演講人：日期:鋰電池制造流程與工藝目錄CATALOGUE01原材料準備02電極制作03電芯組裝04注液與化成05老化與篩選06終檢與包裝PART01原材料準備鈷酸鋰（LiCoO?）合成工藝通過高溫固相法或溶膠-凝膠法將鋰鹽與鈷鹽混合煅燒，形成層狀結(jié)構(gòu)的正極材料，需嚴格控制煅燒溫度（800-1000℃）和氣氛（氧氣環(huán)境）以避免雜質(zhì)相生成。三元材料（NCM/NCA）改性技術(shù)通過共沉淀法合成鎳鈷錳（或鋁）前驅(qū)體，再與鋰鹽混合燒結(jié)，優(yōu)化鎳含量可提升能量密度，但需平衡熱穩(wěn)定性與循環(huán)壽命。磷酸鐵鋰（LiFePO?）碳包覆工藝采用碳熱還原法在材料表面形成導電碳層，解決其本征電導率低的問題，同時需控制碳含量（3-5%）以避免容量損失。正極材料合成與處理通過氣相沉積或液相包覆在石墨顆粒表面形成SEI膜（固體電解質(zhì)界面膜），減少電解液副反應，提升首次充放電效率至90%以上。石墨負極表面改性將納米硅與碳基質(zhì)復合以緩沖體積膨脹（300%），并通過預鋰化補償首次循環(huán)的鋰損耗，但需解決長期循環(huán)的顆粒破碎問題。硅基負極預鋰化技術(shù)通過低溫碳化生物質(zhì)前驅(qū)體（如椰殼）制備多孔硬碳，優(yōu)化孔徑分布（2-50nm）以實現(xiàn)快速鋰離子嵌入/脫嵌，適用于高倍率場景。硬碳材料孔隙調(diào)控負極材料制備工藝隔膜與電解液質(zhì)檢標準隔膜穿刺強度測試采用ASTMD3763標準，要求基膜（PE/PP）的穿刺強度≥300gf，涂覆陶瓷層后需保持透氣率（Gurley值）在200-500s/100ml范圍內(nèi)。隔膜熱收縮率驗證在105℃烘箱中放置1小時后，MD/TD方向收縮率需分別＜5%和3%，確保電池高溫工況下的尺寸穩(wěn)定性。電解液水分控制通過卡爾費休法檢測水分含量，要求≤20ppm，防止LiPF6水解生成HF腐蝕電極；同時檢測游離酸（HF）含量需＜50ppm。PART02電極制作漿料混合與分散技術(shù)采用自動化稱重與投料設備，確?；钚晕镔|(zhì)、導電劑、粘結(jié)劑的比例誤差小于0.5%，避免因配比偏差導致電池性能波動。高精度配料系統(tǒng)通過高速剪切、行星攪拌和超聲分散等組合技術(shù)，消除漿料團聚現(xiàn)象，使顆粒粒徑分布控制在D50≤5μm范圍內(nèi)，提升電極導電均勻性。多級分散工藝在線檢測漿料粘度（通常維持在3000-8000cP），結(jié)合溫度補償算法，確保涂布時的流變特性穩(wěn)定，減少涂層缺陷。粘度動態(tài)監(jiān)測采用微米級間隙調(diào)節(jié)（精度±1μm）和背壓閉環(huán)控制，實現(xiàn)涂布厚度偏差≤±2μm，保障面密度一致性（如正極面密度波動＜3%）。涂布工藝精度控制狹縫式涂布頭設計分段設置烘箱溫度（80℃→120℃→90℃），配合風速調(diào)節(jié)，避免溶劑快速揮發(fā)造成的龜裂或“邊緣效應”，干燥后殘留溶劑含量需＜500ppm。干燥梯度優(yōu)化集成CCD視覺系統(tǒng)實時掃描涂層，識別并標記氣泡、劃痕等異常，不良品自動分揀率達99.9%，單卷極片瑕疵點≤3個。在線缺陷檢測等靜壓輥壓技術(shù)使用532nm綠激光切割（切口寬度＜50μm），毛刺高度≤10μm，配合除塵裝置減少金屬碎屑污染，極片寬度公差±0.1mm。激光分切系統(tǒng)張力協(xié)同控制收放卷張力波動＜5N，通過PID算法動態(tài)補償材料彈性變形，避免極片褶皺或斷裂，分切后卷材橢圓度＜0.2%。采用液壓伺服控制輥縫（壓力范圍5-20T），極片壓實密度誤差控制在±0.05g/cm3內(nèi)，同時保證孔隙率在20%-30%區(qū)間以平衡離子傳導與機械強度。極片輥壓與分切規(guī)范PART03電芯組裝卷繞/疊片結(jié)構(gòu)設計采用連續(xù)卷繞方式將正負極片與隔膜疊層組合，適用于圓柱/方形電池，需控制張力均勻性以避免極片褶皺或斷裂，卷繞對齊度偏差需小于±0.3mm。卷繞工藝特點疊片工藝優(yōu)勢結(jié)構(gòu)仿真驗證通過Z型疊片實現(xiàn)極片與隔膜的精準堆疊，能量密度比卷繞高5%-10%，但設備成本增加30%，需解決疊片速度與良率的平衡問題（目標良率>99.5%）。通過ANSYS模擬電芯充放電膨脹力，優(yōu)化極片弧度與隔膜拉伸系數(shù)，確保循環(huán)500次后厚度膨脹率<15%。激光焊接參數(shù)采用1064nm波長光纖激光器，功率300-500W，焊接速度10-20mm/s，熔深需達到極耳厚度的80%以上，焊接后拉力測試需>50N/mm2。極耳焊接可靠性要求超聲波焊接控制針對鋁極耳需設定振幅40-60μm，壓力0.3-0.5MPa，焊后進行X-ray檢測確保無虛焊，接觸電阻增量<10μΩ。多極耳并聯(lián)設計對于高倍率電池需采用3-6個極耳并聯(lián)，焊接時需保證各極耳電流分布差異<5%，避免局部過熱失效。外殼封裝密封性檢測氦氣檢漏標準采用質(zhì)譜儀檢測，泄漏率要求<1×10??Pa·m3/s（相當于年漏氣量<0.05%），檢測壓力為1.5倍工作壓力（通常0.8-1.2MPa）。激光封焊工藝鋁殼封口采用3000W脈沖激光，焊縫寬度1.2-1.5mm，熔深0.8-1.0mm，焊后需進行金相分析確認無氣孔裂紋。二次封裝驗證對軟包電池進行熱封強度測試（剝離力>15N/15mm），并經(jīng)過85℃/85%RH老化測試48小時后復檢密封性。PART04注液與化成電解液真空注入流程真空環(huán)境預處理注液后密封時效控制多階段梯度注液電池殼體需在真空腔室內(nèi)進行預處理，確保內(nèi)部氣壓低于5Pa，以消除空氣和水分對電解液的污染風險。注入過程中需維持恒定真空度（10-30Pa），避免電解液揮發(fā)和氧化。采用分步注液工藝，首次注入電解液總量的40%，靜置15分鐘使極片浸潤；二次注入剩余60%，通過壓力傳感器實時監(jiān)控液面高度，誤差控制在±0.5mm范圍內(nèi)。完成注液后須在30秒內(nèi)完成密封焊接，密封氦氣檢漏率需≤1×10??Pa·m3/s，同時保持電池45°傾斜角靜置2小時，確保電解液均勻分布。階梯式充電協(xié)議采用0.02C小電流預充至2.8V（耗時4-6小時），隨后切換0.1C恒流充至3.8V，最終以3.8V恒壓充電至電流降至0.05C截止。全程溫度控制在25±2℃，電壓采樣精度需達±1mV。容量活化放電曲線首次放電按0.2C恒流進行至2.5V截止，放電容量不應低于額定容量的85%。過程中需記錄dV/dQ微分曲線，檢測有無異常相變平臺（波動范圍＞5mV/mAh即判定異常）。阻抗譜檢測節(jié)點在充放電間歇期進行EIS測試，頻率范圍10kHz-0.01Hz，新電池AC阻抗應＜50mΩ（1kHz下），若SEI膜形成異常會導致中頻區(qū)半圓直徑增大30%以上。首次充放電激活參數(shù)多級壓力調(diào)控排氣配備GC-MS聯(lián)用系統(tǒng)，實時分析排出氣體成分（正常應為C?H?占60%、CO?占30%），若檢測到H?濃度＞500ppm或CH?＞200ppm需立即終止化成。氣相色譜在線監(jiān)測熱流場均衡設計在化成柜中配置軸向散熱風道，保持電池表面溫差＜3℃，高溫區(qū)域需加強強制對流（風速2.5m/s），避免局部過熱引發(fā)電解液分解（溫度超過45℃產(chǎn)氣量激增300%）。設置三級壓力釋放閥（0.5MPa/0.8MPa/1.2MPa），當內(nèi)部產(chǎn)氣壓力達到0.3MPa時啟動微孔排氣，排氣速率控制在5-8mL/min，防止SEI膜生成氣體驟增導致殼體變形?；蛇^程排氣控制PART05老化與篩選靜置老化時間與環(huán)境鋰電池在注液后需靜置24-72小時，使電解液充分浸潤極片，同時釋放內(nèi)部應力。高溫環(huán)境（如45°C）可縮短靜置時間，但需平衡電池性能與老化效率。標準靜置時長控制環(huán)境溫濕度管理老化過程監(jiān)控靜置車間需保持恒溫（25±2°C）和低濕度（露點≤-30°C），避免水分滲入導致電解液分解或電極腐蝕。氮氣保護柜常用于高鎳體系電池的靜置，防止氧化副反應。通過實時監(jiān)測電池開路電壓（OCV）變化曲線，判斷電解液浸潤狀態(tài)。若電壓波動超過±5mV，需排查封裝密封性或電解液滲透異常。電壓/內(nèi)阻一致性篩查交流內(nèi)阻（ACIR）檢測通過1kHz交流阻抗儀測量內(nèi)阻，篩選標準通常為均值±3σ（如三元電池內(nèi)阻≤2mΩ）。內(nèi)阻異常電池需分析極耳焊接或電極涂布均勻性問題。電壓分選閾值設定采用高精度電壓表（±0.1mV）對電池組進行分檔，同一批次電池電壓差需控制在±10mV以內(nèi)，避免成組后出現(xiàn)“木桶效應”。動態(tài)負載測試在0.5C放電工況下監(jiān)測電壓跌落，剔除電壓驟降超過5%的電池，此類電池可能存在活性物質(zhì)分布不均或隔膜缺陷。自放電率測試方法電池滿充后置于25°C環(huán)境中，每隔7天測量電壓，若28天內(nèi)電壓下降＞3mV/day則判定為高自放電電池，通常與微短路或雜質(zhì)污染相關(guān)。28天OCV衰減法將電池在55°C下存儲48小時，通過庫侖效率儀測算容量損失率。合格標準為容量衰減≤2%，此方法可快速篩選出隔膜閉孔不良的電池。高溫加速法通過充放電曲線微分峰值偏移判斷副反應程度，若Li+嵌入/脫嵌峰位偏移＞10mV，提示SEI膜不穩(wěn)定或鋰枝晶生長風險。差分容量分析（dQ/dV）PART06終檢與包裝010203針刺測試模擬電池內(nèi)部短路場景，使用鋼針以恒定速度穿透電池，監(jiān)測是否發(fā)生起火、爆炸或漏液。要求電池在測試后30分鐘內(nèi)無熱失控現(xiàn)象，且表面溫度不超過150℃。擠壓測試通過液壓裝置對電池施加特定壓力（通常為13kN），持續(xù)10分鐘，評估電池結(jié)構(gòu)完整性與電解液泄漏風險。通過標準為電池不變形、不破裂且電壓保持穩(wěn)定。過充/過放測試強制電池充放電至極限電壓（如4.5V或2.0V），驗證保護電路能否及時切斷電流，避免熱失控。安全性能測試（針刺/擠壓）外觀與尺寸終檢標準表面缺陷檢測采用高分辨率光學掃描儀檢查電池外殼劃痕、凹坑或污染，缺陷面積需小于0.1mm2且深度不超過50μm。尺寸公差控制驗證極耳焊接強度（拉力≥50N）及封裝密封性（氦氣泄漏率＜1×10??Pa·m3/s）。使用三坐標測量儀核對長、寬、厚，公差范圍嚴格限定在±0.2mm內(nèi)，確保與客戶設備兼容性。極耳與密