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摩杰娱乐-摩杰平台注册登录[代理] 时间:2019-08-12 03:13
锂离子电池正常是利用锂合金金属氧化物为正极资料、石墨为负极资料、利用非水电解质的电池。   锂离子电池的次要形成 (1)电池盖 (2)正 极----活性物质为氧化钴锂 (3)隔 膜----一种特殊的复合膜 (4)负 极----活性物质为碳 (5)无机电解液 (6)电池壳 锂离子电池出产配料根本学问 一、 电极的构成: 1、 正极构成: a、 钴酸锂:正极活性物质,锂离子源,为电池提高锂源。 b、 导电剂:提高正极片的导电性,弥补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,添加反映界面,削减极化。 c、 PVDF 粘合剂:将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一路。 d、 正极引线:由铝箔或铝带制成。 2、 负极构成: a、 石墨:负极活性物质,形成负极反映的次要物质;次要分为自然石墨和人造 石墨两大类。 b、 导电剂:提高负极片的导电性,弥补负极活性物质的电子导电性。 提高反映深度及操纵率。 预防枝晶的发生。 操纵导电资料的吸液威力,提高反映界面,削减极化。 (可按照石墨粒度漫衍取舍加或不加)。 c、 增添剂:低落不成逆反映,提高粘附力,提高浆料黏度,预防浆料沉淀。 d、 水性粘合剂:将石墨、导电剂、增添剂和铜箔或铜网粘合在一路。 e、 负极引线:由铜箔或镍带制成。 二、 配料目标: 配料历程现实上是将浆猜中的各类构成按尺度比例夹杂在一路, 调制成浆料, 以利于平均涂 布,包管极片的分歧性。配料大致包罗五个历程,即:原料的预处置、掺和、漫湿、分离和 絮凝。 三、 配料道理: (一) 、正极配料道理 1、 原料的理化机能。 (1) 钴酸锂:非极性物质,犯警则外形,粒径 D50 正常为 6-8 μm,含水量≤0。2%,凡是 为碱性,PH 值为 10-11 摆布。 锰酸锂:非极性物质,犯警则外形,粒径 D50 正常为 5-7 μm,含水量≤0。2%,凡是为弱碱 性,PH 值为 8 摆布。 (2) 导电剂:非极性物质,葡萄链状物,含水量 3-6%,吸油值~300,粒径正常为 2-5 μ m;次要有通俗碳黑、超导碳黑、石墨乳等,在多量量使用时正常取舍超导碳黑和石墨乳复 配;凡是为中性。 (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 后分子量降落,粘性变差。 (4) NMP:弱极性液体,用来消融/溶胀 PVDF,同时用来稀释浆料。 2、 原料的预处置 (1) 钴酸锂:脱水。正常用 120 oC 常压烘烤 2 小时摆布。 (2) 导电剂:脱水。正常用 200 oC 常压烘烤 2 小时摆布。 (3) 粘合剂:脱水。正常用 120-140 oC 常压烘烤 2 小时摆布,烘烤温度视分子量的巨细 决定。 (4) NMP:脱水。利用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设备,间接利用。 3、 原料的掺和: (1) 粘合剂的消融(按尺度浓度)及热处置。 (2) 钴酸锂和导电剂球磨:使粉料开端夹杂,钴酸锂和导电剂粘合在一路,提高团圆感化 和的导电性。配成浆料后不会零丁漫衍于粘合剂中,球磨时间正常为 2 小时摆布;为避免混 入杂质,凡是利用玛瑙球作为球磨介子。 4、 干粉的分离、漫湿: (1) 道理: 固体粉末安排在氛围中, 将会吸附部门氛围在固体的概况上, 液体粘合剂插手后, 液体与气体起头抢夺固体概况; 若是固体与气体吸附力比与液体的吸附 力强, 液体不克不迭漫湿固体; 若是固体与液体吸附力比与气体的吸附力强, 液体能够漫湿固体, 将气体挤出。 当润湿角≤90 度,固体漫湿。 当润湿角>90 度,固体不漫湿。 正极材猜中的所有组员都能被粘合剂溶液漫湿,所以正极粉料分离相对容易。 (2) 分离方式对分离的影响: A、 静置法(时间长,结果差,但不毁伤资料的原有布局); B、 搅拌法;自转或自转加公转(时间短,结果佳,但有可能毁伤个体 资料的本身布局)。 1、搅拌桨对分离速率的影响。搅拌桨大致包罗蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。正常 蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对于分离难度大的资料或配料的初始阶段;球形、齿轮形用于 分离难度较低的形态,结果佳。 2、搅拌速率对分离速率的影响。正常说来搅拌速率越高,分离速率越快,但对资料本身结 谈判对设施的毁伤就越大。 3、浓度对分离速率的影响。凡是环境下浆料浓度越小,分离速率越快,但太稀将导致资料 的华侈和浆料沉淀的加重。 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、真空度对分离速率的影响。高真空度有益于资料裂缝和概况的气体排出,低落液体吸附 难度;资料在彻底失重或重力减小的环境下分离平均的难度将大大低落。 6、温度对分离速率的影响。适宜的温度下,浆料流动性好、易分离。太热浆料容易结皮, 太冷浆料的流动性将大打扣头。 5、镍氢电池 稀释。将浆料调解为符合的浓度,便于涂布。 (二)、负极配料道理(大致与正极配料道理不异) 1、 原料的理化机能。 (1) 石墨:非极性物质,易被非极性物质污染,易在非极性物质平分离;不易吸水,也不 易在程度分离。 被污染的石墨, 在程度分离后, 容易从头团圆。 正常粒径 D50 为 20μm 摆布。 颗粒外形多样且多犯警则,次要有球形、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,插手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;拥有强烈的消泡感化;易催化粘合剂网状交链,提高粘结强度。 乙醇:弱极性物质,插手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 有强烈的消泡感化;易催化粘合剂线性交链,提高粘结强度(异丙醇和乙醇的感化从素质上 讲是一样的,多量量出产时可思量本钱要素然后取舍增添哪种)。 (5)去离子水(或蒸馏水):稀释剂,酌量增添,转变浆料的流动性。 2、 原料的预处置: (1) 石墨:A、使原料平均化,提高分歧性。B、300~400℃常压烘烤,除去概况油 性物质,提高与水性粘合剂的相容威力,修圆石墨概况棱角(有些资料为连结概况特征,不 答应烘烤,不然效能低落)。 (2) 水性粘合剂:恰当稀释,提高分离威力。 3、 掺和、漫湿和分离: (1) 石墨与粘合剂溶液极性分歧,不易分离。 (2) 可先用醇水溶液将石墨开端润湿,再与粘合剂溶液夹杂。 (3) 应恰当低落搅拌浓度,提高分离性。 (4) 分离历程为削减极性物与非极性物距离,提高势能或概况能,所认为吸热反映,搅拌 时总体温度有所降落。如前提答应该当恰当升高搅拌温度,使吸热变得容易,同时提高流动 性,低落分离难度。 (5) 搅拌历程如插手真空脱气历程,解除气体,推进固-液吸附,结果更佳。 (6) 分离道理、分离方式同正极配猜中的有关内容,在三、(一)、4 中有细致阐述,在 此不予细致注释。 4、 稀释。将浆料调解为符合的浓度,便于涂布。 事情道理 3。1 充电历程 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”隔阂上曲盘迂回的小洞,“泅水”达到负极,与早就跑 过来的电子连系在一路。 正极上产生的反映为 LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子) 负极上产生的反映为 6C+XLi++Xe=====LixC6 3。2 电池放电历程 放电有恒放逐电和恒阻放电, 恒放逐电实在是在外电路加一个能够随电压变迁而变迁的可变 电阻,恒阻放电的本色都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。由此可知,只需负极上的 电子不克不迭从负极跑到正极,电池就不会放电。电子和 Li+都是同时步履的,标的目的不异但路不 同,放电时,电子从负极颠末电子导体跑到正极,锂离子 Li+从负极“跳进”电解液里, “爬 过”隔阂上曲盘迂回的小洞,“泅水”达到正极,与早就跑过来的电子连系在一路。 二、 工艺流程 三、 电池不良项目及成因: 1。容量低 发生缘由: a。 附料量偏少; b。 极片两面附料量相差较大; c。 极片段裂; 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。 隔阂孔隙率小; h。 胶粘剂老化→附料零落; i。卷芯超厚(未烘干或电解液未渗入) j。 分容时未充满电; k。 正负极资料比容量小。 2。内阻高 发生缘由: 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。 电池已经产生短路; i。 隔阂纸孔隙率小。 3。电压低 发生缘由: a。 副反映(电解液分化;正极有杂质;有水); b。 未化成好(SEI 膜未构成平安); c。 客户的线路板泄电(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。 负极发生枝晶。 4。超厚 发生超厚的缘由有以下几点! a。 焊缝漏气; b。 电解液分化; 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;隔阂太厚)。 5。成因有以下几点 a。 未化成好(SEI 膜不完备、致密); b。 烘烤温渡过高→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。 电解液分化,电导率低落。 6。爆炸 a。 分容柜有毛病(形成过充); b。 隔阂闭合效应差; c。 内部短路 7。短路 a。 料尘; b。 装壳时装破; c。 尺刮(小隔阂纸太小或未垫好); d。 卷绕不齐; e。 没包好; f。 隔阂有洞; g。 毛刺 8。断路 a) 极耳与铆钉未焊好,或者无效焊点面积小; b) 毗连片段裂(毗连片太短或与极片点焊时焊得太靠下) 1、 根基事情道理 1)、正极反映: LiCoO2 ===== Li1-xCoO2 + x Li+ + xe2)、负极反映: 6C + x Li+ + xe- ===== LixC6 3)、电池反映:LiCoO2 + 6C ====== Li1-xCoO2 + LixC6 4)、电池的电动势: (1)、界说:在没有电流的环境下,电池正、负极两头的电位差。 (2)、影响要素:由电极资料决定,不受其它任何辅助资料影响。 2、 电压特征 1)、开路电压:用电压表间接丈量的正、负极两头的电压。 E = V – I R 2)、事情电压范畴:2。75 ~ 4。2 volt。 3)、额定电压:3。6 volt。 4)、均匀事情电压! 3。72 volt。 5)、影响电压特征的根基要素 (1)、电极资料;(2)、电极配方;(3)、电池设想; 4、 事情电流: 1)、电极的极化:因为电池电极上有电畅通过,导致电极电位偏离均衡形态。 a、欧姆极化:电池资料的电阻影响。 b、电化学极化:得失电子的难易,导致电极电位偏离均衡形态。 c、浓差极化:因为离子迁徙速率慢,导致电极电位偏离均衡形态。 2)、极化与电流的关系:ie ir ic 2)、事情电流简直定: 《 ic; 2-3 mA/cm2; 3》、影响事情电流的要素 (1)、电极配方,导电资料机能、用量、粘合剂用量。 (2)、极片的面积; (3)、极片压实密度; (4)、钝化膜的厚度; A。锂动力电池的次要形成 (1) 电池盖 (2) 正极----活性物质为氧化钴锂 (3) 隔阂----一种特殊的复合膜 (4) 负极----活性物质为碳 (5) 无机电解液 (6) 电池壳 B。 锂动力电池的优胜机能 咱们经常说的锂离子电池的优胜性是针对付保守的镉镍电池(Ni/cd)和氢镍电池(Ni/c d)来讲的。那么,锂离子电池事实幸亏哪里呢? (1)事情电压高 (2)比能量大 (3)轮回寿命长 (4)自放电率低 (5)无 回忆效应(6)无污染 C。锂动力电池的拆卸历程 锂动力电池的工艺及手艺要求很是严酷、 庞大, 这里只能简略引见一下此中的几个次要工 序。 (1) 制浆 用特地的溶剂和粘贴剂别离与粉末状的正负极活性物质夹杂, 经高速搅拌平均后, 制成 浆状的正负极物质。 (2) 涂膜 将制成的浆料平均地涂覆在金属箔的概况,烘干,别离制成正极极片和负极极片。 (3) 拆卸 按正极片-隔阂-负极片-隔阂自上而下的挨次放好, 经卷绕制成电池极芯, 再经注入电 解液、封口等工艺历程,即完成电池的拆卸历程,制成制品电池。 (4) 化成 用公用的电池充放电设施对制品电池进行充放电测试, 对每一只电池都进行检测, 筛选出 及格的制品电池,待出厂。 D。锂动力电池的平安特征 锂动力电池已很是普各处使用于人们的一样平常糊口中, 所以它的平安机能绝对该当是锂离子 电池的第一项查核目标。 对付锂动力电池平安机能的查核目标, 国际上划定了很是严酷的标 准,一只及格的锂离子电池在平安机能上该当餍足以下前提。 (1) 短路:不动怒,不爆炸; (2) 过充电:不动怒,不爆炸 (3) 热箱试验:不动怒,不爆炸(150℃恒温 10min) (4) 针刺:不爆炸(用直径3mm 钉穿透电池) (5) 平板打击:不动怒,不爆炸(10kg 重物自1米高处砸向电池) (6) 点火:不爆炸(煤气火焰烧烤电池)摩杰注册
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