： 測試電壓/內(nèi)阻 1、每個電池電壓和內(nèi)阻均須準確檢測,檢測的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)庫. 2、異常通道需復(fù)核, 電壓精度0.2mV、內(nèi)阻精度0.5m,第三次常溫度

21、存儲,關(guān)鍵要點： 10T30，7天,OCV2,關(guān)鍵要點： 測試電壓 1、每個電壓均須準確檢測,每個托盤的數(shù)據(jù)須上傳到數(shù)據(jù)庫; 2、異常通道需復(fù)核,第四次常溫度存儲,關(guān)鍵要點： 10T30，7天,OCV3,關(guān)鍵要點： 1、測試電壓 2、每個電壓均須準確檢測,每個托盤的數(shù)據(jù)須上傳到數(shù)據(jù)庫; 3、異常通道需復(fù)核 4、每批OCV3檢測完畢,須做自放電結(jié)算,分容,關(guān)鍵要點： 1、所有良品電池均須分出其容量，分容后的數(shù)據(jù)準確上傳到數(shù)據(jù)庫 2、分容過程的電流電壓正常 3、分容前電池已測完OCV3，且該批電芯已做完自放電結(jié)算。 4、環(huán)境溫度不能超出30流程發(fā)送后前30分鐘全檢流程進行狀況，并做好首檢記錄,什么

22、是分容？ 電池在制造過程中，因工藝原因使得電池的實際容量不可能完全一致，通過一定的充放電制度檢測，并將電池按容量分類的過程稱為分容。 如何計算Li-ion電池的放電容量？ 電池放電容量均是指在一定倍率的恒流下放電至3.00V時所持續(xù)的時間。電池在不同溫度下的放電容量均可根據(jù)該電池的放電時間(T)和放電電流(I)來計算的公式位： C(mAh)=I(mA)*T(h)。 以公司的產(chǎn)品為例如，一只BAK18650C4額定容量為2200mAh的電池在常溫下用恒流0.5C(1100mA)放電，由4.2V放電至3.00V時所持續(xù)的時間為123min，利用以上的公式計算它的放電容量(C)應(yīng)是：放電電流I(1100mA)*放電時間123/60(h)=2255mAh， 由此得出該電池的放電容量為225