锂离子电池原理及工艺流程

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
 
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）