終端產品對電池的要求就是“更安全、更高容量、更快速充電、更小更輕更薄”,所以電池生產企業必須有更好的外觀缺陷檢測系統、質量管控、質量保證系統。質量管理非常系統、非常復雜,需要所有人都參與到質量管理中來,才能真正提高質量。
電池的主要材料包括:正極材料、負極材料、銅箔、鋁箔、隔膜、電解液、外殼(鋁塑膜,鋁殼等)、極耳、設備等,每一個都對電池最終的性能、質量、成本有不同程度的影響。不同批次的材料都可能有較大的差異,這就要求進行管理質量、成本、交期、研發能力、反應速度的指標,而質量管理是最重要的考核KPI之一。建立一流的電池質量體系,首先要了解一下電池的工作原理、結構和生產工藝,從而有針對性的制定質量方針、質量標準、質量體系、外觀缺陷檢測系統。
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、使用非水電解質的電池。正極采用鋰化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 、LiFePO4和三元復合材料,負極采用鋰-碳層間化合物LiXC6。在充放電過程中,Li+ 在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌,被形象的稱為“搖椅電池”。充電池時,Li+從正極脫嵌,經過電解質嵌入負極,負極處于富鋰狀態,放電時則相反。充電電池總反應:LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6。
從結構上來說、電池主要包括如下五大部分:
一、正極——活性物質一般為錳酸鋰或者鈷酸鋰,鎳鈷錳酸鋰材料,電動自行車則普遍用鎳鈷錳酸鋰(俗稱三元)或者三元+少量錳酸鋰,純的錳酸鋰和磷酸鐵鋰則由于體積大、性能不好或成本高而逐漸淡出。導電極流體使用厚度10--20微米的電解鋁箔。
二、隔膜——一種經特殊成型的高分子薄膜,薄膜有微孔結構,可以讓鋰離子自由通過,而電子不能通過。
三、負極——活性物質為石墨,或近似石墨結構的碳,導電集流體使用厚度7-15微米的電解銅箔。
四、有機電解液——溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑,聚合物的則使用凝膠狀電解液。
五、電池外殼——分為鋼殼(方型很少使用)、鋁殼、鍍鎳鐵殼(圓柱電池使用)、鋁塑膜(軟包裝)等,還有電池的蓋帽,也是電池的正負極引出端。
終端產品對電池的要求就是“更安全、更高容量、更快速充電、更小更輕更薄”,所以電池生產企業必須有更好的外觀缺陷檢測系統、質量管控、質量保證系統。
從大的方面來說,電池制造可以劃分為如下六大工序:
一、正負極配料:用專門的溶液和粘接劑分別與粉末狀的正負極活性物質混合,經高速攪拌均勻后,制成漿狀的正負極物質。
二、涂布:將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面,烘干,分別制成正負極極片。
三、制片:將涂好的布裁成工藝要求的大小,壓片,再焊極耳。
四、裝配:將正極片、隔膜、負極片順序放好,經卷繞制成電池極芯,裝入包裝膜,再注入電解液、封口等工藝過程,即完成電池裝配過程。
五、化成 :用專用的電池充放電設備對成品電池進行充放電測試,對每一只電池都進行檢測,篩選出合格的成品電池,待出廠。
六、包裝: 按客戶的要求,將電池組合包裝出貨。
總而言之質量管理很是復雜,需要所有人都參與到質量管理中來,管理外觀缺陷檢測,才能真正提高質量。
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