锂电池制造——中期工艺

锂离子电池是一个复杂的系统，包括正极、负极、隔膜、电解液、集流体和粘结剂、导电剂等，涉及正负极电化学反应、锂离子传导和电子传导以及热扩散等反应。锂电池的生产过程较为繁琐，涉及50多个工序。

根据形状，锂电池可分为圆柱形电池、方形电池和软包电池等；其生产工艺虽略有不同，但总体上可分为锂电池制造工艺（极片制造）、中间工艺（电芯合成）和后处理工艺（成型和封装）。由于锂离子电池对安全性和性能要求极高，因此对电池制造过程中锂离子设备的精度、稳定性和自动化程度有着极高的要求。

M中间阶段过程

中间工序的生产目标是完成电池单体的制造，不同类型锂电池的中间工序技术路线和生产线设备各不相同。中间工序的本质是组装工序，具体而言，是将前一工序制成的（正负极）极片与隔膜和电解液按顺序组装在一起。 

由于方形（卷状）、圆柱形（卷状）和软包（层状）电池的储能结构不同，因此不同类型锂电池在中间工艺的技术路线和生产线设备存在明显的差异。 

具体而言，方形和圆柱形电池中间工序的主要流程包括：绕线、注液、封装，涉及的设备主要包括：绕线机电解液注射机、包装设备（壳机、滚槽机、封口机，焊接机）； 

软包电池中间工序的主要流程包括：叠层、注液、封装，涉及的设备主要包括：叠层机、电解液注射机包装设备等。

1. 阳性平板制备

板坯成型完成后，需要将正极片烘干（120℃），然后进行铝极耳焊接和极耳涂层处理。此时，需要考虑极耳的长度和成型宽度。

以18650电池设计为例，极耳外露设计主要考虑焊接帽盖和滚压槽时正极耳的合理配合。极耳外露过长，滚压槽时容易导致极耳与钢壳短路；极耳过短，焊接帽盖时也容易发生短路。

2. 负片制备

需要将负极片烘干（105-110℃），然后焊接镍片并进行包覆。极长和成型宽度也需要考虑。

3. 在结束

绕线（使用的设备：绕线机) 是将极片卷绕成锂离子电池单元的生产工艺或卷绕模切机构，主要用于方形、圆形锂电池的生产。绕线机可细分为方形绕线机和圆柱形绕线机，分别用于生产方形和圆柱形锂电池。与圆柱形绕线相比，方形绕线工艺对张力控制的要求更高，因此方形绕线机的技术难度更大。

4. 电池包装

（所用设备：压壳机、滚槽机、封口机、焊接机）是将铁芯装入电池壳中。

 电池进料 → 绝缘板进料 → 壳体进料 → 组装 → 完成

4.1 内陷

在将铁芯放入外壳之前，需要进行200~500V的高压测试（测试是否存在高压短路）和除尘处理（进一步控制灰尘进入外壳前）。这里需要强调锂电池的三个控制点：水、毛刺和灰尘。完成上述步骤后，将下焊盘放入线圈铁芯底部，弯曲负极耳，使极耳面朝向线圈引脚孔，最后垂直插入钢壳或铝壳。

4.2槽滚动

将焊针（通常由铜或合金制成）插入芯体的中间孔中。常用焊针规格为Φ2.5*1.6mm，负极耳的焊接强度≥12N，强度过低容易熔化，且内阻较大；强度过高则容易熔化钢壳表面的镍层，导致焊点处出现锈蚀、露水等隐患。

5. 细胞烘焙

圆柱形电芯通过轧辊槽后，下一步至关重要：烘烤。电芯在生产过程中会带入一定量的水分，如果不能及时将水分控制在标准范围内，将严重影响电池的性能和安全性能。通常采用自动真空烘箱进行烘烤，将待烘烤的电池整齐地放入烘箱，放置干燥剂，设定参数，加热至85℃（例如磷酸铁锂电池），需要经过多次真空干燥循环才能达到标准温度。

6.电解质注入

电解质注入机器（使用的设备：电解质注射机器）是将电池电解液注入电池单体。

7. 超强焊接帽 

事先将电池盖放入手套箱，一手将电池盖固定在超级焊机的底部模具上，另一手握住电池。将电池的正极与电池盖的电极对齐。确认正极与电池盖电极对齐后，踩下超级焊机的脚踏开关。 

之后，需要对电池进行全面检查：自检极耳的焊接效果。

 （1）观察极耳是否对齐

 （2）轻轻拉动杆耳，看看杆耳是否松动。 

带有超焊盖的电池单体需要再次进行超焊。