淺析鋰電制造在鋰離子電池的制造過程中，有很多東西是必須嚴(yán)格控制的，一是粉塵，二是金屬顆粒，三是水分。首先我們要了解什么是濕度表示大氣枯燥程度的物理量。在一定的溫度下在一定體積的空氣里含有的水汽越少，則空氣越枯燥；水汽越多，則空氣越潮濕?？諝獾母蓾癯潭冉凶觥皾穸权暋Ｔ诖艘饬x下，常用絕對濕度、相對濕度、比擬濕度、混合比、飽和差以及露點等物理量來表示；假設(shè)表示在濕蒸汽中液態(tài)水分的重量占蒸汽總重量的百分比，則稱之為蒸汽的濕度。什么是枯燥度表示氣候枯燥程度的指數(shù)。又稱枯燥指數(shù)，通常有字母K表示。它是可能蒸發(fā)量與降水量的比值，反映了*地、*時段水分的收入和支出狀況。顯然，它比僅僅使用降水量或蒸發(fā)量反映一地水分的干濕狀況更加確切。由于可能蒸發(fā)量的計算方法不同，枯燥度的表示方式也有多種。有以年平均氣溫或高于10℃積溫的0.1倍表示可能蒸發(fā)的，有以輻射差額反映可能蒸發(fā)的。枯燥度的倒數(shù)稱濕潤度或濕潤指數(shù)。以K值為1.0的等值線來區(qū)分濕潤地區(qū)和半濕潤地區(qū)的指標(biāo)。K<1為濕潤地區(qū)，k=1~1.25為半濕潤地區(qū)。這條等值線大致相當(dāng)于嶺——淮河線。但此線以北的大、小興安嶺，長白山地，膠東半島的K值亦小于1。k<1的地區(qū)表示降水量大于可能蒸發(fā)量，植被為森林；k=1~1.25為半濕潤區(qū)，植被為森林草原，草甸草原，土壤中有一些石灰質(zhì)積累，有些地區(qū)有鹽漬化現(xiàn)象，旱患頻率較大.K>1.25~4為半干旱地區(qū)，包括廣闊的西北地區(qū)和青藏高原，半干旱地區(qū)與干草原區(qū)相當(dāng)。K>4為干旱地區(qū)，植被為干荒漠，開展農(nóng)業(yè)需進(jìn)展灌溉;土壤中含有較多的可溶性鹽類。而水分對鋰離子電池影響巨大，主要會造成以下不良后果：電解液變質(zhì)，使電池生銹我們公司電池的所用的電解液，是不能在水分過高的環(huán)境下使用的。電池注液的時候，必須要在小于1%濕度的環(huán)境下，并且注液后趕快封口，阻止電池部和空氣接觸。如果水分過高，電解液和水分反響，生成微量有害氣體，對注液房環(huán)境有不良影響；這也會影響電解液本身的質(zhì)量，使得電池性能不良；還會使電池生銹。電池部壓力過大水分會和電解液中的一種成分反響，生成有害氣體。當(dāng)水分足夠多時，電池部的壓力就變大，從而引起電池受應(yīng)何外力磕碰就會變形。如果是手機(jī)電池，就表現(xiàn)為鼓殼；如果是我們的圓柱電池，就表現(xiàn)為殼外表在轉(zhuǎn)運與包裝磕碰出現(xiàn)凹點及高度超，那防爆閥就會開裂，電池也就報廢了。當(dāng)部壓力再高的時候，電池就有危險了，爆裂使得電解液噴濺，電池碎片也容易傷人。高阻(HighACR)電池在使用的時候，阻小，就能進(jìn)展大電流放電，電池的功率也就很高；如果阻大，就不能進(jìn)展大電流放電，電池的功率也就比擬低。就比方手機(jī)電池，快沒電的時候，可以收發(fā)短信，但不能打，一打就關(guān)機(jī)。這是因為打的時候，需要的功率大于收發(fā)短信所需。高自放電(HSD)自放電，是指電池在不使用的情況下，電量也會損耗。當(dāng)這個損耗在規(guī)定的情況下超過一定量之后，這只電池就被認(rèn)為是高自放電，成為B品或報廢電池。HSD很嚴(yán)重的時候，充滿電的電池，過不了多久，電量就會損耗殆盡，甚至使的電池的電壓變?yōu)?V。而我們公司生產(chǎn)的鋰離子電池，任何情況下電壓是不能低于2.0V的，如果電壓低于2.0V，電池就會出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反響，就失去了循環(huán)充放電的能力，電池也就報廢了。對于客戶〔使用者〕而言，自放電所引起的結(jié)果就是，手機(jī)今天充電，明天就沒電，電動車今天騎來公司的時候，還是滿電的，下班的時候，就已經(jīng)沒有電了，汽車停在停車場半個月，重新啟動時沒有電了。這些，都是自放電電池在客戶端的表現(xiàn)，它會讓電池失去使用功能，而導(dǎo)致客戶非常不滿。對于我們自己而言，高自放電的電池多了，我們的合格率就低了，如果有5%的電池高自放電，當(dāng)我們產(chǎn)量到達(dá)40000只/天的時候，就意味著每天有2000只電池需要報廢，意味著14萬塊錢要報廢，一年將有168萬塊報廢，如果用來買汽車，意味著報廢了10輛中檔轎車，如果買房子，在郊區(qū)應(yīng)該可以買兩套了。低容量電池部水分過高，損耗了電解液的有效成分，也損耗了鋰離子，使得鋰離子在電池負(fù)極片發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反響。消耗了鋰離子，電池的能量就減少了。如用18650-26650電池給電鉆供電，充滿電后本來可以使用1小時，因為電池部有水分，就只能使用50分鐘了；用作汽車電池來供電，充滿電后本來可以行駛150公里，結(jié)果只能行駛100公里，如果偏偏前不著村后不挨店，沒法充電的話，還得找個拖車來拖汽車。低循環(huán)壽命我們公司的電池，是鋰離子電池家族中，壽命最長的，18650與26650可以充放電循環(huán)3000次。如果水分超標(biāo)，情況就不會這么樂觀了。18650與26650裝進(jìn)電開工具，承諾給客戶說可以使用5年，結(jié)果4年就充不進(jìn)電、干不了活了，客戶會容許嗎，還會買我們的電池嗎？作成組合裝進(jìn)電動汽車，承諾可以使用10年，結(jié)果8年9年的時候，開不了幾公里就沒電了。如果我們自己就是用戶，我們會容許嗎？電池漏液當(dāng)電池部的水分多的時候，電池部的電解液和水反響，其產(chǎn)物將是氣體和氫氟酸，氫氟酸是一中腐蝕性很強(qiáng)的酸，它可以使電池部的金屬零件腐蝕，進(jìn)而使電池最終漏液。如果電池漏液，電池的性能將急速下降，而且電解液還會對使用者的機(jī)器進(jìn)展腐蝕，終而引起更加危險的失效。水分的來源車間中的水分來源的來源多種多樣，一般來自于以下幾個方面：空氣中的水分、人體出汗產(chǎn)生的水分、人體呼吸產(chǎn)生的水分；雨天，衣服淋濕之后，沒有完全枯燥就進(jìn)入車間；洗手后，手沒有烘干就進(jìn)入車間。水分還來自紙箱等包裝物，這些包裝物的含水量很高，也是水分的來源之一，對于我們所使用的原材料，輔料，他們也是帶有不同含量的水分的，譬如紙巾，譬如隔膜紙，譬如極片，他們都是吸水性非常強(qiáng)的物質(zhì)，一旦水分被吸進(jìn)去，就要花能量去把它除掉?？諝庵械乃?，一般用相對濕度來衡量。在不同溫度和天氣，有很大的差異，在夏天的雨天可以到達(dá)90%，冬天的雪天則30%左右，在夏天的晴天50%左右，冬天的晴天則20%左右。人呼吸的時候，距離鼻孔2厘米，濕度則到達(dá)85%?？諝庵兴闹亓浚梢詤⒁娤卤恚?1℃時濕度水分含量/ppm水的重量g/m31%2450.32%5120.610%24613.115%36974.620%49356.225%61767.730%74219.349%1212015.282%2037025.5電池中的水分來源車間中的水分控制，最終還是要用于控制電池中的水分。對于電池中的水分，它的來源就主要是來之于材料，當(dāng)然也涉及環(huán)境。正極片我們的正極片使用的如是納米材料，這種納米材料具有很強(qiáng)的吸水性，如“NMP〞在涂布沒烘烤干，極片很容易吸收周圍的空氣中水分?！餐饨缫话銧顟B(tài)下空氣中的水分含量在30%-90%以上，隨天氣而變?！池?fù)極片負(fù)極片比正極片來說，吸水性相對低一點，當(dāng)然，在沒有控制濕度的環(huán)境下，其從環(huán)境空氣中吸水?dāng)?shù)量也是相當(dāng)可觀的。隔膜紙隔膜紙也是一種多孔性的塑料薄膜，其吸水性也是很大的。電解液電解液是一種非常怕水的物質(zhì)，它也非常容易吸水，他會和水進(jìn)展化學(xué)反響，直至所有的電解液物質(zhì)反映完成，也就是說，他喝水的能力是永無止境，直至自己死掉。其他金屬零件雖然金屬零件本身對水分的吸收有限，但是，金屬零件對水分卻很怕，因為水分的存在會使其生銹或者腐蝕。材料中的水分含量是電池中水分的主要來源，當(dāng)然，環(huán)境濕度越大，電池材料越容易吸收水分。在30%組裝車間在這個車間，是電池材來吸水的主要場所，所有的重要原材料，正極片，負(fù)極片，隔膜紙，電池零件都暴露在這個車間一段時間，所以，他是電池材料吸水的主要場所，而且，停留時間越長，吸的水分就越多，因此，在這個車間，我們應(yīng)該保證產(chǎn)品呆在這個車間的時間越短越好。在30%激光焊車間激光焊車間也是30%的濕度，因為電池在這個階段還沒有封口，所以也需要控制電池在這個車間等待的時間，保證電池的水分含量足夠小。在車間走廊(約30～90%，隨天氣而變)車間走廊是沒有控制濕度的，如果電池等待在這個區(qū)域，則它的吸水性將是最大的，所以，要100%防止未封口的電池和材料暴露在這個區(qū)域。一卷點焊了極耳的正極片，完全枯燥后，在(50～70)%的環(huán)境下經(jīng)過一天，吸水量到達(dá)極片本身的0.3%，經(jīng)過兩天，水分到達(dá)0.5%，經(jīng)過五天，水分到達(dá)0.7%；換算成電池的話，則1只電池1天吸5-10滴水。因此電池轉(zhuǎn)移經(jīng)過車間走廊時，一定要迅速穩(wěn)健。在30%烘烤房這個車間，是非常重要的，之所以說重要是，因為電池吸收到的所有水分，都必須通過這個工序烘烤出來。如果烘烤不出來，則，前面所有提到的問題都會在我們的產(chǎn)品表現(xiàn)出來。烘烤后的電池必須在最短的時間轉(zhuǎn)進(jìn)注液房，否則，電池將會吸水很嚴(yán)重。烘烤后的電池，在30%的房間，僅僅由一個蓋帽孔透氣，就會在15分鐘吸水到達(dá)電池本身重量的0.006%，也就是0.012g，幾乎是五分之一滴水。然后需要在過渡烘箱加烘至少4小時，才能再次烘干這15分鐘的吸水量。在1%注液房這個房間，是濕度應(yīng)該最嚴(yán)格控制的房間，濕度應(yīng)該控制在1%以下，溫度控制在23℃以下。如果達(dá)不到這個要求，前面所有的控制都會失敗，電池會重新吸收水分，電解液在注液過程中也會吸收水分。如果這里控制不好，前功盡棄。僅僅由一個小小的縫隙透氣，就會在16個小時后，吸水到達(dá)電池本身重量的0.01%，也就是0.02g，幾乎是1滴水的三分之一。因此電池轉(zhuǎn)進(jìn)注液房以后，我們要一次注液封口后化，等待注液的電池，還要存在真空箱，抽真空以阻止空氣中的水分。在這個1%的注液房，需要一個功率很大的除濕機(jī)來輸送干空氣。假設(shè)帶1滴水(1滴水約為0.05g)進(jìn)入注液房，就需要消耗5度電才能除掉這1滴水。在能源緊缺的今天，這是一個巨大的浪費。雖然電費由公司來出，但發(fā)電站在我們國家，用煤發(fā)電又會向空氣中排放很多污染，損害的依舊是我們自己。所以在雨天，淋濕的衣服一定要枯燥后才能進(jìn)入車間；洗手后一定用干手機(jī)烘干手上的水珠；進(jìn)入圓柱裝配車間時，一定要經(jīng)過風(fēng)淋系統(tǒng)。這一點一滴，保護(hù)的不僅僅是公司的利益，更是我們家園的環(huán)境。目前的除水措施消除環(huán)境水分：我們建立枯燥車間。用枯燥機(jī)生成枯燥空氣，不斷的輸進(jìn)枯燥車間，置換車間的濕空氣。消除電池部的水分：用真空烘烤來除水；烘烤完畢后，首先要測試電池是否烘烤合格，這個測試儀器花了15萬塊錢。把電池在水分最低的注液房〔濕度＜1%〕用最短的時間完注液，化，封口，阻止電池和空氣中的水分接觸；在沒封口之前，還要存放在真空烤箱里。人體水分的控制：這項措施，我們每天都在進(jìn)展著，戴口罩，穿防靜電服。這種保護(hù)是雙向的，保護(hù)了電池，也保護(hù)了我們不被灰塵侵?jǐn)_。在洗手間，我們都配備了自動干手機(jī)，洗完手之后，吹干再回車間。用濕布擦拭設(shè)備及清洗工作環(huán)境，這種方式，我們平常在普遍使用，當(dāng)然