鋰離子電池生產(chǎn)工藝-文庫吧
2025-09-15 12:30 本頁面
【正文】 g，實(shí)際容量為 140mAh/g左右，也有報(bào)道實(shí)際容量已達(dá) 155mAh/g。 本設(shè)計(jì)擬通過以 LiCoO2作為正極材料 的 18650鋰電池 電芯 器件作為模型， 從原料選擇、設(shè)計(jì)原理、制備工藝、封裝條件、工作情況等方面進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)研，并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的電池器件。 設(shè)計(jì) 者將 通過查閱資料、課題討論、技術(shù)交流等方式，逐漸設(shè)計(jì)出合理、科學(xué)的 18650鋰電池 電芯 ，培養(yǎng)初步的科研思維和科研能力；通過這一綜合訓(xùn)練，使我對(duì) 實(shí)際的新能源產(chǎn)品有初步的、2 宏觀的認(rèn)識(shí)和理解，為 即將開展 的畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至實(shí)際生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)奠定必要的基礎(chǔ)。 此次 設(shè)計(jì)包括 如下 任務(wù)： （ 1） 18650 鋰電池 電芯 制備原料的選取 ：將 列出所選原料的種類、選擇依據(jù)以及主要原料的使用技術(shù)要求； （ 2） 闡明 18650 鋰電池 電芯 的工作原理 （ 3） 對(duì) 18650 鋰電池 電芯 的制備工藝 進(jìn)行 設(shè)計(jì)： 包括電池各部件的詳細(xì)制備流程（畫出流程簡(jiǎn)圖）； 制備方法及所 用到的設(shè)備；畫出必要的設(shè)備裝置示意圖； 制備過程中主要的工藝參數(shù)及其選擇 依據(jù)；電池工作環(huán)境要求并闡明依據(jù)。 （ 4） 對(duì) 18650 鋰電池 電芯 生 產(chǎn)廠 進(jìn)行設(shè)計(jì)， 并評(píng)估其產(chǎn)能和經(jīng)濟(jì)效益。包括 ： 車間設(shè)備布置和工廠 總平面布置， 成本利潤(rùn)概算，投資評(píng)估。 2． 設(shè)計(jì) 的詳細(xì)內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品圓柱形 18650 鋰電池 電芯 如圖 21所示。我們 是 按 原材料 及設(shè)備 的 選取 → 生產(chǎn) 車間 工藝 設(shè)計(jì) → 廠房 設(shè)計(jì) → 綜合 評(píng)估 的 順序 來進(jìn)行設(shè)計(jì) 的。 其中 ， 生 產(chǎn) 車間 工藝 的 設(shè)計(jì) 為 本次 設(shè)計(jì)的 重中之重，如下圖 22所示 。其余 部分的設(shè)計(jì)如原材料、儀器設(shè)備、 廠房 等將在 后續(xù)內(nèi)容 中展開 以及 附圖中體現(xiàn)。 圖 21 圓柱形 18650 鋰電池 電芯 圖 22 圓柱形 18650 鋰電池 電芯 生產(chǎn) 流程 原材料 及 設(shè)備 的選 取 本設(shè)計(jì) 選用 的 主要 原料 為 LiCoO2 、石墨 、 乙炔黑 、 導(dǎo)電石墨、 PVDF、 NMP、MCMB、隔膜 、電解液、鋁箔、銅箔、極耳 、 鋼殼、 PVC 等。主要 儀器設(shè)備有真空混料機(jī) 、 間隙涂布機(jī)、 碾壓 機(jī) 、 極 片連軋生產(chǎn)線、全自動(dòng)分切機(jī)、全自動(dòng)極耳焊3 接貼膠機(jī)、半自動(dòng)卷繞機(jī)、全自動(dòng)注 液機(jī)、 滾槽機(jī) 、封口 機(jī) 、 全 自動(dòng) 清洗機(jī) 、 化成設(shè)備、 全自動(dòng) 噴碼機(jī)、 分容 柜 等 。 電池 的工作 原理 18650 鋰離子 電池 主要 包括正極、負(fù)極和電 解質(zhì)，它利用鋰離子在正極和負(fù)極之間 形成 嵌入化合物 的 鋰狀態(tài)和電位的不同，通過電子的得失來實(shí)現(xiàn)充電和 放電過程。 充電時(shí)， Li+從正極脫嵌經(jīng)過電解質(zhì)嵌入 負(fù)極 石墨 ，而放電時(shí)， Li+ 從 石墨 脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入正極， 如圖 23 所示。 反應(yīng)式 如下： 正極反應(yīng)： LiCoO2? Li1xCoO2 + xLi+ + xe 負(fù)極反應(yīng)： 6C + xLi+ + xe ? LixC6 電池總反應(yīng)： LiCoO2 + 6C ? Li1xCoO2 + LixC6 在 正極材料 LiCoO2 中， 鋰基本是以離子狀態(tài) 存在 ，而 在 負(fù)極石墨中 ， 鋰基本上以原子狀態(tài)存在，因此在鋰離子和鋰原子 之間 存在較高的電位差 。 同時(shí) ，鋰在 正極材料中，由于 鋰離子 是嵌入到晶格中 ， 因此離子 性 更強(qiáng)，從而 表現(xiàn)出 較高的輸出電壓。 圖 23 工作 原理示意圖 電池的 制備工藝 設(shè)計(jì) 制片 車間的 工藝 設(shè)計(jì) 制片車間 的工藝流程為： 正、負(fù)極配料 → 正、負(fù)極 涂布 → 正、負(fù)極對(duì)輥 → 正、負(fù)極 分切 → 正負(fù)極烘烤 。這是 制作 電池的第一個(gè)大環(huán)節(jié)，每 道 工序都很重要， 操 4 作不當(dāng)，會(huì)直接影響產(chǎn)品的性能 ， 增加殘次品的比率。 為了 企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益， 所 以對(duì)質(zhì)量要嚴(yán)格把控 ，
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