今天給各位分享鋰離子電池負(fù)極材料生產(chǎn)工藝詳解的知識(shí),其中也會(huì)對(duì)鋰離子電池負(fù)極材料制備工藝進(jìn)行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問(wèn)題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開(kāi)始吧!
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鋰電池的原理及生產(chǎn)工藝流程?
鋰離子電池原理 正極構(gòu)造:鋰離子電池的正極由LiCoO2(鈷酸鋰)、導(dǎo)電劑(乙炔黑)、粘合劑(PVDF)和集流體(鋁箔)組成。 負(fù)極構(gòu)造:負(fù)極由石墨、導(dǎo)電劑(乙炔黑)、增稠劑(CMC)、粘結(jié)劑(SBR)和集流體(銅箔)組成。
裝配按正極片--隔膜--負(fù)極片--隔膜自上而下的順序放好,經(jīng)卷繞制成電池極芯,再經(jīng)注入電解液、封口等工藝過(guò)程,即完成電池的裝配過(guò)程,制成成品電池。(4)化成用專用的電池充放電設(shè)備對(duì)成品電池進(jìn)行充放電測(cè)試,對(duì)每一只電池都進(jìn)行檢測(cè),篩選出合格的成品電池,待出廠。
裝配:按正極片—隔膜—負(fù)極片—隔膜自上而下的順序放好,經(jīng)卷繞支持呢個(gè)電池極芯,再經(jīng)注入電解液、封口等工藝過(guò)程,即完成電池的裝配過(guò)程,制成成品電池?;桑河脤S玫碾姵爻浞烹娫O(shè)備對(duì)成品電池進(jìn)行充放電測(cè)試,對(duì)每一只鋰電池都進(jìn)行檢測(cè),篩選出合格的成品電池,待出廠。
鋰電池生產(chǎn)流程有:前處理、正極材料制備、電池組裝。鋰電池生產(chǎn)工藝有:涂覆工藝、電極制備工藝、注液工藝。前處理 在前處理環(huán)節(jié),原材料需進(jìn)行除雜質(zhì)、干燥、混合等處理,以確保原材料的純度和一致性。這一環(huán)節(jié)對(duì)于后續(xù)的正極材料制備和電池組裝起著至關(guān)重要的作用。
目前,我國(guó)鋰離子電池負(fù)極材料標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)石墨(包括天然石墨、人造石墨等)、鈦酸鋰及其復(fù)合材料。標(biāo)準(zhǔn)涉及性能指標(biāo)如電化學(xué)性能、晶體結(jié)構(gòu)、粒度分布、密度、比表面積等,以確保產(chǎn)品質(zhì)量和一致性。 首先,鋰離子電池負(fù)極材料主要分為碳基材料、非石墨碳材料、硅基材料、錫基材料、鈦基材料以及鋰金屬等類型。碳基負(fù)極,如石墨,因其成本低、首次效率高和循環(huán)穩(wěn)定性好而廣泛使用。天然石墨雖然存在表面缺陷和溶劑化問(wèn)題,但人造石墨通過(guò)改進(jìn)解決了這些問(wèn)題。 鋰離子電池的核心在于負(fù)極材料的選擇,它直接影響電池的能量密度和性能。早期使用金屬鋰的嘗試受限于其易產(chǎn)生枝晶和安全隱患,隨后石墨因其穩(wěn)定的嵌鋰性能、理論比容量和經(jīng)濟(jì)性成為主流。石墨負(fù)極材料,如層狀石墨,通過(guò)電化學(xué)方法嵌鋰,可逆性良好,但初次充放電容量恢復(fù)率較低,需依賴SEI膜保護(hù)。 鋰離子在主體材料中的擴(kuò)散系數(shù)大,有利于快速充放電。從經(jīng)濟(jì)環(huán)保角度看,主體材料應(yīng)成本低廉且無(wú)污染。負(fù)極材料主要分為金屬鋰、碳基、硅基、錫基、鍺基和鈦酸鋰等。其中,碳基材料如石墨、MCMB具有嵌鋰容量大、體積膨脹小等優(yōu)點(diǎn),但電位過(guò)低可能引發(fā)安全問(wèn)題。 目前,鋰離子電池的負(fù)極是將負(fù)極活性物質(zhì)碳材料或非碳材料、粘合劑和添加劑混合制成糊狀 膠合劑均勻涂抹在銅箔兩側(cè),經(jīng)干燥、滾壓而成。鋰離子電池所采用的負(fù)極材料一般都是碳 素材料,如石墨、軟碳、硬碳等。正在探索的負(fù)極材料有氮化物、PAS、錫基氧化物、錫合 金,以及納米負(fù)極材料等。 在負(fù)極銅箔存在漏洞的區(qū)域,由于極化作用較小,鋰離子容易發(fā)生遲鈍金化反應(yīng),從而導(dǎo)致鋰析出。 當(dāng)電池過(guò)充電時(shí),負(fù)極上的鋰離子已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài),多余的鋰離子會(huì)以金屬形式析出。 在大電流充電過(guò)程中,負(fù)極表面的鋰離子來(lái)不及向內(nèi)部擴(kuò)散,因此在電極表面發(fā)生析出現(xiàn)象。 在鋰離子電池的運(yùn)作過(guò)程中,負(fù)極析鋰是一個(gè)影響電池性能和壽命的常見(jiàn)問(wèn)題。這種現(xiàn)象通常是由于電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)失衡引起的。 負(fù)極析鋰的一個(gè)主要原因是負(fù)極材料的容量設(shè)計(jì)不足或制造過(guò)程中的混料不均勻,導(dǎo)致鋰離子無(wú)法被有效容納,從而在負(fù)極表面形成斑點(diǎn)狀的析鋰。 溫度的影響:溫度是影響電池析鋰的重要因素。在高溫環(huán)境下,鋰金屬的反應(yīng)速率增加,電化學(xué)反應(yīng)更易發(fā)生,從而加劇析鋰情況。高溫還可能引起其他電池內(nèi)部反應(yīng),如電解液分解或氣體生成,進(jìn)一步加速電池失效。 過(guò)充和過(guò)放:過(guò)充和過(guò)放都會(huì)導(dǎo)致電池析鋰。 1、鋰離子電池的負(fù)極材料主要是金屬鋰。 在市場(chǎng)上,鋰離子電池的負(fù)極材料通常是各種碳材料,如石墨。 鋰離子電池負(fù)極材料的研發(fā)主要集中在石墨、石焦油、碳纖維、熱解炭、炭黑和玻璃炭等。石墨和石油焦炭在這些材料中具有最高的應(yīng)用價(jià)值。 2、目前,鋰離子電池的負(fù)極是將負(fù)極活性物質(zhì)碳材料或非碳材料、粘合劑和添加劑混合制成糊狀 膠合劑均勻涂抹在銅箔兩側(cè),經(jīng)干燥、滾壓而成。鋰離子電池所采用的負(fù)極材料一般都是碳 素材料,如石墨、軟碳、硬碳等。正在探索的負(fù)極材料有氮化物、PAS、錫基氧化物、錫合 金,以及納米負(fù)極材料等。 3、鋰離子電池負(fù)極材料主要有以下幾種:石墨類材料。這是目前商業(yè)化鋰離子電池應(yīng)用最廣泛的負(fù)極材料。天然石墨因其優(yōu)良的導(dǎo)電性、低成本和良好的循環(huán)性能被廣泛應(yīng)用。人造石墨則在克服天然石墨的一些固有缺陷,如各向異性、難以控制形狀等方面做出了改進(jìn)。非石墨化碳材料。 關(guān)于鋰離子電池負(fù)極材料生產(chǎn)工藝詳解和鋰離子電池負(fù)極材料制備工藝的介紹到此就結(jié)束了,不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ?如果你還想了解更多這方面的信息,記得收藏關(guān)注本站。
干貨丨鋰離子電池負(fù)極材料標(biāo)準(zhǔn)最全解讀
鋰離子電池負(fù)極析鋰的原因
鋰離子電池負(fù)極材料介紹
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