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 如上图一个电源给电池充电,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 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 如上图一个电源给电池充电,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）

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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）