锂电池项目工艺分析

(1)锂电池生产产业链

锂电池项目在国内已经有比较成熟的产销结构，主要分为三大部分，首先是负责生产材料的上游行业，主要提供正负极材料、电解液、隔膜以及其它五金材料；其次是负责生产加工组装的车间，功能是加工锂电子电芯，封装锂电子电池，组装锂离子电池模组；最后便是锂电子电池的应用层面，第三产业将锂电池应用于消费电子产品、电动交通工具、工业储能中去。锂电池项目产业链结构如图1所示。

(2)锂电池生产工艺流程分析

锂电池生产流程分为三个主要的工段，包括极片制作、电芯制作、电池组装。在锂电池的生产工艺中，极片制作是所有工艺的基础，也是锂电池项目工艺的开始阶段，锂电池电芯制作是整个工艺流程的核心，是最关键的一部分，而最后一个环节是电池组装，这一步对锂电池成品的质量有着重要的影响。具体来说，锂电池生产流程的环节包括正极拉浆、负极拉浆、正极片、负极片、刚壳装配、柱液及检测与包装等。如图2所示。

锂电池生产工艺流程相当复杂，毕竟锂离子电次产品安全性能高低直接关系到消费者的生命健康，自然锂电池生产制造中对设备的性能、精度、稳定性和自动化水平有较高的要求。以锂电池生产工艺流程中的电极浆料的制备为例，这个环节既是最前端的环节，也是整个生产工艺的最重要的环节，毕竟电极浆料混合分散工艺对产品的品质影响度大于百分之三十。原因在于锂电池的正、负极浆料制备都包括了一系列工艺过程，并且伴随着温度、粘度、环境等变化。在正、负极浆料中，颗粒状活性物质的分散性和均匀性直接影响到锂离子在电池两极间的运动，所以电极浆料的分散质量直接影响锂电池的产品性能。

锂电池项目技术要点

在分析多种电池生产工艺过程的基础上，发现生产过程中的湿度控制以及电池热压整形等关键环节是锂电池项目中关键的技术难点。

(1)湿度控制。湿度控制是指锂电池工艺设备的湿负荷参数需要保持在一定范围内，要求生产环境的空气必须是干燥空气，并且送风管管道的密封性能以及生产车间的封闭性同样也是非常重要的影响素。

解决湿度控制的技术角度有很多，第一是可以考虑从控制空气温度的角度来解决问题，设置两台转轮除湿，一台处理新风露点，一台处理新风与一次回风混合空气露点，为方便节能，采用二次热排风进入空气一次新风热排进风，节省大部分热能，使二次热排风的热源获得有效使用。另外一个角度就是绝对保证生产环境的密封性，比如可以将彩钢板板缝打胶，天地轨均安排打胶。其次通风管道可以采用不锈钢风管，满焊焊接，所有焊缝必须试漏，并且试漏必须由专人负责，对不合格的焊缝需要将通风管切掉重新焊缝。

(2)锂电池热压整形。电池隔膜作为电池的核心部件，发挥了隔离正负极电子传导，同时允许锂离子在两极之间的往复通过的关键作用，隔膜上的微孔结构正是这些离子往返于正负极的重要通道，它的透气性能会直接影响到电池的性能，隔膜透气性是指隔膜在一定的时间压力下透过的气体量。如果隔膜的透气性不好，将影响锂离子在正负极之间的传递，继而影响锂电池的充放电。测试工艺过程为：固定电池隔膜，在隔膜一侧施加气压，计量气压压降和所用时间，检测隔膜的透气度，所用时间越短，透气性越好。

在热压过程中，隔膜可能被严重压缩，隔膜厚度变化大，导致微孔被堵塞，肉眼观察隔膜会变成透明色，这种情况说明热压整形对电芯作用超限，会影响锂离子传输。如果极片比较脆，电芯折弯处在热压整形中容易发生掉粉甚至断裂，这会导致电子传输受限，增加电池内阻。因此，电芯热压整形也必须避免这种情况发生。这两个方面要求热压整形压力越小越好，时间越短越好。而另外一方面，热压整形又必须使电芯定型，电芯厚度满足工艺要求，电芯弹性减小，并保证成品电芯厚度的一致性。因此，热压整形过程中压力，时间和温度等工艺参数需要优化。