鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。最早發(fā)明鋰電池的科學家是愛迪生。當然,現(xiàn)在人們對鋰電池已經(jīng)完全不陌生了,尤其是其廣泛應(yīng)用于汽車、電動車等交通工具領(lǐng)域后,人們對鋰電池的關(guān)注更是提升了一個檔次。
?
鋰電池的分類
?
1、按內(nèi)部材料鋰電池通常分兩大類:
?
鋰金屬電池:鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。
?
鋰離子電池:鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。
?
雖然鋰金屬電池的能量密度高,理論上能達到3860瓦/公斤。但是由于其性質(zhì)不夠穩(wěn)定而且不能充電,所以無法作為反復使用的動力電池。而鋰離子電池由于具有反復充電的能力,被作為主要的動力電池發(fā)展。但因為其配合不同的元素,組成的正極材料在各方面性能差異很大,導致業(yè)內(nèi)對正極材料路線的紛爭加大。
?
通常我們說得最多的動力電池主要有磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池以及三元鋰電池(三元鎳鈷錳)
?
2、按用途分;也可分為兩大類:
?
第一個是數(shù)碼電池,就是我們?nèi)粘S玫氖謾C,平板,移動電源等等,這些都是屬于數(shù)碼類電池。
?
第二種是動力電池,就是特斯拉,比亞迪一些新能源電動汽車,還有無人機等產(chǎn)品用的電池,這些電池要求的瞬間電流很大,數(shù)碼類電池滿足不了瞬間大電流,所以這類也叫高倍率電池,價格比數(shù)碼電池要貴一些。
?
3、按外殼材料分,可以分為三類:
?
第一類,鋼殼電池,顧名思義就是外殼是鋼材。
?
第二類,鋁殼電池,同理外殼是鋁的材質(zhì)。
?
第三類,聚合物電池,外殼是一種聚合物材料,大多是銀色的,少數(shù)幾家廠商做的是黑色,業(yè)內(nèi)成為黑皮。
?
4、按形狀分也是三類:
?
第一種,圓柱電池,這種用的很多,像18650,26650等等,這種一般組合使用,組合比較少的可以用作數(shù)碼產(chǎn)品,像早期的筆記本電腦,一般8個18650,移動電源,一個到五六個不等的組合,還有特斯拉的7000多個18650的串并聯(lián)組合。
?
第二種,方形電池,這類大多是聚合物電池,因為這種聚合物延展性很好,可以做出很多造型,長寬高都可以隨意調(diào)整,現(xiàn)在大多數(shù)數(shù)碼產(chǎn)品都是使用這類電池。
?
第三種,異形電池,就是一些奇形怪狀的電池,根據(jù)產(chǎn)品的需求電池也要配套的形狀,比如現(xiàn)在流行的智能穿戴產(chǎn)品,比如智能手環(huán)是環(huán)形的,所以電池也做成環(huán)形的。
?
鋰電池的結(jié)構(gòu)
?
鋰電池結(jié)構(gòu)分為五部分,即正極、負極、隔膜、電解液和外殼。
?
?。?)鋰電池正極包含活性物質(zhì)、導電劑、溶劑、粘合劑、基體等物質(zhì)。
?
?。?)鋰電池負極包含活性物質(zhì)、粘合劑、溶劑、基體等物質(zhì)。
?
(3)鋰電池隔膜
?
?。?)鋰電池電解液
?
?。?)鋰電池外殼包含鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣膠帶等五金件。
?
?
鋰電池生產(chǎn)流程圖
?
鋰電池的生產(chǎn)流程每個生產(chǎn)廠家的不是很一致,但大都離不開這幾個環(huán)節(jié),如下圖:
?
?
?
具體地說如下:物料準備——勻漿——涂布——碾壓——分切——烘烤——卷繞——入殼——激光焊——烘烤——注液——預充——封口——清洗——老化——全檢——入庫——出貨。
?
鋰電池生產(chǎn)工藝流程
?
客觀地講,鋰電池生產(chǎn)工藝流程分為三大工段,一是極片制作,二是電芯制作,三是電池組裝。在鋰電池生產(chǎn)工藝中,極片制作是基礎(chǔ)、電芯制作是核心,電池組裝關(guān)系到鋰電池成品質(zhì)量。鋰電池生產(chǎn)工藝流程具體環(huán)節(jié)包含正極拉漿、負極拉漿、正極片、負極片、鋼殼裝配、注液及檢測以及包裝等。
?
?
?
鋰電池生產(chǎn)工藝流程簡介
?
眾所周知,鋰電池生產(chǎn)工藝流程相當復雜,畢竟鋰離子電池產(chǎn)品安全性能高低直接關(guān)系到消費者的生命健康,自然鋰電池生產(chǎn)制造中對設(shè)備的性能、精度、穩(wěn)定性和自動化水平有較高的要求。以鋰電池生產(chǎn)工藝流程中的電極漿料的制備的為例,這個環(huán)節(jié)及時最前端的環(huán)節(jié),也是整個生產(chǎn)工藝的最重要的環(huán)節(jié),畢竟電極漿料混合分散工藝對產(chǎn)品的品質(zhì)影響度大于30%。原因何在?
?
原因在于鋰電池的正、負極漿料制備都包括了液體與液體、液體與固體物料之間的相互混合、溶解、分散等一系列工藝過程,并且伴隨著溫度、粘度、環(huán)境等變化。在正、負極漿料中,顆粒狀活性物質(zhì)的分散性和均勻性直接影響到鋰離子在電池兩極間的運動,所以電極漿料的分散質(zhì)量直接影響鋰電池的產(chǎn)品性能。
?
由此可見,鋰電池生產(chǎn)工藝流程各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都與產(chǎn)品質(zhì)量、安全性有緊密的聯(lián)系,鋰電池生產(chǎn)過程中每一環(huán)節(jié)都要從嚴、從細進行管理,這樣才能提升鋰電池產(chǎn)品安全性能。