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隨著鋰電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，鋰電池的應(yīng)用場(chǎng)景不斷擴(kuò)大，成為人們生活和工作中不可或缺的能源設(shè)備。說(shuō)到鋰電池定制廠家的生產(chǎn)工藝，鋰電池生產(chǎn)工藝主要包括：配料、涂布、成片、制備、卷繞、脫殼、軋制、烘烤、注液、焊接等。下面介紹鋰電池生產(chǎn)工藝的要點(diǎn)。鋰電池正極由活性材料、導(dǎo)電劑、粘合劑等組成。首先，對(duì)原材料進(jìn)行確認(rèn)和烘烤。一般來(lái)說(shuō)，導(dǎo)電劑需要在 ≈120℃ 下烘焙 8 小時(shí)，粘合劑 PVDF 需要在 ≈80℃ 下烘焙 8 小時(shí)?；钚圆牧希↙FP、NCM 等）是否需要烘烤和干燥取決于原材料的狀態(tài)。目前，一般的鋰電池車間要求溫度≤40℃，濕度≤25%RH。干燥完成后，需要提前配制 PVDF 膠水（PVDF 溶劑、NMP 溶液）。PVDF 膠的質(zhì)量對(duì)電池的內(nèi)阻和電氣性能至關(guān)重要，影響涂膠的因素包括溫度和攪拌速度。溫度越高，膠水變黃會(huì)影響粘合力。如果攪拌速度過(guò)快，則容易損壞膠水。具體的轉(zhuǎn)速取決于分散盤的大小。一般來(lái)說(shuō)，分散盤的線速度為 10-15m/s（與設(shè)備有關(guān)）。此時(shí)要求攪拌罐開(kāi)啟循環(huán)水，溫度應(yīng)≤30℃。
分批加入正極漿料。此時(shí)需要注意添加材料的順序。先加入活性材料和導(dǎo)電劑，慢慢攪拌，然后加入膠水。加料時(shí)間和加料比例也必須根據(jù)鋰電池生產(chǎn)工藝嚴(yán)格執(zhí)行。其次，要嚴(yán)格控制設(shè)備的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)速度。一般來(lái)說(shuō)，分散線速度應(yīng)在 17m/s 以上。這取決于設(shè)備的性能。不同的生產(chǎn)廠家差別很大。還要控制好攪拌的真空度和溫度。在此階段，需要定期檢測(cè)漿料的粒度和粘度，粒度和粘度與固體含量、材料特性、進(jìn)料順序和鋰電池制造工藝密切相關(guān)。此時(shí)，常規(guī)工藝要求溫度≤30℃，濕度≤25%RH，真空度≤-0.085mpa。將漿料轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移槽或涂裝車間。漿料轉(zhuǎn)出后，需要進(jìn)行篩分。目的是過(guò)濾大顆粒、沉淀和去除鐵磁性及其他物質(zhì)。大顆粒會(huì)影響涂層，可能導(dǎo)致電池過(guò)度自放電或短路風(fēng)險(xiǎn)；漿料中鐵磁性物質(zhì)過(guò)多可能導(dǎo)致電池過(guò)度自放電和其他缺陷。該鋰電池生產(chǎn)工藝的工藝要求為：溫度≤40℃，濕度≤25%RH，篩網(wǎng)目數(shù)≤100 目，粒度≤15um。鋰電池負(fù)極由活性材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和分散劑組成。首先，確認(rèn)原材料。傳統(tǒng)的負(fù)極系統(tǒng)是水基混合工藝（溶劑為去離子水），因此對(duì)原材料沒(méi)有特殊的干燥要求。該鋰電池生產(chǎn)工藝要求去離子水的電導(dǎo)率≤1us/cm。車間要求：溫度≤40℃，濕度≤25%RH。配制膠水。原材料確定后，首先要配制膠水（由 CMC 和水組成）。此時(shí)，將石墨 C 和導(dǎo)電劑倒入攪拌機(jī)中進(jìn)行干混。建議不要抽真空和開(kāi)循環(huán)水，因?yàn)楦苫鞎r(shí)顆粒擠壓摩擦和發(fā)熱嚴(yán)重。轉(zhuǎn)速為低速 15~20rpm，刮研周期為 2-3 次，間隔時(shí)間≈15min。將膠液倒入攪拌機(jī)，開(kāi)始抽真空（≤-0.09mpa）。以 15~20rpm 的低速刮膠循環(huán) 2 次，然后調(diào)整轉(zhuǎn)速（低速 35rpm，高速 1200~1500rpm），根據(jù)各廠家的濕法工藝，運(yùn)行 15min~60min 左右。最后，將 SBR 倒入攪拌機(jī)中。建議低速攪拌，因?yàn)?SBR 是長(zhǎng)鏈聚合物。如果長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)速過(guò)快，分子鏈容易斷裂，失去活性。建議低速 35-40rpm，高速 1200-1800rpm，攪拌 10-20 分鐘。測(cè)試粘度（2000~4000 mPa.s）、粒度（35um≤）、固含量（40-70%）、真空度和篩網(wǎng)（≤100 目）。具體工藝值會(huì)因材料的物理性質(zhì)和混合工藝而異。車間要求溫度≤30℃，濕度≤25%RH。該鋰電池制造工藝是指將正極漿料擠壓或噴涂在鋁質(zhì)集流體的AB面上，單面密度≈20~40 mg/cm2（三元鋰電池型），涂布爐溫度一般在4~8節(jié)以上，各段烘烤溫度根據(jù)實(shí)際需要在95℃~120℃之間調(diào)整，避免烘烤開(kāi)裂時(shí)產(chǎn)生橫向裂紋和溶劑滴漏。轉(zhuǎn)印涂布輥速比為 1.1-1.2，間隙位置減薄 20-30um，以避免在電池循環(huán)過(guò)程中，由于拖尾導(dǎo)致標(biāo)簽位置過(guò)度壓實(shí)，從而導(dǎo)致鋰析出。涂層水分≤2000-3000ppm（取決于材料和工藝）。車間正極溫度≤30℃，濕度≤25%。原理圖如下：
這種鋰電池制造工藝是指在銅集流器的 AB 表面擠壓或噴涂負(fù)極漿料。單面密度≈ 10~15 mg/cm2。涂布爐溫度一般為 4-8 段（或更多），每段烘烤溫度為 80℃~105℃，根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整，以避免出現(xiàn)烘烤裂紋和橫向裂紋。轉(zhuǎn)移輥速比為 1.2-1.3，間隙減薄 10-15um，涂料濃度≤3000ppm，車間負(fù)極溫度≤30℃，濕度≤25%。正極涂層干燥后，需要在工藝時(shí)間內(nèi)對(duì)準(zhǔn)滾筒。滾筒用于壓實(shí)電極片（單位體積內(nèi)敷料的質(zhì)量）。目前，鋰電池制造工藝中有兩種正極壓片方法：熱壓和冷壓。與冷壓相比，熱壓的壓實(shí)度更高，回彈率更低。但冷壓工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，易于操作和控制。輥筒的主要設(shè)備是實(shí)現(xiàn)以下工藝值、壓實(shí)密度、回彈率和伸長(zhǎng)率。同時(shí)需要注意的是，桿片表面不允許有脆屑、硬塊、掉料、波浪邊等，縫隙中不允許有斷裂。此時(shí)，車間環(huán)境溫度：≤23℃，濕度：≤25%。
3.常用壓實(shí)：
回彈率：一般回彈 2-3 μm
伸長(zhǎng)率：正極片一般≈1.002
正極卷完成后，下一步是將整個(gè)極片分成寬度相同的小條（與電池的高度相對(duì)應(yīng)）。分條時(shí)要注意極片的毛刺。有必要借助二維設(shè)備全面檢查極片 X 和 Y 方向的毛刺。縱向毛刺長(zhǎng)度工藝 Y≤1/2 H 膜片厚度。車間環(huán)境溫度應(yīng)≤23℃，露點(diǎn)應(yīng)≤-30℃。鋰電池負(fù)極薄片的制造工藝與正極相同，但工藝設(shè)計(jì)不同。車間環(huán)境溫度應(yīng)≤23℃，濕度應(yīng)≤25%。
鋰電池正極剝離的生產(chǎn)工藝與正極剝離工藝類似，都需要控制X、Y方向的毛刺。車間環(huán)境溫度應(yīng)≤23℃，露點(diǎn)應(yīng)≤-30℃。剝離完成后，需要對(duì)正極片進(jìn)行干燥（120°C），然后焊接鋁片并封裝鋁片。在此過(guò)程中，需要考慮極耳長(zhǎng)度和成型寬度。以**650 設(shè)計(jì)（如 18650 電池）為例，極耳外露的設(shè)計(jì)主要是考慮到蓋帽和滾槽焊接時(shí)陰極極耳的合理配合。如果極耳外露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在滾槽過(guò)程中極耳與鋼殼之間容易發(fā)生短路。如果極耳太短，則無(wú)法焊接蓋帽。目前，超聲波焊頭有線形和點(diǎn)形兩種，國(guó)內(nèi)工藝出于過(guò)電流和焊接強(qiáng)度的考慮，多采用線形焊頭。此外，采用高溫膠水覆蓋焊片，主要是為了避免金屬毛刺和金屬碎屑造成的短路風(fēng)險(xiǎn)。車間環(huán)境溫度應(yīng)≤23℃，露點(diǎn)應(yīng)≤-30℃，陰極含水量應(yīng)≤500-1000ppm。
負(fù)極板需要干燥（105-110°C），然后焊接鎳片并封裝鎳片。還需要考慮焊片長(zhǎng)度和成型寬度。該車間的環(huán)境溫度應(yīng)≤23℃，露點(diǎn)應(yīng)≤-30℃，負(fù)極的含水量應(yīng)≤500-1000ppm。卷繞是將隔板、正極片和負(fù)極片通過(guò)卷繞機(jī)卷繞成一個(gè)鐵芯。其原理是用負(fù)極包裹正極，然后通過(guò)分離器將正負(fù)極分開(kāi)。由于傳統(tǒng)系統(tǒng)的負(fù)極是電池設(shè)計(jì)的控制電極，因此容量設(shè)計(jì)要高于正極，這樣在化成充電時(shí)，正極的 Li+ 可以儲(chǔ)存在負(fù)極的 "空缺 "處。卷繞時(shí)需要特別注意卷繞張力和極片排列。繞組張力過(guò)小會(huì)影響內(nèi)阻和外殼插入率。而過(guò)大的張力則可能導(dǎo)致短路或碎裂的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)齊是指負(fù)極、正極和隔膜的相對(duì)位置。負(fù)極的寬度為 59.5 毫米，正極為 58 毫米，分離器為 61 毫米。三者在播放時(shí)對(duì)齊，以避免短路風(fēng)險(xiǎn)。繞組張力一般在正極張力 0.08-0.15Mpa 之間，負(fù)極張力 0.08-0.15Mpa 之間，上隔膜張力 0.08-0.15Mpa 之間，下隔膜張力 0.08-0.15Mpa 之間。具體調(diào)整視設(shè)備和工藝而定。本車間環(huán)境溫度≤23℃，露點(diǎn)≤-30℃，含水量≤500-1000ppm。
電芯裝入外殼前，需要進(jìn)行 200~500V 的 Hi-Pot 試驗(yàn)（測(cè)試高壓電池是否短路），同時(shí)還需要進(jìn)行吸塵處理，以進(jìn)一步控制裝入外殼前的灰塵。鋰電池的三大控制點(diǎn)是水分、毛刺和灰塵。前一道工序完成后，將下墊片插入電芯底部，并彎曲正極片，使片面朝向電芯繞線針孔，最后垂直插入鋼殼或鋁殼。以 18650 型為例，外徑≈18mm+ 高度≈71.5mm。當(dāng)卷繞磁芯的橫截面積小于鋼殼的內(nèi)橫截面積時(shí)，鋼殼插入率約為 97% 至 98.5%。因?yàn)楸仨毧紤]極片的回彈值和后期注入時(shí)的液體滲透程度。與表面墊層相同的工序還有頂部墊層的組裝。該車間的環(huán)境溫度應(yīng)≤23℃，露點(diǎn)應(yīng)≤-40℃。
將焊針（通常由銅或合金制成）插入焊芯中間。常用焊針為Φ2.5*1.6mm，負(fù)極片焊接強(qiáng)度應(yīng)≥12N 為合格。過(guò)低容易造成虛焊，內(nèi)阻過(guò)大。過(guò)高則容易焊掉鋼殼表面的鎳層，產(chǎn)生焊點(diǎn)，導(dǎo)致生銹、漏液等隱患。滾槽的簡(jiǎn)單理解就是將卷繞的電芯固定在外殼上，不晃動(dòng)。在這一鋰電池制造過(guò)程中，要特別注意橫向擠壓速度和縱向壓制速度的匹配，避免橫向速度過(guò)高切割外殼，縱向速度過(guò)快槽口鎳層脫落或影響槽口高度影響密封。有必要檢查溝槽深度、擴(kuò)展和溝槽高度的工藝值是否符合標(biāo)準(zhǔn)（通過(guò)實(shí)際和理論計(jì)算）。常見(jiàn)的滾刀規(guī)格有 1.0、1.2 和 1.5 毫米。滾槽完成后，需要再次對(duì)整機(jī)進(jìn)行抽真空，以避免金屬碎屑。真空度應(yīng)≤-0.065Mpa，抽真空時(shí)間為 1~2s。本車間環(huán)境溫度要求≤23℃，露點(diǎn)≤-40℃。圓柱形電池片經(jīng)過(guò)軋制和開(kāi)槽后，下一道鋰電池生產(chǎn)工序非常重要：烘烤。在電池芯的生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)引入一定量的水分。如果不能及時(shí)將水分控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，將會(huì)嚴(yán)重影響電池的性能和安全性。一般情況下，采用自動(dòng)真空烘箱進(jìn)行烘烤。將待烘烤的電池片擺放整齊，將干燥劑放入烘箱中，設(shè)置好參數(shù)，將溫度升至 85℃（以磷酸鐵鋰電池為例）。以下是幾種不同規(guī)格電池片的烘烤標(biāo)準(zhǔn)：
該鋰電池制造流程是對(duì)烘焙好的電池芯進(jìn)行濕度測(cè)試。只有在達(dá)到之前的烘焙標(biāo)準(zhǔn)后，才能進(jìn)入下一步：注入電解液。快速將烘烤好的電芯放入真空手套箱中，稱重并記錄重量，戴上注液杯，將設(shè)計(jì)重量的電解液加入杯中（一般會(huì)進(jìn)行浸液電池測(cè)試：將電池放入杯中）。將電芯放入電解液中，浸泡一段時(shí)間，測(cè)試電池最大吸液能力（一般按實(shí)驗(yàn)體積注液），放入真空箱抽真空（真空度≤-0.09Mpa），加速電解液向電極滲透。循環(huán)幾次后，取出電池片并稱重。計(jì)算注入量是否符合設(shè)計(jì)值。如果少了，則需要補(bǔ)充。如果多了，只需倒掉多余的部分，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求。手套箱環(huán)境要求溫度≤23℃，露點(diǎn)≤-45℃。
在此鋰電池制造過(guò)程中，應(yīng)事先將電池蓋放入手套箱中，一手將電池蓋固定在超級(jí)焊接機(jī)的下模上，另一只手握住電池芯。將電池芯的正極接線片與蓋子的端子接線片對(duì)齊。確認(rèn)正極接線片與蓋形端子接線片對(duì)齊后，踩下超聲波焊接機(jī)。然后踩下焊接機(jī)的腳踏開(kāi)關(guān)。之后，應(yīng)對(duì)電池單元進(jìn)行全面檢查，以檢查焊片的焊接效果。輕輕拉動(dòng)焊片，看其是否松動(dòng)。資料來(lái)源：https://www.takomabattery.com/lithium-battery-manufacturing-process/
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