磷酸铁锂浆料、电池工艺及解决方案.docx
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1、磷酸铁锂浆料、电池工艺及解决方案目录?电池生产工艺流程11.1. 正极材料制备11.2. 负极材料制备21.3. 电解液配制21.4. 电池组装与封装2?浆料基本理论3?浆料的粘度3?浆料性质32.2.1.浆料需要具有以下三个特性3?粘度升高4?小占度降低5?特殊情况(果冻状及时高时低)5?浆料的粒度5?浆料的固含量7?浆料密度8?辐压前极片异常及解决方案9?辑压后极片异常及解决方案10?电芯异常及解决方案11?电性能异常分析及解决方案13?问答环节:18电池生产工艺流程磷酸铁锂电池作为一种重要的锂离子电池,广泛应用于电动车、储能系统和移动设备等领域。其优异的性能和相对较低的成本使其成为可持续
2、能源领域的重要组成部分。在磷酸铁锂电池的生产过程中,工艺的优化和控制对于电池性能和质量的提高至关重要。本文将介绍磷酸铁锂电池的生产工艺及其关键环节。1.1. 正极材料制备磷酸铁锂电池的正极材料是其中的核心部分。正极材料通常由锂盐、磷酸铁锂和导电剂组成。制备过程中,首先需要将锂盐与磷酸铁锂进行混合,并加入适量的导电剂。随后,将混合物进行球磨或搅拌,以获得均匀的颗粒分布和更好的电化学性能。最后,将混合物经过高温烧结,形成结构稳定的正极材料。1.2. 负极材料制备磷酸铁锂电池的负极材料主要由石墨或类石墨材料构成。负极材料的制备过程包括原料筛选、研磨、混合和成型等步骤。首先,选择高纯度的石墨作为原料,
3、并进行研磨,以提高颗粒的细度和均匀性。然后,将研磨后的石墨与导电剂进行混合,形成均匀的混合物。最后,将混合物通过压制或涂布等方式制成负极片。1.3. 电解液配制磷酸铁锂电池的电解液一般由锂盐、有机溶剂和添加剂组成。在电解液的配制过程中,首先需要选取合适的锂盐和溶剂,并按照一定的比例进行混合。随后,根据电池的要求,添加适量的添加剂,如电导剂、稳定剂和抑制剂等,以提高电池的性能和安全性。最后,通过过滤和脱气等工艺,得到清澈透明、纯净无杂质的电解液。1.4. 电池组装与封装在磷酸铁锂电池的组装过程中,首先将正负极材料与电解液进行配对,并放置在隔膜上。然后,将正负极片叠放起来,并使用导电剂连接它们,形
4、成电池的正负极结构。随后,将电池组装在金属壳体中,并通过密封和焊接等工艺,确保电池内部的稳定性和密封性。最后,将电池进行电性能测试和容量匹配,以确保其性能符合要求。总结起来,磷酸铁锂电池的生产工艺涉及到正极材料制备、负极材料制备、电解液配制以及电池的组装与封装等关键环节。通过对每个环节的优化和控制,可以提高电池的性能和稳定性,满足不同应用场景的需求。随着科学技术的不断进步,磷酸铁锂电池的生产工艺也将不断创新和改进,为清洁能源的发展做出更大的贡献。浆料基本理论浆料的粘度粘度是流体粘滞性的一种量度,是流体流动力对其内部摩擦现象的一种表示。液体在流动时,在其分子间产生内摩擦的性质,称为液体的黏性,粘
5、性的大小用黏度表示,是用来表征液体性质相关的阻力因子。粘度又分为动力黏度和条件粘度。浆料性质2.2.1.浆料需要具有以下三个特性浆料是一种非牛顿流体,是固液混合流体,为了满足后续涂布工艺的要求,浆料需要具有以下三个特性:好的流动性。流动性可以通过搅动浆料,让其自然流下,观察其连续性。连续性好,不断断续续则说明流动性好。流动性与浆料的固含量和粘度有关,流平性。浆料的流平性影响的是涂布的平整度和均匀度。?流变性。流变性是指浆料在流动中的形变特征,其性质好坏影响着极片质量的优劣。相比其它锂离子电池正极材料(如三元材料),磷酸铁锂的粒径小(d500.2-2m),颗粒的比表面大,合浆过程中能够吸收较多的
6、nmp溶剂,导致浆料中PVdf粘结剂的浓度较高,而高浓度的PVdf必然会导致浆料的高粘度,为保证出料粘度,在后续的调粘度阶段必然会消耗较多的nmp溶剂,而过多的nmp溶剂会导致浆料的固含量偏低。过低的浆料固含量对于制造工艺显然是不利的,不仅会增加nmp溶剂消耗量,更重要的是低固含量的浆料在涂布干燥过程中需要蒸发更多的nmp溶剂,涂布速度降低,设备能耗增加;当浆料固含量特别低时,干燥受热时间过长,会出现翘边、涂布干裂及粘结剂上浮引起的极片粘附力降低等质量问题,造成极片的报废,严重时还会影响电池安全性能。1.iFePO4:SP:CNT:PVDF=95:2:0.5:2.5的比例分别用传统工艺和优化工
7、艺制作正极浆料。工艺:将PVDF溶解于溶剂NMP中,形成胶液,往胶液中逐步加入SP和CNT导电液,并在高速分散中形成导电胶,再往导电胶中加入活性材料LiFePO4,高速分散后通过调节粘度形成正极浆料。翎粘度升高不同的浆料体系具有不同的粘度变化规律,目前主流的浆料体系是正极浆料PVDF/NMP油性体系,负极浆料是石墨/CMC/SBR水性体系。正极浆料在放置一段时间后粘度升高。其原因一(短时间放置)是浆料搅拌速度过快,粘结剂未充分溶解,放置一段时间后PVDF粉末充分溶解,粘度升高。通常来说,PVDF需要至少3个小时才能充分溶解,无论多快的搅拌速度都无法改变这一影响因素,所谓“欲速则不达”。原因之二
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