霍克HAWKER锂电池EV24-120工艺流程详解
霍克HAWKER锂电池EV24-120工艺流程详解
霍克锂离子电池工艺流程详解一、正极混料
l原料的掺和：
(1)粘合剂的溶解(按标准浓度)及热处理。
(2)钴酸锂和导电剂球磨：使粉料初步混合，钴酸锂和导电剂粘合在一起，提高团聚用途和的导电性。配成浆料后不会单独分布于粘合剂中，球磨时间一般为2小时左右;为防止混入杂质，通常使用玛瑙球作为球磨介子。
l干粉的分散、浸湿：
(1)原理：固体粉末放置在空气中，随着时间的推移，将会吸附部分空气在固体的表面上，液体粘合剂加入后，液体与气体开始争夺固体表面;假如固体与气体吸附力比与液体的吸附力强，液体不能浸湿固体;假如固体与液体吸附力比与气体的吸附力强，液体可以浸湿固体，将气体挤出。
当润湿角≤90度，固体浸湿。
当润湿角>90度，固体不浸湿。
正极材料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿，所以正极粉料分散相对容易。
(2)分散方法对分散的影响：
A、静置法(时间长，效果差，但不损伤材料的原有结构);
B、搅拌法;自转或自转加公转(时间短，效果佳，但有可能损伤个别
材料的自身结构)。
1、搅拌桨对分散速度的影响。搅拌桨大致包括蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。一般蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对付分散难度大的材料或配料的初始阶段;球形、齿轮形用于分散难度较低的状态，效果佳。
2、搅拌速度对分散速度的影响。一般说来搅拌速度越高，分散速度越快，但对材料自身结构和对设备的损伤就越大。
3、浓度对分散速度的影响。通常情况下浆料浓度越小，分散速度越快，但太稀将导致材料的浪费和浆料沉淀的加重。
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、真空度对分散速度的影响。高真空度有利于材料缝隙和表面的气体排出，降低液体吸附难度;材料在完全失重或重力减小的情况下分散均匀的难度将大大降低。
6、温度对分散速度的影响。适宜的温度下，浆料流动性好、易分散。太热浆料容易结皮，太冷浆料的流动性将大打折扣。
l稀释。将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。
1.1原料的预处理
(1)钴酸锂：脱水。一般用120oC常压烘烤2小时左右。
(2)导电剂：脱水。一般用200oC常压烘烤2小时左右。
(3)粘合剂：脱水。一般用120-140oC常压烘烤2小时左右，烘烤温度视分子量的大小决定。
(4)NMP：脱水。使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施，直接使用。2.1.2物料球磨
a)将LiCoO2Super-P倒入料桶，同时加入磨球(干料：磨球=1:1)，在滚瓶及上进行球磨，转速控制在60rmp以上;
b)4小时结束，过筛分离出球磨;
1.3操作步骤
a)将NMP倒入动力混合机(100L)至80℃，称取PVDF加入其中，开机;
参数设置：转速25±2转/分，搅拌115-125分钟;
b)接通冷却系统，将已经磨号的正极干料平均分四次加入，每次间隔28-32分钟，第三次加料视材料要添加NMP，第四次加料后加入NMP;
动力混合机参数设置：转速为20±2转/分
c)第四次加料30±2分钟后进行高速搅拌，时间为480±10分钟;
动力混合机参数设置：公转为30±2转/分，自转为25±2转/分;
a)真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09Mpa，搅拌30±2分钟;
动力混合机参数设置：公转为10±2分钟，自转为8±2转/分
b)取250-300毫升浆料，使用黏度计测量黏度;
测试条件：转子号5，转速12或30rpm，温度范围25℃;
c)将正极料从动力混合机中取出进行胶体磨、过筛，同时在不锈钢盆上贴上标识，与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。
1.4注意事项
a)完成，清理机器设备及工作环境;
b)操作机器时，需注意安全，防止砸伤头部。
2负极混料
2.1原料的预处理：
(1)石墨：A、混合，使原料均匀化，提高一致性。B、300~400℃常压烘烤，除去表面油性物质，提高与水性粘合剂的相容能力，修圆石墨表面棱角(有些材料为保持表面特性，不允许烘烤，否则效能降低)。
(2)水性粘合剂：适当稀释，提高分散能力。
★掺和、浸湿和分散：
(1)石墨与粘合剂溶液极性不同，不易分散。
(2)可先用醇水溶液将石墨初步润湿，再与粘合剂溶液混合。
(3)应适当降低搅拌浓度，提高分散性。
(4)分散过程为减少极性物与非极性物距离，提高势能或表面能，所以为吸热反应，搅拌时总体温度有所下降。如条件允许应该适当升高搅拌温度，使吸热变得容易，同时提高流动性，降低分散难度。
(5)搅拌过程如加入真空脱气过程，排除气体，促进固-液吸附，效果更佳。
(6)分散原理、分散方法同正极配料中的相关内容
★稀释：将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。
2.2物料球磨
a)将负极和Super-P倒入料桶同时加入球磨(干料：磨球=1:1.2)在滚瓶及上进行球磨，转速控制在60rmp以上;
b)4小时结束，过筛分离出球磨;
2.3操作步骤
a)纯净水加热至至80℃倒入动力混合机(2L)
b)加CMC，搅拌60±2分钟;
动力混合机参数设置：公转为25±2分钟，自转为15±2转/分;
c)加入SBR和去离子水，搅拌60±2分钟;
动力混合机参数设置：公转为30±2分钟，自转为20±2转/分;
d)负极干料分四次平均顺序加入，加料的同时加入纯净水，每次间隔28-32分钟;
动力混合机参数设置：公转为20±2转/分，自转为15±2转/分;
e)第四次加料30±2分钟后进行高速搅拌，时间为480±10分钟;
动力混合机参数设置：公转为30±2转/分，自转为25±2转/分;
f)真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09到0.10Mpa，搅拌30±2分钟;
动力混合机参数设置：公转为10±2分钟，自转为8±2转/分
g)取500毫升浆料，使用黏度计测量黏度;
测试条件：转子号5，转速30rpm，温度范围25℃;
h)将负极料从动力混合机中取出进行磨料、过筛，同时在不锈钢盆上贴上标识，与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。
2.4注意事项
a)完成，清理机器设备及工作环境;
b)操作机器时，需注意安全，防止砸伤头部。
配料注意事项：
1、防止混入其它杂质;
2、防止浆料飞溅;
3、浆料的浓度(固含量)应从高往低逐渐调整，以免新增麻烦;
4、在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底，确保分散均匀;
5、浆料不宜长时间搁置，以免沉淀或均匀性降低;
6、需烘烤的物料必须密封冷却之后方可以加入，以免组分材料性质变化;
7、搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主;搅拌桨的使用以浆料分散难度进行更换，无法更换的可将转速由慢到快进行调整，以免损伤设备;
8、出料前对浆料进行过筛，除去大颗粒以防涂布时造成断带;
9、对配料人员要加强培训，确保其掌握专业知识，以免酿成大祸;
10、配料的关键在于分散均匀，掌握该中心，其它方式可自行调整。
3.电池的制作
3.1极片尺寸
3.2拉浆工艺
a)集流体尺寸
正极(铝箔)，间歇涂布
负极(铜箔)，间歇涂布
b)拉浆重量要求
电极第一面双面重量(g)面密度(mg/cm2)重量(g)面密度(mg/cm2)
…
3.3裁片
a)正极拉浆后进行以下工序：
裁大片裁小片称片(配片)烘烤轧片极耳焊接
b)负极拉浆后进行以下工序：
裁大片裁小片称片(配片)烘烤轧片极耳焊接
当从LiCoO2拿走XLi后，其结构可能发生变化，但是否发生变化取决于X的大小。通过研究发现当X》0.5时Li1-XCoO2的结构表现为极其不稳定，会发生晶型瘫塌，其外部表现为电芯的压倒终结。所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制Li1-XCoO2中的X值，一般充电电压不大于4.2V那么X小于0.5，这时Li1-XCoO2的晶型仍是稳定的。负极C6其本身有自己的特点，当第一次化成后，正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中，当放电时Li回到正极LiCoO2中，但化成之后必须有一部分Li留在负极C6中，心以保证下次充放电Li的正常嵌入，否则电芯的压倒很短，为了保证有一部分Li留在负极C6中，一般通过限制放电下限电压来实现：安全充电上限电压≤4.2V，放电下限电压≥2.5V。
