本文將從鋰電池生產(chǎn)細(xì)節(jié)的角度分析鋰電池在電池生產(chǎn)過程中存在的問題。以下是對(duì)10個(gè)主要鋰電池生產(chǎn)問題的分析和意見。

 

陽極涂層出現(xiàn)針孔的原因是什么？

針孔的出現(xiàn)應(yīng)由以下因素引起：

1、箔材不干凈；

2、導(dǎo)電劑不分散；

3、鋰離子電池負(fù)極的主要材料不分散；

4、配方中的某些成分含有雜質(zhì)；

5、導(dǎo)電劑顆粒不均勻且難以分散；

6、陽極顆粒不均勻且難以分散；

7、配方材料本身存在質(zhì)量問題；

8、攪拌鍋未清洗，導(dǎo)致鍋中殘留干粉。

為了避免上述問題，有必要首先使用合適的混合工藝來解決活性材料和金屬集電體之間的結(jié)合，并避免在電池板和電池組件的生產(chǎn)中人為去粉。在涂覆過程中添加一些不影響電池性能的添加劑確實(shí)可以提高極片的一些性能。

當(dāng)然，在電解液中加入這些成分可以達(dá)到固結(jié)的效果。膜片的局部高溫是由極片的不均勻性引起的。嚴(yán)格地說，這是一種微短路。微短路將導(dǎo)致局部高溫，并可能導(dǎo)致陽極的粉末去除。

 

 

電池內(nèi)阻過大的原因是什么？

流程：

1、陰極成分中的導(dǎo)電劑太少（材料之間的導(dǎo)電性不好，因?yàn)殇団挶旧淼膶?dǎo)電性很差）

2、陰極成分中的粘合劑過多。（粘合劑通常是具有強(qiáng)絕緣性能的鋰聚合物電池材料）

3、陽極成分中的粘合劑太多。（粘合劑通常是具有強(qiáng)絕緣性能的聚合物材料）

4、成分分散不均。

5、配料過程中粘合劑溶劑不完全。（不完全溶于NMP和水）

6、涂層拉絲表面的密度設(shè)計(jì)過大。（離子遷移距離大）

7、壓實(shí)密度過大，碾壓過密。（軋制太死，一些活性材料結(jié)構(gòu)被破壞）

8、陰極接線片焊接不牢固，出現(xiàn)虛焊。

9、陽極接線片的焊接或鉚接不牢固，存在弱焊接和脫焊現(xiàn)象。

10、繞組不緊，繞組鐵芯松動(dòng)。（增加陰極板和陽極板之間的距離）

11、陰極耳與外殼之間的焊接不牢固。

12、陽極接線片與電極的焊接不牢固。

13、電池烘烤溫度過高，隔膜收縮。（隔膜孔徑縮?。?/p>

14、液體注入量太少（循環(huán)后電導(dǎo)率下降，內(nèi)阻迅速增加?。?/p>

15、液體注入后的保存時(shí)間太短，電解質(zhì)沒有完全滲透

16、在形成過程中未完全激活。

17、形成過程中電解質(zhì)泄漏過多。

18、生產(chǎn)過程中的濕度控制不嚴(yán)格，電池會(huì)膨脹。

19、蓄電池的充電電壓設(shè)置過高，導(dǎo)致過度充電。

20、電池儲(chǔ)存環(huán)境不合理。

 

 

材料：

1、陰極材料具有高電阻。（導(dǎo)電性差，如磷酸鐵鋰）

2、隔膜材料的影響（隔膜厚度、小孔隙率、小孔徑）

3、電解質(zhì)材料的影響。（電導(dǎo)率小，粘度高）

4、陰極PVDF材料的影響。（大量或大分子量）

5、陰極導(dǎo)電材料的影響。（導(dǎo)電性差，電阻高）

6、陰極和陽極接線片材料的影響（厚度薄、導(dǎo)電性差、厚度不均勻、材料純度差）

7、銅箔、鋁箔材料的導(dǎo)電性差或表面有氧化物。

8、蓋板的極的鉚接接觸的內(nèi)阻相對(duì)較大。

9、陽極材料具有高電阻。其他方面

10、內(nèi)阻測(cè)試儀器的偏差。

11、人為操縱。

 

當(dāng)電極涂層不均勻時(shí)，應(yīng)注意什么？

首先，有必要清楚地了解影響表面密度的因素和影響表面密度穩(wěn)定值的因素，以便有針對(duì)性地解決問題。

影響涂層區(qū)域密度的因素有：

1、材料本身的因素

2、配方

3、攪拌混合物

4、涂層環(huán)境

5、刀刃

6、漿液粘度

7、電極移動(dòng)速度

8、表面水平度

9、涂布機(jī)精度

10、烤箱功率

11、涂層張力等…

 

 

影響極片均勻性的因素：

1、泥漿質(zhì)量

2、漿液粘度

3、步行速度

4、箔片張力

5、張力平衡法

6、涂層牽引長(zhǎng)度

7、噪音

8、表面平整度

9、刀刃平整度

10、箔片平整度等…

以上只是一些因素的列表，具體原因必須自行分析，并有針對(duì)性地消除導(dǎo)致表面密度異常的因素。

 

為什么使用鋁箔和銅箔作為集電器

1.兩者都被用作集電器，因?yàn)樗鼈兙哂辛己玫膶?dǎo)電性和柔軟的質(zhì)地（也許這也有利于結(jié)合），而且它們相對(duì)常見且便宜。同時(shí)，可以在兩者的表面形成一層氧化物保護(hù)膜。

2.銅表面的氧化物層是半導(dǎo)體，并且電子是導(dǎo)電的。氧化物層太厚，阻抗大；

鋁表面的氧化鋁層是絕緣體，氧化物層不能導(dǎo)電，但由于非常薄，它通過隧道效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了電子傳導(dǎo)。如果氧化物層較厚，則鋁箔的導(dǎo)電性較差，甚至絕緣。

通常，在使用前最好清潔集電器的表面。一方面，它可以去除油污，同時(shí)去除厚厚的氧化層。

3.陰極電勢(shì)高，薄的氧化鋁層非常致密，可以防止集電器的氧化。銅箔的氧化層比較疏松。為了防止其氧化，最好具有較低的電勢(shì)。同時(shí)，Li很難在低電位下與Cu形成鋰嵌入合金。

然而，如果銅表面被嚴(yán)重氧化，李將在稍高的電勢(shì)下將鋰與氧化銅嵌入。鋁箔不能用作陽極，并且LiAl合金化將在低電勢(shì)下發(fā)生。

4.集電器需要純成分。Al成分不純會(huì)導(dǎo)致表面膜疏松和點(diǎn)蝕，甚至表面膜的損壞也會(huì)導(dǎo)致LiAl合金的形成。用硫酸氫鈉清潔銅網(wǎng)，然后用去離子水洗滌，然后烘焙。用氨水清洗鋁網(wǎng)，然后用去離子水洗滌，然后烘焙。噴涂篩網(wǎng)的導(dǎo)電效果良好。

 

短路測(cè)試儀的高壓擊穿原理是什么？

用于測(cè)量蓄電池單元短路的電壓有多高與以下因素有關(guān)：

1、制造商的技術(shù)水平

2、電池本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3、電池隔膜材料

4、電池的用途

不同的公司使用不同的電壓，但許多公司使用相同的電壓，而不考慮型號(hào)大小和容量。以上因素可以按從重到輕的順序排列：1>4>3>2，也就是說，公司的技術(shù)水平?jīng)Q定了短路電壓。

簡(jiǎn)單來說，擊穿的原理是，如果極片和隔膜之間存在一些潛在的短路因素，如灰塵、顆粒、大隔膜孔、毛刺等，我們可以稱之為薄弱環(huán)節(jié)。

在固定的、更高的電壓下，這些薄弱環(huán)節(jié)使陰極和陽極之間的接觸內(nèi)阻比其他地方小，并且容易電離空氣產(chǎn)生電弧；

或者陰極和陽極已經(jīng)短路，接觸點(diǎn)很小。在高壓條件下，這些小觸點(diǎn)瞬間有大電流通過，電能瞬間轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致隔膜瞬間熔化或破裂。

 

材料顆粒大小如何影響放電電流？

簡(jiǎn)單地說，顆粒尺寸越小，導(dǎo)電性越好，顆粒尺寸越多，導(dǎo)電性越差。自然地，高倍率材料通常是具有高導(dǎo)電性的高結(jié)構(gòu)小顆粒。僅從理論上分析，提高小顆粒材料，特別是納米級(jí)材料的導(dǎo)電性非常困難，而且小顆粒材料的壓實(shí)度會(huì)相對(duì)較小，即體積容量較小。

 

為什么陰極和陽極片會(huì)有這么大的反彈？

為什么在輥對(duì)齊后，陰極和陽極極片會(huì)有如此大的反彈？

有兩個(gè)最重要的影響因素：材料和工藝。

1.材料的性能決定了回彈系數(shù)，不同材料的回彈系數(shù)不同；相同的材料，不同的配方，不同的回彈系數(shù)；相同的材料，相同的配方，不同的片劑厚度，不同的回彈系數(shù)；

2.如果工藝流程控制不好，也會(huì)造成回彈。儲(chǔ)存時(shí)間、溫度、壓力、濕度、堆積方法、內(nèi)應(yīng)力、設(shè)備等。

 

如何解決圓柱形電池的泄漏問題？

該圓柱體是封閉成型的，并且在液體注入后被密封。因此，密封自然成為圓柱形密封的難點(diǎn)。目前，圓柱形鋰離子電池的密封可能有以下幾種方法：

1、激光焊接密封

2、密封圈

3、膠粘密封

4、超聲波振動(dòng)密封

5、兩種或多種以上密封類型的組合

6、其他密封方法

 

泄漏的幾種原因：

1、密封不到位造成液體泄漏，通常是密封變形，密封被污染，屬于密封不好。

2、密封件的穩(wěn)定性也是一個(gè)因素，即密封時(shí)檢查合格，但密封件容易損壞，導(dǎo)致液體泄漏。

3、在地層或測(cè)試過程中產(chǎn)生氣體，達(dá)到密封件能夠承受的最大應(yīng)力，沖擊密封件并導(dǎo)致液體泄漏。與第二點(diǎn)不同的是，第二點(diǎn)屬于缺陷產(chǎn)品泄漏，第三點(diǎn)屬于破壞型泄漏，即密封件合格，但內(nèi)部壓力太高，無法損壞密封件。

4、其他泄漏方式。具體的解決方案取決于泄漏的原因。只要找到原因就很容易解決。困難在于很難找到原因，因?yàn)闅飧椎拿芊庑Ч茈y測(cè)試，而且大多是破壞性的類型，用于隨機(jī)檢查。

 

電解液過多會(huì)影響電池性能嗎？

1、電解液不溢出時(shí)有幾種情況：

2、電解液剛剛好

3、電解液略有過量

4、電解液大量過剩，但尚未達(dá)到極限

5、電解液過多，已接近極限

它已滿到極限，可以密封

第一種情況是理想的，沒有錯(cuò)。第二種情況下，輕微的超出有時(shí)是精度問題，有時(shí)是設(shè)計(jì)問題，通常設(shè)計(jì)太多。在第三種情況下，沒有問題，只是浪費(fèi)了成本。

第四種情況稍微危險(xiǎn)一些。因?yàn)殡姵貢?huì)因?yàn)楦鞣N原因被使用或測(cè)試：導(dǎo)致電解質(zhì)分解并產(chǎn)生一些氣體；電池會(huì)發(fā)熱并產(chǎn)生熱膨脹；

以上兩種情況都容易導(dǎo)致電池凸起（也稱為變形）或液體泄漏，增加了電池的安全隱患。

第五種情況實(shí)際上是第四種情況的增強(qiáng)版，危險(xiǎn)性更大。更夸張地說，液體也可以變成電池。也就是說，將陰極和陽極插入含有大量電解質(zhì)的容器（例如，500ML燒杯）中。

這個(gè)時(shí)候，陰極和陽極可以充放電，而且它也是一個(gè)電池，所以這里多余的電解質(zhì)不是一點(diǎn)點(diǎn)。電解質(zhì)只是一種導(dǎo)電介質(zhì)。但是，電池的體積是有限的。在有限的體積內(nèi)，自然要考慮空間利用和變形的問題。

 

 

電解液填充不足會(huì)導(dǎo)致鼓殼嗎？

取決于注入的電解液有多少。

1、如果電池芯完全被電解液浸泡，但沒有殘留物，則電池在容量分配后不會(huì)膨脹；

2、如果電池芯完全被電解液浸泡，剩下一小部分，但注入的液體量低于制造商的要求，此時(shí)分開的電池外殼不會(huì)凸起；

3、如果電池完全被電解液浸泡，則剩余大量電解液，但制造商對(duì)液體注入量的要求高于實(shí)際要求。此時(shí)，所謂的液體注射不足只是制造商的一個(gè)概念，不可能是真的。響應(yīng)電池的實(shí)際液體注入量的適當(dāng)性，并且亞容量電池不膨脹；

4、流體注入嚴(yán)重不足。這也取決于程度。如果電解質(zhì)幾乎不能滲透到電池單元中，那么在容量被劃分后，外殼可能會(huì)膨脹，也可能不會(huì)膨脹，但電池的外殼被劃分的概率更高。如果電池單元的液體注入量嚴(yán)重不足，則電池的電能在形成過程中無法轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。此時(shí)，亞容量電池單元外殼的概率幾乎為100%。

 

電解液填充不足是否會(huì)導(dǎo)致鼓殼

然后，可以做出以下總結(jié)：假設(shè)電池的實(shí)際最佳液體注入量為Mg，并且液體注入量太小，可以分為以下幾種情況：

1、液體注入量=M：電池正常

2、液體注入量略小于M：電池容量不足以使外殼膨脹，容量可能正常，或略低于設(shè)計(jì)值，使膨脹的外殼循環(huán)的概率增加，循環(huán)性能惡化；

3、液體注入量比M小得多：電池殼率相當(dāng)高，電池容量低，循環(huán)穩(wěn)定性極差。一般情況下，容量在幾十周內(nèi)不足80%。

4、M=0，電池沒有外殼，也沒有容量。