充電機充電鋰電池生產技術問題該如何解決？
2018-7-18 12:20:59??????點擊：
一、充電機充電鋰離子蓄電池制片過程掉粉的分析與討論
極片掉粉目前鈷酸鋰的生產工藝，基本上不會掉粉，掉粉的可能性在生產過程中影響的因素有：
配方比例不當，如粘接劑太少，容劑少致使攪拌不均勻。
粘接劑烘烤溫度過高，使粘接劑結構受到破壞。
漿料攪拌時間不夠，沒有完全攪拌開，
涂布時溫度太低，極片未烘干。
涂布量不均勻，厚度差異太大。
極片在輥壓前未烘烤，在空氣中大量吸收水份。
輥壓時壓力過大，使極粉與集流體剝離。
輥壓時極片的放送方式不對，造成極片受力不均。
二、充電機充電電池不良項目及成因
1.容量低
產生原因：
a. 附料量偏少；
b. 極片兩面附料量相差較大；
c. 極片斷裂；
d. 電解液少；
e. 電解液電導率低；
f. 正極與負極配片未配好；
g. 隔膜孔隙率小；
h. 膠粘劑老化→附料脫落；
i.卷芯超厚（未烘干或電解液未滲透）；
j. 分容時未充滿電；
k. 正負極材料比容量小。
2.內阻高
產生原因：
a. 負極片與極耳虛焊；
b. 正極片與極耳虛焊；
c. 正極耳與蓋帽虛焊；
d. 負極耳與殼虛焊;
e. 鉚釘與壓板接觸內阻大；
f. 正極未加導電劑；
g. 電解液沒有鋰鹽；
h. 充電機充電電池曾經發生短路；
i. 隔膜紙孔隙率小。
3.電壓低
產生原因：
a. 副反應（電解液分解；正極有雜質；有水）；
b. 未化成好（SEI膜未形成安全）；
c. 客戶的線路板漏電（指客戶加工后送回的電芯）；
d. 客戶未按要求點焊（客戶加工后的電芯）；
e. 毛刺；
f. 微短路；
g. 負極產生枝晶。
4.超厚
產生超厚的原因有以下幾點:
a. 焊縫漏氣;
b. 電解液分解;
c. 未烘干水分;
d. 蓋帽密封性差;
e. 殼壁太厚;
f. 殼太厚;
g. 卷芯太厚(附料太多；極片未壓實；隔膜太厚)。
5.成因有以下幾點
a. 未化成好（SEI膜不完整、致密）；
b. 烘烤溫度過高→粘合劑老化→脫料；
c. 負極比容量低；
d. 正極附料多而負極附料少；
e. 蓋帽漏氣，焊縫漏氣；
f. 電解液分解，電導率降低。
6.爆炸
a. 分容柜有故障（造成過充）；
b. 隔膜閉合效應差;
c. 內部短路
7.短路
a. 料塵；
b. 裝殼時裝破；
c. 尺刮（小隔膜紙太小或未墊好）;
d. 卷繞不齊；
e. 沒包好；
f. 隔膜有洞;
g. 毛刺
8.斷路
a.極耳與鉚釘未焊好，或者有效焊點面積?。?br /> b.連接片斷裂（連接片太短或與極片點焊時焊得太靠下）
三、充電機充電鋰離子蓄電池的安全特性
充電機充電鋰離子蓄電池已非常廣泛的應用于人們的日常生活中，所以它的安全性能絕對應該是充電機充電鋰離子蓄電池的第一項考核指標。對于充電機充電鋰離子蓄電池安全性能的考核指標，國際上規定了非常嚴格的標準，一只合格的充電機充電鋰離子蓄電池在安全性能上應該滿足一下條件。
1）短路：不起火，不爆炸；
2）過充電：不起火，不爆炸；
3）熱箱試驗：不起火，不爆炸（150℃恒溫10min）
4）針刺：不爆炸（用Φ3mm釘穿透充電機充電電池）；
5）平板沖擊：不起火，不爆炸；（10kg重物自1米高處砸向充電機充電電池）；
6）焚燒：不爆炸（煤氣火焰燒考充電機充電電池）
為了確保充電機充電鋰離子蓄電池安全可靠的使用，專家們進行了非常嚴格、周密的充電機充電電池安全設計，以達到充電機充電電池安全考核指標。
1）隔膜135℃自動關斷保護：采用國際先進的Celgard2300PE-PP-PE三層復合膜。在充電機充電電池升溫達到120℃的情況下，復合膜兩側的PE膜孔閉合，充電機充電電池內阻增大，充電機充電電池內部形成大面積斷路，充電機充電電池不再升溫。
2）充電機充電電池蓋復合結構：充電機充電電池蓋采用刻痕防爆結構，當充電機充電電池升溫，壓力達到一定程度刻痕破裂、放氣。
3）各種環境濫用試驗：進行各項濫用試驗，如外部短路、過充、針刺、平板沖擊、焚燒等，考察充電機充電電池的安全性能。同時對充電機充電電池進行溫度沖擊試驗和振動、跌落、沖擊等力學性能試驗，考察充電機充電電池在實際使用環境下的性能情況。
四、充電機充電鋰離子蓄電池保護線路(PCM)
充電機充電鋰離子蓄電池至少需要三重保護-----過充電保護,過放電保護,短路保護,那么就應而產生了其保護線路,那么這個保護線路針對以上三個保護要求而言:
過充電保護: 過充電保護 IC 的原理為：當外部充電器對充電機充電鋰電池充電時，為防止因溫度上升所導致的內壓上升，需終止充電狀態。此時，保護 IC 需檢測充電機充電電池電壓，當到達 4.25V 時（假設充電機充電電池過充點為 4.25V）即啟動過度充電保護，將功率 MOS 由開轉為切斷，進而截止充電。
過放電保護: 過放電保護 IC 原理：為了防止充電機充電鋰電池的過放電，假設充電機充電鋰電池接上負載，當充電機充電鋰電池電壓低于其過放電電壓檢測點（假定為 2.5V）時將啟動過放電保護，使功率 MOSFET 由開轉變為切斷而截止放電，以避免充電機充電電池過放電現象產生，并將充電機充電電池保持在低靜態電流的待機模式，此時的電流僅 0.1uA。當充電機充電鋰電池接上充電器，且此時充電機充電鋰電池電壓高于過度放電電壓時，過度放電保護功能方可解除。另外，考慮到脈沖放電的情況，過放電檢測電路設有延遲時間。
五、充電機充電鋰離子蓄電池低容原因分析
1、壓實密度大；
2、極片附粉少；
3、斷片；
4、電解液量少；
5、化成不完全；
6、檢測容量充放電不完全；
7、潮濕度高（吸水）；
8、充電機充電電池儲存久；
9、材料的比容量低；
10、極片虛焊,極耳虛焊；
11、制成過程中的環境控制如.溫度、濕度、**........
12、完善中.........
六、電芯膨脹原因及控制
鋰離子電芯在制造和使用過程中往往會有腫脹現象，經過分析與研究，發現主要有以下兩方面原因：
1、鋰離子嵌入帶來的厚度變化
電芯充電時鋰離子從正極脫出嵌入負極，引起負極層間距增大，而出現膨脹，一般而言，電芯越厚，其膨脹量越大。
2． 工藝控制不力引起的膨脹
在制造過程中，如漿料分散、C/A比離散性、溫度控制都會直接影響電芯電芯的膨脹程度。特別是水，因為充電形成的高活性鋰碳化合物對水非常敏感，從而發生激烈的化學反應。反應產生的氣體造成電芯內壓升高，增加了電芯的膨脹行為。所以在生產中，除了應對極板嚴格除濕外，在注液過程中更應采用除濕設備，保證空氣的干燥度為HR2%，**（大氣中的濕空氣由于溫度下降,使所含的水蒸氣達到飽和狀態而開始凝結時的溫度）小于-40℃。在非常干燥的條件下，并采取真空注液，極大地降低了極板和電解液的吸水機率。
七、充電機充電鋰離子蓄電池正、負極活性材內為何要加VGCF碳管?
1、不管正或負極活性材都會有膨脹收縮的問題，一般負極碳材有20％膨脹收縮率，而像LFP正極材料有6％膨脹收收率。當多次充放電中，其正、負活性材顆粒與顆粒之間接觸少、間隙加大，甚至有些脫離集電極，導致電子與離子傳輸路徑斷續不連續相，成為死的活性材，不再參與電極反應。因此循環使用壽命下降。VGCF碳管有很大的長徑比，即使正、負活性材膨脹收縮后，其活性材顆粒間之間隙，可藉由VGCF碳管架橋連接，電子與離子傳輸不會間斷。
2、由于VGCF碳管微結構是中空多管壁，可以讓正、負電極吸納更多的電解液，使得鋰離子可以順利快速嵌入或脫嵌，因此，有利于高倍率充放電。
3. VGCF是高強度纖維狀長徑比大之材料，可增加電極板的可撓性，正極或負極活性材顆粒間之黏接力或與極板間之黏接力更強，不會因撓曲而龜裂掉粉。
4.VGCF本質是高導電高導熱特性，正極活性材其導電性都不好，添加VGCF以提高正極活性材的導電性，也提高正極或負極的導熱系數，利于散熱。
八、解剖充電機充電電池時遇到些情況,下面羅列出來,不知道各位前輩對這些情況有何見解.
1.明明很容易斷的正極片注液以后卻變得柔軟.?
2.正極片出現褶皺現象(內層)?
3.剛拆出來的負極片邊緣和內層會是暗紫色,和極片中間部分顏色不一樣.(中間是金黃色)?
4.為什么每次拆開的負極片頭部(第一小片)會有很多白色物質,是不是鋰,為什么在那里這么多.
5.為什么短路以后正極片上面有銅,是不是負極的銅被電解過來.而且為什么是在正極頭部吸銅最多.
6.負極耳發黑,是不是短路現象.(大電流通過的遺跡)或者是負極石墨溶解?
7.觀察正極料過量,是不是在負極片上滴水,看是否燃火.
第一:極片充放電后已經反彈,肯定變軟,通俗點,沒那么死了.里面松了;
第二:那個是正常的~前面幾圈卷饒時貼近卷針,肯定有折痕...除非你用非常厚的針,呵呵,這個不可能哦
第三:沒充電灰色,半充暗紫色,滿充金黃,那種情況自己想,提示:浸潤程度;
第四:負極片頭部(第一小片)會有很多白色物質,其他地方要是沒有,就是你設計問題,是析鋰;
第五:這個問題不清楚,不知道你那什么情況,是不是反充了,是整體還是部分,也有可能短路..
第六:負極耳發黑,看情況了，一般是短路,
第七:滴水誰給你教的?沒聽過;正極料過量,負極很明顯的,當然你要排除外因;
補充幾點:
1.隔膜局部發黃或有黑點,是否曾經大電流通過,擊穿隔膜.短路造成,可能是粉塵,也可能是你隔膜本來有孔,當然也有材料方面的可能;
2.在充電機充電電池外包裝時,點焊鉚釘時電流不穩定或電流過大會使外露負極耳旁的隔膜燒壞,但高溫膠是否會被燒掉.
這個還沒見過,一般點焊是瞬間的,能量大到可以燒化里面的隔膜還真沒見過,高溫膠只是奈溫高點,你要是有個1000度一樣完蛋,爆炸的充電機充電電池你可以看看,高溫膠紙也成灰了。
極片掉粉目前鈷酸鋰的生產工藝，基本上不會掉粉，掉粉的可能性在生產過程中影響的因素有：
配方比例不當，如粘接劑太少，容劑少致使攪拌不均勻。
粘接劑烘烤溫度過高，使粘接劑結構受到破壞。
漿料攪拌時間不夠，沒有完全攪拌開，
涂布時溫度太低，極片未烘干。
涂布量不均勻，厚度差異太大。
極片在輥壓前未烘烤，在空氣中大量吸收水份。
輥壓時壓力過大，使極粉與集流體剝離。
輥壓時極片的放送方式不對，造成極片受力不均。
二、充電機充電電池不良項目及成因
1.容量低
產生原因：
a. 附料量偏少；
b. 極片兩面附料量相差較大；
c. 極片斷裂；
d. 電解液少；
e. 電解液電導率低；
f. 正極與負極配片未配好；
g. 隔膜孔隙率小；
h. 膠粘劑老化→附料脫落；
i.卷芯超厚（未烘干或電解液未滲透）；
j. 分容時未充滿電；
k. 正負極材料比容量小。
2.內阻高
產生原因：
a. 負極片與極耳虛焊；
b. 正極片與極耳虛焊；
c. 正極耳與蓋帽虛焊；
d. 負極耳與殼虛焊;
e. 鉚釘與壓板接觸內阻大；
f. 正極未加導電劑；
g. 電解液沒有鋰鹽；
h. 充電機充電電池曾經發生短路；
i. 隔膜紙孔隙率小。
3.電壓低
產生原因：
a. 副反應（電解液分解；正極有雜質；有水）；
b. 未化成好（SEI膜未形成安全）；
c. 客戶的線路板漏電（指客戶加工后送回的電芯）；
d. 客戶未按要求點焊（客戶加工后的電芯）；
e. 毛刺；
f. 微短路；
g. 負極產生枝晶。
4.超厚
產生超厚的原因有以下幾點:
a. 焊縫漏氣;
b. 電解液分解;
c. 未烘干水分;
d. 蓋帽密封性差;
e. 殼壁太厚;
f. 殼太厚;
g. 卷芯太厚(附料太多；極片未壓實；隔膜太厚)。
5.成因有以下幾點
a. 未化成好（SEI膜不完整、致密）；
b. 烘烤溫度過高→粘合劑老化→脫料；
c. 負極比容量低；
d. 正極附料多而負極附料少；
e. 蓋帽漏氣，焊縫漏氣；
f. 電解液分解，電導率降低。
6.爆炸
a. 分容柜有故障（造成過充）；
b. 隔膜閉合效應差;
c. 內部短路
7.短路
a. 料塵；
b. 裝殼時裝破；
c. 尺刮（小隔膜紙太小或未墊好）;
d. 卷繞不齊；
e. 沒包好；
f. 隔膜有洞;
g. 毛刺
8.斷路
a.極耳與鉚釘未焊好，或者有效焊點面積?。?br /> b.連接片斷裂（連接片太短或與極片點焊時焊得太靠下）
三、充電機充電鋰離子蓄電池的安全特性
充電機充電鋰離子蓄電池已非常廣泛的應用于人們的日常生活中，所以它的安全性能絕對應該是充電機充電鋰離子蓄電池的第一項考核指標。對于充電機充電鋰離子蓄電池安全性能的考核指標，國際上規定了非常嚴格的標準，一只合格的充電機充電鋰離子蓄電池在安全性能上應該滿足一下條件。
1）短路：不起火，不爆炸；
2）過充電：不起火，不爆炸；
3）熱箱試驗：不起火，不爆炸（150℃恒溫10min）
4）針刺：不爆炸（用Φ3mm釘穿透充電機充電電池）；
5）平板沖擊：不起火，不爆炸；（10kg重物自1米高處砸向充電機充電電池）；
6）焚燒：不爆炸（煤氣火焰燒考充電機充電電池）
為了確保充電機充電鋰離子蓄電池安全可靠的使用，專家們進行了非常嚴格、周密的充電機充電電池安全設計，以達到充電機充電電池安全考核指標。
1）隔膜135℃自動關斷保護：采用國際先進的Celgard2300PE-PP-PE三層復合膜。在充電機充電電池升溫達到120℃的情況下，復合膜兩側的PE膜孔閉合，充電機充電電池內阻增大，充電機充電電池內部形成大面積斷路，充電機充電電池不再升溫。
2）充電機充電電池蓋復合結構：充電機充電電池蓋采用刻痕防爆結構，當充電機充電電池升溫，壓力達到一定程度刻痕破裂、放氣。
3）各種環境濫用試驗：進行各項濫用試驗，如外部短路、過充、針刺、平板沖擊、焚燒等，考察充電機充電電池的安全性能。同時對充電機充電電池進行溫度沖擊試驗和振動、跌落、沖擊等力學性能試驗，考察充電機充電電池在實際使用環境下的性能情況。
四、充電機充電鋰離子蓄電池保護線路(PCM)
充電機充電鋰離子蓄電池至少需要三重保護-----過充電保護,過放電保護,短路保護,那么就應而產生了其保護線路,那么這個保護線路針對以上三個保護要求而言:
過充電保護: 過充電保護 IC 的原理為：當外部充電器對充電機充電鋰電池充電時，為防止因溫度上升所導致的內壓上升，需終止充電狀態。此時，保護 IC 需檢測充電機充電電池電壓，當到達 4.25V 時（假設充電機充電電池過充點為 4.25V）即啟動過度充電保護，將功率 MOS 由開轉為切斷，進而截止充電。
過放電保護: 過放電保護 IC 原理：為了防止充電機充電鋰電池的過放電，假設充電機充電鋰電池接上負載，當充電機充電鋰電池電壓低于其過放電電壓檢測點（假定為 2.5V）時將啟動過放電保護，使功率 MOSFET 由開轉變為切斷而截止放電，以避免充電機充電電池過放電現象產生，并將充電機充電電池保持在低靜態電流的待機模式，此時的電流僅 0.1uA。當充電機充電鋰電池接上充電器，且此時充電機充電鋰電池電壓高于過度放電電壓時，過度放電保護功能方可解除。另外，考慮到脈沖放電的情況，過放電檢測電路設有延遲時間。
五、充電機充電鋰離子蓄電池低容原因分析
1、壓實密度大；
2、極片附粉少；
3、斷片；
4、電解液量少；
5、化成不完全；
6、檢測容量充放電不完全；
7、潮濕度高（吸水）；
8、充電機充電電池儲存久；
9、材料的比容量低；
10、極片虛焊,極耳虛焊；
11、制成過程中的環境控制如.溫度、濕度、**........
12、完善中.........
六、電芯膨脹原因及控制
鋰離子電芯在制造和使用過程中往往會有腫脹現象，經過分析與研究，發現主要有以下兩方面原因：
1、鋰離子嵌入帶來的厚度變化
電芯充電時鋰離子從正極脫出嵌入負極，引起負極層間距增大，而出現膨脹，一般而言，電芯越厚，其膨脹量越大。
2． 工藝控制不力引起的膨脹
在制造過程中，如漿料分散、C/A比離散性、溫度控制都會直接影響電芯電芯的膨脹程度。特別是水，因為充電形成的高活性鋰碳化合物對水非常敏感，從而發生激烈的化學反應。反應產生的氣體造成電芯內壓升高，增加了電芯的膨脹行為。所以在生產中，除了應對極板嚴格除濕外，在注液過程中更應采用除濕設備，保證空氣的干燥度為HR2%，**（大氣中的濕空氣由于溫度下降,使所含的水蒸氣達到飽和狀態而開始凝結時的溫度）小于-40℃。在非常干燥的條件下，并采取真空注液，極大地降低了極板和電解液的吸水機率。
七、充電機充電鋰離子蓄電池正、負極活性材內為何要加VGCF碳管?
1、不管正或負極活性材都會有膨脹收縮的問題，一般負極碳材有20％膨脹收縮率，而像LFP正極材料有6％膨脹收收率。當多次充放電中，其正、負活性材顆粒與顆粒之間接觸少、間隙加大，甚至有些脫離集電極，導致電子與離子傳輸路徑斷續不連續相，成為死的活性材，不再參與電極反應。因此循環使用壽命下降。VGCF碳管有很大的長徑比，即使正、負活性材膨脹收縮后，其活性材顆粒間之間隙，可藉由VGCF碳管架橋連接，電子與離子傳輸不會間斷。
2、由于VGCF碳管微結構是中空多管壁，可以讓正、負電極吸納更多的電解液，使得鋰離子可以順利快速嵌入或脫嵌，因此，有利于高倍率充放電。
3. VGCF是高強度纖維狀長徑比大之材料，可增加電極板的可撓性，正極或負極活性材顆粒間之黏接力或與極板間之黏接力更強，不會因撓曲而龜裂掉粉。
4.VGCF本質是高導電高導熱特性，正極活性材其導電性都不好，添加VGCF以提高正極活性材的導電性，也提高正極或負極的導熱系數，利于散熱。
八、解剖充電機充電電池時遇到些情況,下面羅列出來,不知道各位前輩對這些情況有何見解.
1.明明很容易斷的正極片注液以后卻變得柔軟.?
2.正極片出現褶皺現象(內層)?
3.剛拆出來的負極片邊緣和內層會是暗紫色,和極片中間部分顏色不一樣.(中間是金黃色)?
4.為什么每次拆開的負極片頭部(第一小片)會有很多白色物質,是不是鋰,為什么在那里這么多.
5.為什么短路以后正極片上面有銅,是不是負極的銅被電解過來.而且為什么是在正極頭部吸銅最多.
6.負極耳發黑,是不是短路現象.(大電流通過的遺跡)或者是負極石墨溶解?
7.觀察正極料過量,是不是在負極片上滴水,看是否燃火.
第一:極片充放電后已經反彈,肯定變軟,通俗點,沒那么死了.里面松了;
第二:那個是正常的~前面幾圈卷饒時貼近卷針,肯定有折痕...除非你用非常厚的針,呵呵,這個不可能哦
第三:沒充電灰色,半充暗紫色,滿充金黃,那種情況自己想,提示:浸潤程度;
第四:負極片頭部(第一小片)會有很多白色物質,其他地方要是沒有,就是你設計問題,是析鋰;
第五:這個問題不清楚,不知道你那什么情況,是不是反充了,是整體還是部分,也有可能短路..
第六:負極耳發黑,看情況了，一般是短路,
第七:滴水誰給你教的?沒聽過;正極料過量,負極很明顯的,當然你要排除外因;
補充幾點:
1.隔膜局部發黃或有黑點,是否曾經大電流通過,擊穿隔膜.短路造成,可能是粉塵,也可能是你隔膜本來有孔,當然也有材料方面的可能;
2.在充電機充電電池外包裝時,點焊鉚釘時電流不穩定或電流過大會使外露負極耳旁的隔膜燒壞,但高溫膠是否會被燒掉.
這個還沒見過,一般點焊是瞬間的,能量大到可以燒化里面的隔膜還真沒見過,高溫膠只是奈溫高點,你要是有個1000度一樣完蛋,爆炸的充電機充電電池你可以看看,高溫膠紙也成灰了。
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