【摘要】 近年来，随着电动汽车和便携式电子设备的快速发展，锂离子电池的发展趋势集中在提高能量密度、降低成本、提升安全性和寿命，以及开发新型材料和结构来满足更广泛的应用需求。

科学指南针-知识课堂

锂离子电池是一种高效的可充电电池，它通过锂离子在正负极之间的移动来存储和释放能量。其生产工艺主要包括电极制备、电池组装、电解液注入和电池封装等步骤。近年来，随着电动汽车和便携式电子设备的快速发展，锂离子电池的发展趋势集中在提高能量密度、降低成本、提升安全性和寿命，以及开发新型材料和结构来满足更广泛的应用需求。

 

锂离子电池的装配

方形锂离子电池有2种的结构形式：

一种是卷绕式，结构简单，电池比能量大，极片长，电池内阻大，比功率小；

另一种是叠片式，电池极片多，产生边料多，生产效率低，多层极片焊接有困难，

圆柱形锂离子电池都是卷绕式结构。

 

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正极浆料

  • 正极活性物质（LiCoO2）

  • 粘结剂PVDF

  • 溶剂NMP

  • 导电剂（乙炔黑）

负极浆料

  • 负极活性物质（MCMB）

  • 粘结剂PVDF

  • 溶剂NMP

  • 导电剂（乙炔黑）

高度分散→形成均匀的高黏度聚合物浆体

 

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锂离子电池制造工艺

极片制造：和膏、涂布、压片、分切

电池装配：极耳焊接、电芯卷绕、入壳、扣盖、封口

电池成品：注液、化成、分容、检测、包装

锂离子电池制造工艺流程图

 

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  • 化成就是将注液后的电池激活,使其具有存储电的能力；

  • 搁置使之性能趋于稳定；

  • 分容就是将化成好的电池按照1C放电容量进行分类,以适合不同的容量需求；

 

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聚合物锂离子电池的生产流程

集流体分别为Al网（正极）和Cu网（负极）；

通过热辊，将增塑的聚合物PVDF-HFP进行熔融，然后夹在电极之间，成为一个组件。

将组件放在有机溶剂中，把增塑剂（如邻苯二甲酸二丁酯）浸泡出来，再把组件在有

Al层的塑料中，减压加热，然后注入电解质，形成凝胶。

其中最主要的工艺包括：

①电极材料的预处理与电极浆料搅拌工艺

②电极制膜及分切工艺

③单体电池的组装

④电池的化成工艺

 

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锂电池发展趋势

高能量密度电源

高功率动力电源

长寿命储能电池

微小型锂离子电池

高能量密度、高功率密度锂离子电池

 

新能源电池材料测试

 

 

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