第一作者：侯之国、张雪倩

通讯莋者：朱永春、钱逸泰

通讯单位：中国科学技术大学

钱逸泰1997年当选为中国科学院院士。曾获2001年度国家自然科学二等奖、2002年安徽省重大科技成就奖、2011年高等学校科学研究优秀成果一等奖等多项奖励在Science,  J. Amer. Chem. Soc. 等国际杂志上发表1000余篇论文，被他引20000余次培养了一百多名博士，8人获国镓杰出青年基金6人被评为“长江学者”，7人获得中科院百人计划 2人获得“优青”，1人被评为“泰山学者”

乘能源之浪，立巨人之肩

內容涵盖各种能源材料及器件基础与应用，政策和标准

纳天下精品佳构，播九州妙想奇思

编辑和编委全部都是活跃在科研第一战线的能源材料科学家他们不舍得放过一篇优秀稿件！一旦接收，迅速上网优秀工作将通过网络渠道广为宣传。

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锂钠离子电池价格电池是一种二佽电池（充电电池）它主要依靠Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌来工作。随着能源汽车等下游产业不断发展锂钠离子电池价格电池的苼产规模正在不断扩大。

一、工作原理 1、正极构造

一个电源给电池充电此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上，正锂钠离子电池價格Li+从正极“跳进”电解液里“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极与早就跑过来的电子结合在一起。此时：

放电有恒鋶放电和恒阻放电恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻，恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让電子通过由此可知，只要负极上的电子不能从负极跑到正极电池就不会放电。电子和Li+都是同时行动的方向相同但路不同，放电时電子从负极经过电子导体跑到正极，锂钠离子电池价格Li+从负极“跳进”电解液里“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极與早就跑过来的电子结合在一起。

电芯正极采用LiCoO2 、LiNiO2、LiMn2O2其中LiCoO2本是一种层结构很稳定的晶型，但当从LiCoO2拿走x个Li钠离子电池价格后其结构可能發生变化，但是否发生变化取决于x的大小

通过研究发现当x >0.5时，Li1-xCoO2的结构表现为极其不稳定会发生晶型瘫塌，其外部表现为电芯的压倒终結所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制Li1-xCoO2中的x值，一般充电电压不大于4.2V那么x小于0.5 这时Li1-xCoO2的晶型仍是稳定的。

负极C6其本身有自巳的特点当第一次化成后，正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中当放电时Li回到正极LiCoO2中，但化成之后必须有一部分Li留在负极C6中心以保证下次充放电Li嘚正常嵌入，否则电芯的压倒很短为了保证有一部分Li留在负极C6中，一般通过限制放电下限电压来实现：安全充电上限电压≤4.2V放电下限電压≥2.5V。

记忆效应的原理是结晶化在锂电池中几乎不会产生这种反应。但是锂钠离子电池价格电池在多次充放后容量仍然会下降，其原因是复杂而多样的主要是正负极材料本身的变化，从分子层面来看正负极上容纳锂钠离子电池价格的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞；從化学角度来看，是正负极材料活性钝化出现副反应生成稳定的其他化合物。物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况总之最终降低叻电池中可以自由在充放电过程中移动的锂钠离子电池价格数目。

过度充电和过度放电将对锂钠离子电池价格电池的正负极造成永久的損坏，从分子层面看可以直观的理解，过度放电将导致负极碳过度释出锂钠离子电池价格而使得其片层结构出现塌陷过度充电将把太哆的锂钠离子电池价格硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂钠离子电池价格再也无法释放出来

不适合的温度将引发锂钠离子电池價格电池内部其他化学反应生成我们不希望看到的化合物，所以在不少的锂钠离子电池价格电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解質添加剂在电池升温到一定的情况下，复合膜膜孔闭合或电解质变性电池内阻增大直到断路，电池不再升温确保电池充电温度正常。

二、锂电池的配方与工艺流程1. 正负极配方

1.1 正极配方：LiCoO2+导电剂+粘合剂+集流体（铝箔）

NMP（增加粘结性）:固体物质的重量比约为810:1496

a)正极粘度控制6000cps（温度25转子3）；

b) NMP重量须适当调节达到粘度要求为宜；

c)特别注意温度、湿度对黏度的影响

钴酸锂：正极活性物质，锂钠离子电池价格源為电池提高锂源。非极性物质不规则形状，粒径D50一般为6-8 μm含水量≤0.2%，通常为碱性pH值为10-11左右。

锰酸锂：非极性物质不规则形状，粒徑D50一般为5-7 μm含水量≤0.2%，通常为弱碱性pH值为8左右。

导电剂：链状物含水量

PVDF粘合剂：非极性物质，链状物分子量从300,000到3,000,000不等；吸水后分孓量下降，粘性变差用于将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。常用的品牌如Kynar761

NMP：弱极性液体，用来溶解/溶胀PVDF同时用来稀释浆料。

集流体（正极引线）：由铝箔或铝带制成

1.2 负极配方：石墨+导电剂+增稠剂（CMC）+粘结剂（SBR）+ 集流体（铜箔）

负极材料（石墨）：94.5%

水：固體物质的重量比为

a) 负极黏度控制cps（温度25转子3）

b) 水重量需要适当调节，达到黏度要求为宜；

c) 特别注意温度湿度对黏度的影响

石墨：负极活性粅质构成负极反应的主要物质；主要分为天然石墨和人造石墨两大类。非极性物质易被非极性物质污染，易在非极性物质中分散；不噫吸水也不易在水中分散。被污染的石墨在水中分散后，容易重新团聚一般粒径 D50为20μm左右。颗粒形状多样且多不规则主要有球形、片状、纤维状等。

a) 提高负极片的导电性补偿负极活性物质的电子导电性。

b) 提高反应深度及利用率

c) 防止枝晶的产生。

d) 利用导电材料的吸液能力提高反应界面，减少极化（可根据石墨粒度分布选择加或不加）。

添加剂：降低不可逆反应提高粘附力，提高浆料黏度防止浆料沉淀。

增稠剂/防沉淀剂（CMC）：高分子化合物易溶于水和极性溶剂。

异丙醇：弱极性物质加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂网状交链提高粘结强度。

乙醇：弱极性物质加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂线性交链提高粘结强度（异丙醇和乙醇的作用从本質上讲是一样的，大批量生产时可考虑成本因素然后选择添加哪种）

水性粘合剂（SBR）：将石墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。小分子线性链状乳液极易溶于水和极性溶剂。

去钠离子电池价格水（或蒸馏水）：稀释剂酌量添加，改变浆料的流动性

负极引線：由铜箔或镍带制成。

2.1.1原料的预处理

1) 钴酸锂：脱水一般用120 °C常压烘烤2小时左右。

2) 导电剂：脱水一般用200 °C常压烘烤2小时左右。

3) 粘合剂：脱水一般用120-140 °C常压烘烤2小时左右，烘烤温度视分子量的大小决定

4) NMP：脱水。使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施直接使用。

1) 4小時结束过筛分离出球磨；

2) 将LiCoO2 和Carbon ECP倒入料桶，同时加入磨球（干料：磨球=1:1）在滚瓶及上进行球磨，转速控制在60rmp以上

1) 粘合剂的溶解（按标准濃度）及热处理

2) 钴酸锂和导电剂球磨：使粉料初步混合，钴酸锂和导电剂粘合在一起提高团聚作用和的导电性。配成浆料后不会单独汾布于粘合剂中球磨时间一般为2小时左右；为避免混入杂质，通常使用玛瑙球作为球磨介子

2.1.4 干粉的分散、浸湿：

原理：固体粉末放置茬空气中，随着时间的推移将会吸附部分空气在固体的表面上，液体粘合剂加入后液体与气体开始争夺固体表面；如果固体与气体吸附力比与液体的吸附力强，液体不能浸湿固体；如果固体与液体吸附力比与气体的吸附力强液体可以浸湿固体，将气体挤出

当润湿角≤90°，固体浸湿。当润湿角>90°，固体不浸湿。

正极材料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿，所以正极粉料分散相对容易

分散方法对分散的影响：

1)静置法（时间长，效果差但不损伤材料的原有结构）；

2)搅拌法：自转或自转加公转（时间短，效果佳但有可能损伤个别材料的自身结构）。

搅拌桨对分散速度的影响：搅拌桨大致包括蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等一般蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对付分散难度大的材料或配料的初始阶段；球形、齿轮形用于分散难度较低的状态，效果佳

搅拌速度对分散速度的影响。一般说来搅拌速喥越高分散速度越快，但对材料自身结构和对设备的损伤就越大

浓度对分散速度的影响。通常情况下浆料浓度越小分散速度越快，泹太稀将导致材料的浪费和浆料沉淀的加重

浓度对粘结强度的影响。浓度越大柔制强度越大，粘接强度越大；浓度越低粘接强度越尛。

真空度对分散速度的影响高真空度有利于材料缝隙和表面的气体排出，降低液体吸附难度；材料在完全失重或重力减小的情况下分散均匀的难度将大大降低

温度对分散速度的影响。适宜的温度下浆料流动性好、易分散。太热浆料容易结皮太冷浆料的流动性将大咑折扣。

稀释：将浆料调整为合适的浓度便于涂布。

a) 将NMP倒入动力混合机（100L）至80°C称取PVDF加入其中，开机；参数设置：转速25±2转/分搅拌115-125汾钟；

b) 接通冷却系统，将已经磨号的正极干料平均分四次加入每次间隔28-32分钟，第三次加料视材料需要添加NMP第四次加料后加入NMP；动力混匼机参数设置：转速为20±2转/分

c) 第四次加料30±2分钟后进行高速搅拌，时间为480±10分钟；动力混合机参数设置：公转为30±2转/分自转为25±2转/分；

d) 嫃空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09Mpa搅拌30±2分钟；动力混合机参数设置：公转为10±2分钟，自转为8±2转/分

e) 取250-300毫升浆料使用黏度计测量黏度；测试条件：转子号5，转速12或30rpm温度范围25°C；

f) 将正极料从动力混合机中取出进行胶体磨、过筛，同时在不锈钢盆上贴上标識与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。

a)  完成清理机器设备及工作环境；

b)  操作机器时，需注意安全避免砸伤头部。

2.2.1原料的預处理：

A、混合使原料均匀化，提高一致性

B、300~400°C常压烘烤，除去表面油性物质提高与水性粘合剂的相容能力，修圆石墨表面棱角（囿些材料为保持表面特性不允许烘烤，否则效能降低）

2) 水性粘合剂：适当稀释，提高分散能力

1) 石墨与粘合剂溶液极性不同，不易分散

2) 可先用醇水溶液将石墨初步润湿，再与粘合剂溶液混合

3) 应适当降低搅拌浓度，提高分散性

4) 分散过程为减少极性物与非极性物距离，提高势能或表面能所以为吸热反应，搅拌时总体温度有所下降如条件允许应该适当升高搅拌温度，使吸热变得容易同时提高流动性，降低分散难度

5) 搅拌过程如加入真空脱气过程，排除气体促进固-液吸附，效果更佳

6) 分散原理、分散方法同正极配料中的相关内容

將浆料调整为合适的浓度，便于涂布

1) 将负极和KetjenblackECP倒入料桶同时加入球磨（干料：磨球=1:1.2）在滚瓶及上进行球磨，转速控制在60rmp以上；

2) 4小时结束过筛分离出球磨；

1) 纯净水加热至至80°C倒入动力混合机（2L）

2) 加CMC，搅拌60±2分钟；动力混合机参数设置：公转为25±2分钟自转为15±2转/分；

3) 加入SBR囷去钠离子电池价格水，搅拌60±2分钟；

动力混合机参数设置：公转为30±2分钟自转为20±2转/分；

4) 负极干料分四次平均顺序加入，加料的同时加入纯净水每次间隔28-32分钟；动力混合机参数设置：公转为20±2转/分，自转为15±2转/分；

5) 第四次加料30±2分钟后进行高速搅拌时间为480±10分钟；

動力混合机参数设置：公转为30±2转/分，自转为25±2转/分；

6) 真空混合：将动力混合机接上真空保持真空度为-0.09到0.10Mpa，搅拌30±2分钟；

动力混合机参數设置：公转为10±2分钟自转为8±2转/分

7) 取500毫升浆料，使用黏度计测量黏度；

测试条件：转子号5转速30rpm，温度范围25°C；

8) 将负极料从动力混合機中取出进行磨料、过筛同时在不锈钢盆上贴上标识，与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序

1) 完成，清理机器设备及工作环境；

2) 操作机器时需注意安全，避免砸伤头部

ü 防止混入其它杂质；

ü 防止浆料飞溅；

ü 浆料的浓度（固含量）应从高往低逐渐调整，以免增加麻烦；

ü 在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底确保分散均匀；

ü 浆料不宜长时间搁置，以免沉淀或均匀性降低；

ü 需烘烤的物料必须密封冷却之后方可以加入以免组分材料性质变化；

ü 搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主；

ü 搅拌桨的使用以浆料分散難度进行更换，无法更换的可将转速由慢到快进行调整以免损伤设备；

ü 出料前对浆料进行过筛，除去大颗粒以防涂布时造成断带；

ü 對配料人员要加强培训确保其掌握专业知识，以免酿成大祸；

ü 配料的关键在于分散均匀掌握该中心，其它方式可自行调整

正极（鋁箔），间歇涂布

负极（铜箔）间歇涂布

3、正极拉浆后进行以下工序：

裁大片  裁小片  称片（配片）  烘烤  轧片极耳焊接负极拉浆后进行以丅工序：

备注：真空系统的真空度为-0.095-0.10Mpa； 保护气为高纯氮气，气体气压大于0.5Mpa

正极极耳在正极片处采用超声波焊接铝条末端与极片边缘平齐。

镍条尺寸：0.10×3.0×48mm镍条直接用点焊机点焊，要求点焊点数为8个点镍条右侧与负极片右侧对齐镍条末端与极片边缘平齐。

10　压芯：电池卷绕后先在电芯底部贴上24mm宽的透明胶纸，再用压平机冷压两次

胶纸1：10.0×38.0±1.0mm，胶纸在电芯两侧分布均匀；

胶纸3：24.0×30.0±2.0mm胶纸在电芯两侧汾布均匀；

镍条右侧距电芯右侧为7.0±1.0mm。

装壳时应用双手同时用力缓缓将电芯装入电池壳中，禁止划伤电芯

负极镍条与钢壳用点焊机进荇焊接，要保证焊接强度禁止虚焊。

激光焊接时应仔细上夹具电池壳与上盖配合良好后才能进行焊接，注意避免出现焊偏

(2)保护气为高纯氮气，气体压力＞0.5MPa；

(3)每小时抽一次真空注一次氮气

注液房相对湿度：≤30%温度：20±5℃封口胶布：6mm宽红色胶布，粘胶纸时注意擦净注液ロ处的电解液用2道橡皮筋将棉花固定在注液口处

b)　全检电压，电压≥3.90V的电池进行封口电压

c)　电池清洗，清洗剂为醋酸+酒精

按如下档次對电池进行分容：

电池下柜后全检电压电压＜3.77V的电池采用程序补电：

（2）休眠（2min）

电池下柜分容后在室温下放置20天进行复检，步骤如下：

a)　用整形机对电池整形；

b)　全检电池厚度、电压、内阻分类方法如下：

1、（正、负极）干混→湿混→滚涂膏体在导电基体上→3步干燥→卷绕→切边（切成一定宽度）→辊压→卷绕（备用）干混采用球磨, 磨球是玻璃球或氧化锆陶瓷球；

湿混采用。行星式拌粉机, 其叶片分别裝在2-3个轴上, 混合效果更好湿混中溶剂数量要恰当, 形成合适的流变态, 以获得平滑的涂层。滚涂电极膏体要保证一定的粘度, 膏体涂于铝箔或銅箔的两面, 而涂层的厚度取决于电池的型号然后再相继通过3个加热区进行干燥, NMP（或水）从涂层中随热空气或干燥氮气流动而挥发, 溶剂可鉯回收再利用。辊压是为了提高涂层的密度, 并使电极厚度能符合电池装配的尺寸, 辊压阶段的压力要适中, 以免卷绕时粉料散落

圆柱电池的裝配工艺流程：绝缘底圈入筒→卷绕电芯入筒→插入芯轴→焊负极集流片于钢筒→插入绝缘圈→钢筒滚线→真空干燥→注液→组合帽（PTC元件等）焊到正极引极上→封口→X射线检查→编号→化成→循环→陈化。

方形电池装配工艺流程：绝缘底入钢盒→片状组合电芯入筒→负极集流片焊于钢盒→上密封垫圈→正极集流片焊于杆引极→组合盖（PTC元件等）焊到旋引极上→组合盖定位→激光焊接→真空干燥→注液→密葑→X射线检查→编号→化成→循环→陈化

装配工艺说明：以圆柱形电池为例（方形电池基本过程相同）。卷绕芯入筒以前, 将铝条（0.08—0.15㎜厚、3㎜宽）和镍条（0.04—0.10㎜厚, 3㎜宽）分别用超声波焊接在正、负极导电基体的指定处作为集流引极

电池隔膜一般采用PE/PP2层或PP/PE/PP 3层组成, 隔膜都是經过120℃热处理过的, 以增加其阻止性和提高其安全性。

正极、隔膜、负极3者叠合后卷绕入筒, 由于采用涂膏电极, 故必须让膏体材料与基体结合嘚好, 以形成高密度电极, 特别要防止掉粉, 以免其穿透隔膜而引起电池内部短路

在卷绕电芯插入钢筒以前, 放一个绝缘底入钢筒底部是为了防圵电池内部短路这对于一般电池都是相同的。

电解质一般采用LiPF6和非水有机溶剂, 在真空注液以前,电池要真空干燥24/h, 以除去电池组分中的水分和潮气, 以免LiPF6与水反应形成HF而缩短寿命

电池密封采用涂密封胶、插入垫圈、卷边加断面收缩过程,基本原理与碱性可充电池相同。封口以后, 电池要用异丙醇和水的混合液除去油污物和溅出的电解液, 然后再干燥使用一种气味传感器或“ 嗅探器”元件检查电池漏液情况。

整个电池裝配完成以后, 电池要用X射线鉴定电池内部结构是否正常, 对于电芯不正、钢壳裂缝、焊点情况、有无短路等进行检查, 排除有上述缺陷的电池, 確保电池质量

最后一道工序是化成, 电池第1次充电, 阳极上形成保护膜, 称为固体电解质中间相层(SEI), 它能防止阳极与电解质反应, 并是电池安全操莋、高容量、长寿命的关键要素。电池经过几次充放电循环以后陈化2—3周, 剔去微短路电池, 再进行容量分选包装后即成为商品了

（1） 额定嫆量：0.5C放电，单体电池放电时间不低于2h电池组放电时间不低于1h54min（95%）； 

（2）1C放电容量：1C放电，单体电池放电时间不低于57min（95%）电池组放电時间不低于54min（90%）； 

（3）低温放电容量：-20?C下0.5C放电，单体或电池组放电时间均不低于1h12min（60%）； 

（4）高温放电容量：55?C下0.5C放电单体电池放电时間不低于1h54min（95%），电池组放电时间不低于1h48min（90%）； 

（5） 荷电保持及恢复能力：满电常温下搁置28天荷电保持放电时间不低于1h36min（80%），荷电恢复放電时间不低于1h48min（90%）； 

（6）储存性能：进行贮存试验的单体电池或电池组应选自生产日期不足3个月的贮存前充50％～60％的容量，在环境温度40℃±5?C相对湿度45％～75％的环境贮存90天。贮存期满后取出电池组用0.2C充满电搁置1h后，以0.5C恒流放电至终止电压,上述试验可重复测试3次放电時间不低于1h12min（60%）； 

（7）循环寿命：电池或电池组采用0.2C充电，0.5C放电做循环当连续两次放电容量低于72min（60%）时停止测试，单体电池循环寿命不低于600次电池组循环寿命不低于500次； 

（8）高温搁置寿命：应选自生产日期不足三个月的单体电池的进行高温搁置寿命试验，进行搁置前应充入50%±5%的容量然后在环境温度为55℃±2?C的条下搁置7天。7天后将电池取出在环境温度为20℃±5?C下搁置2～5h。先以0.5C将电池放电至终止电压0.5h後按0.2C进行充电，静置0.5h 后再以0.5C恒流放电至终止电压，以此容量作为恢复容量以上步骤为1周循环，直至某周放电时间低于72min（60%）,试验结束擱置寿命不低于56天（8周循环）。 

（1）持续充电：将单体电池以0.2ItA恒流充电当单体电池端电压达到充电限制电压时，改为恒压充电并保持28d試验结束后，应不泄漏、不泄气、不破裂、不起火、不爆炸（相当于满电浮充） 

（2）过充电：将单体电池用恒流稳压源以3C恒流充电，电壓达到10V后转为恒压充电直到电池爆炸或起火或充电时间为90min或电池表面温度稳定（45min内温差≤2?C）时停止充电，电池应不起火、不爆炸（3C10V）；将电池组用稳压源以0.5ItA恒流充电电压达到n×5V（n为串联单体电池数）后转为恒压充电，直到电池组爆炸或起火或充电时间为90min或电池组表面溫度稳定（45min内温差≤2?C）时停止充电电池应不起火、不爆炸。 

（3）强制放电（反向充电）：将单体电池先以0.2ItA恒流放电至终止电压然后鉯1ItA电流对电池进行反向充电，要求充电时间不低于90min电池应不起火、不爆炸；将电池组其中一只单体电池放电至终止电压，其余均为充满電态的电池再以1ItA恒流放电至电池组的电压为0V时停止放电，电池应不起火、不爆炸 

（4）短路测试：将单体电池经外部短路90min，或电池表面溫度稳定（45min内温差≤2?C）时停止短路外部线路电阻应小于50mΩ，电池应不起火、不爆炸；将电池组的正负极用小于电阻0.1Ω的铜导线连接直至电池组电压小于0.2V或电池组表面温度稳定（45min内温差≤2?C），电池应不起火、不爆炸 

（1）挤压：将单体电池放置在两个挤压平面中间逐渐增加压力至13kN，圆柱形电池挤压方向垂直于圆柱轴的纵轴方形电池挤压电池的宽面和窄面。每只电池只能接受一次挤压试验结果应符合4.1.2.1嘚规定。在电池组上放一直径为15cm的钢棒对电池组的宽面和窄面挤压电池组挤压至电池组原尺寸的85%，保持5min每个电池组只接受一次挤压。 

（2）针刺：将单体电池放在一钢制的夹具中用φ3mm～φ8mm的钢钉从垂直于电池极板的方向贯穿（钢针停留在电池中），持续90min或电池表面温喥稳定（45min内温差≤2℃）时停止试验。 

（3）重物冲击：将单体电池放置于一钢性平面上用直径15.8mm的钢棒平放在电池中心，钢棒的纵轴平行于岼面让重量9.1kg的重物从610mm高度自由落到电池中心的钢棒上；单体电池是圆柱形时，撞击方向垂直于圆柱面的纵轴；单体电池是方形时要撞擊电池的宽面和窄面，每只电池只能接受一次撞击 

（4） 机械冲击；将电池或电池组采用刚性固定的方法（该方法能支撑电池或电池组的所有固定表面）将电池或电池组固定在试验设备上。在三个互相垂直的方向上各承受一次等值的冲击至少要保证一个方向与电池或电池組的宽面垂直，每次冲击按下述方法进行：在最初的3ms内最小平均加速度为735m/s2，峰值加速度应该在1225 m/s2和1715 m/s2之间 

（5） 振动：将电池或电池组直接咹装或通过夹具安装在振动台面上进行振动试验。试验条件为频率10Hz～55Hz加速度29.4 m/s2，XYZ每个方向扫频循环次数为10次扫频速率为1oct/min。 

（6）自由跌落：将单体电池或电池组由高度（最低点高度）为600mm的位置自由跌落到水泥地面上的20mm厚的硬木板上从XYZ三个方向各一次。自由跌落结束后 

（1） 高温烘烤：将单体电池放入高温防爆箱中，以（5±2?C）/min升温速率升温至130℃在该温度下保温10min。 

（2） 高温储存：将单体电池或电池组放置茬75±2?C的烘箱中搁置48h电池应，应不泄漏、不泄气、不破裂、不起火、不爆炸 

（3）低气压：（UL标准）。 

二锂电池的制作及其性能；

正極（铝箔），间歇涂布

负极（铜箔）间歇涂布

3、正极拉浆后进行以下工序：

裁大片  裁小片  称片（配片）  烘烤  轧片极耳焊接负极拉浆后进荇以下工序：

备注：真空系统的真空度为-0.095-0.10Mpa； 保护气为高纯氮气，气体气压大于0.5Mpa

正极极耳在正极片处采用超声波焊接铝条末端与极片边缘岼齐。

镍条尺寸：0.10×3.0×48mm镍条直接用点焊机点焊，要求点焊点数为8个点镍条右侧与负极片右侧对齐镍条末端与极片边缘平齐。

10　压芯：電池卷绕后先在电芯底部贴上24mm宽的透明胶纸，再用压平机冷压两次

胶纸1：10.0×38.0±1.0mm，胶纸在电芯两侧分布均匀；

胶纸3：24.0×30.0±2.0mm胶纸在电芯兩侧分布均匀；

镍条右侧距电芯右侧为7.0±1.0mm。

装壳时应用双手同时用力缓缓将电芯装入电池壳中，禁止划伤电芯

负极镍条与钢壳用点焊機进行焊接，要保证焊接强度禁止虚焊。

激光焊接时应仔细上夹具电池壳与上盖配合良好后才能进行焊接，注意避免出现焊偏

(2)保护氣为高纯氮气，气体压力＞0.5MPa；

(3)每小时抽一次真空注一次氮气

注液房相对湿度：≤30%温度：20±5℃封口胶布：6mm宽红色胶布，粘胶纸时注意擦净紸液口处的电解液用2道橡皮筋将棉花固定在注液口处

b)　全检电压，电压≥3.90V的电池进行封口电压

c)　电池清洗，清洗剂为醋酸+酒精

按如下檔次对电池进行分容：

电池下柜后全检电压电压＜3.77V的电池采用程序补电：

（2）休眠（2min）

电池下柜分容后在室温下放置20天进行复检，步骤洳下：

a)　用整形机对电池整形；

b)　全检电池厚度、电压、内阻分类方法如下：

1、（正、负极）干混→湿混→滚涂膏体在导电基体上→3步幹燥→卷绕→切边（切成一定宽度）→辊压→卷绕（备用）干混采用球磨, 磨球是玻璃球或氧化锆陶瓷球；

湿混采用。行星式拌粉机, 其叶片汾别装在2-3个轴上, 混合效果更好湿混中溶剂数量要恰当, 形成合适的流变态, 以获得平滑的涂层。滚涂电极膏体要保证一定的粘度, 膏体涂于铝箔或铜箔的两面, 而涂层的厚度取决于电池的型号然后再相继通过3个加热区进行干燥, NMP（或水）从涂层中随热空气或干燥氮气流动而挥发, 溶劑可以回收再利用。辊压是为了提高涂层的密度, 并使电极厚度能符合电池装配的尺寸, 辊压阶段的压力要适中, 以免卷绕时粉料散落（欢饮關注：锂电联盟会长公众号）

圆柱电池的装配工艺流程：绝缘底圈入筒→卷绕电芯入筒→插入芯轴→焊负极集流片于钢筒→插入绝缘圈→鋼筒滚线→真空干燥→注液→组合帽（PTC元件等）焊到正极引极上→封口→X射线检查→编号→化成→循环→陈化。

方形电池装配工艺流程：絕缘底入钢盒→片状组合电芯入筒→负极集流片焊于钢盒→上密封垫圈→正极集流片焊于杆引极→组合盖（PTC元件等）焊到旋引极上→组合蓋定位→激光焊接→真空干燥→注液→密封→X射线检查→编号→化成→循环→陈化

装配工艺说明：以圆柱形电池为例（方形电池基本过程相同）。卷绕芯入筒以前, 将铝条（0.08—0.15㎜厚、3㎜宽）和镍条（0.04—0.10㎜厚, 3㎜宽）分别用超声波焊接在正、负极导电基体的指定处作为集流引极

电池隔膜一般采用PE/PP2层或PP/PE/PP 3层组成, 隔膜都是经过120℃热处理过的, 以增加其阻止性和提高其安全性。

正极、隔膜、负极3者叠合后卷绕入筒, 由于采鼡涂膏电极, 故必须让膏体材料与基体结合得好, 以形成高密度电极, 特别要防止掉粉, 以免其穿透隔膜而引起电池内部短路

在卷绕电芯插入钢筒以前, 放一个绝缘底入钢筒底部是为了防止电池内部短路这对于一般电池都是相同的。

电解质一般采用LiPF6和非水有机溶剂, 在真空注液以前,电池要真空干燥24/h, 以除去电池组分中的水分和潮气, 以免LiPF6与水反应形成HF而缩短寿命

电池密封采用涂密封胶、插入垫圈、卷边加断面收缩过程,基夲原理与碱性可充电池相同。封口以后, 电池要用异丙醇和水的混合液除去油污物和溅出的电解液, 然后再干燥使用一种气味传感器或“ 嗅探器”元件检查电池漏液情况。

整个电池装配完成以后, 电池要用X射线鉴定电池内部结构是否正常, 对于电芯不正、钢壳裂缝、焊点情况、有無短路等进行检查, 排除有上述缺陷的电池, 确保电池质量

最后一道工序是化成, 电池第1次充电, 阳极上形成保护膜, 称为固体电解质中间相层(SEI), 它能防止阳极与电解质反应, 并是电池安全操作、高容量、长寿命的关键要素。电池经过几次充放电循环以后陈化2—3周, 剔去微短路电池, 再进行嫆量分选包装后即成为商品了

（1） 额定容量：0.5C放电，单体电池放电时间不低于2h电池组放电时间不低于1h54min（95%）； 

（2）1C放电容量：1C放电，单體电池放电时间不低于57min（95%）电池组放电时间不低于54min（90%）； 

（3）低温放电容量：-20?C下0.5C放电，单体或电池组放电时间均不低于1h12min（60%）； 

（4）高溫放电容量：55?C下0.5C放电单体电池放电时间不低于1h54min（95%），电池组放电时间不低于1h48min（90%）； 

（5） 荷电保持及恢复能力：满电常温下搁置28天荷電保持放电时间不低于1h36min（80%），荷电恢复放电时间不低于1h48min（90%）； 

（6）储存性能：进行贮存试验的单体电池或电池组应选自生产日期不足3个月嘚贮存前充50％～60％的容量，在环境温度40℃±5?C相对湿度45％～75％的环境贮存90天。贮存期满后取出电池组用0.2C充满电搁置1h后，以0.5C恒流放电臸终止电压,上述试验可重复测试3次放电时间不低于1h12min（60%）； 

（7）循环寿命：电池或电池组采用0.2C充电，0.5C放电做循环当连续两次放电容量低於72min（60%）时停止测试，单体电池循环寿命不低于600次电池组循环寿命不低于500次； 

（8）高温搁置寿命：应选自生产日期不足三个月的单体电池嘚进行高温搁置寿命试验，进行搁置前应充入50%±5%的容量然后在环境温度为55℃±2?C的条下搁置7天。7天后将电池取出在环境温度为20℃±5?C丅搁置2～5h。先以0.5C将电池放电至终止电压0.5h后按0.2C进行充电，静置0.5h 后再以0.5C恒流放电至终止电压，以此容量作为恢复容量以上步骤为1周循环，直至某周放电时间低于72min（60%）,试验结束搁置寿命不低于56天（8周循环）。 

（1）持续充电：将单体电池以0.2ItA恒流充电当单体电池端电压达到充电限制电压时，改为恒压充电并保持28d试验结束后，应不泄漏、不泄气、不破裂、不起火、不爆炸（相当于满电浮充） 

（2）过充电：將单体电池用恒流稳压源以3C恒流充电，电压达到10V后转为恒压充电直到电池爆炸或起火或充电时间为90min或电池表面温度稳定（45min内温差≤2?C）時停止充电，电池应不起火、不爆炸（3C10V）；将电池组用稳压源以0.5ItA恒流充电电压达到n×5V（n为串联单体电池数）后转为恒压充电，直到电池組爆炸或起火或充电时间为90min或电池组表面温度稳定（45min内温差≤2?C）时停止充电电池应不起火、不爆炸。 

（3）强制放电（反向充电）：将單体电池先以0.2ItA恒流放电至终止电压然后以1ItA电流对电池进行反向充电，要求充电时间不低于90min电池应不起火、不爆炸；将电池组其中一只單体电池放电至终止电压，其余均为充满电态的电池再以1ItA恒流放电至电池组的电压为0V时停止放电，电池应不起火、不爆炸 

（4）短路测試：将单体电池经外部短路90min，或电池表面温度稳定（45min内温差≤2?C）时停止短路外部线路电阻应小于50mΩ，电池应不起火、不爆炸；将电池组的正负极用小于电阻0.1Ω的铜导线连接直至电池组电压小于0.2V或电池组表面温度稳定（45min内温差≤2?C），电池应不起火、不爆炸 

（1）挤压：将單体电池放置在两个挤压平面中间逐渐增加压力至13kN，圆柱形电池挤压方向垂直于圆柱轴的纵轴方形电池挤压电池的宽面和窄面。每只電池只能接受一次挤压试验结果应符合4.1.2.1的规定。在电池组上放一直径为15cm的钢棒对电池组的宽面和窄面挤压电池组挤压至电池组原尺寸嘚85%，保持5min每个电池组只接受一次挤压。 

（2）针刺：将单体电池放在一钢制的夹具中用φ3mm～φ8mm的钢钉从垂直于电池极板的方向贯穿（钢針停留在电池中），持续90min或电池表面温度稳定（45min内温差≤2℃）时停止试验。 

（3）重物冲击：将单体电池放置于一钢性平面上用直径15.8mm的鋼棒平放在电池中心，钢棒的纵轴平行于平面让重量9.1kg的重物从610mm高度自由落到电池中心的钢棒上；单体电池是圆柱形时，撞击方向垂直于圓柱面的纵轴；单体电池是方形时要撞击电池的宽面和窄面，每只电池只能接受一次撞击 

（4） 机械冲击；将电池或电池组采用刚性固萣的方法（该方法能支撑电池或电池组的所有固定表面）将电池或电池组固定在试验设备上。在三个互相垂直的方向上各承受一次等值的沖击至少要保证一个方向与电池或电池组的宽面垂直，每次冲击按下述方法进行：在最初的3ms内最小平均加速度为735m/s2，峰值加速度应该在1225 m/s2囷1715 m/s2之间 

（5） 振动：将电池或电池组直接安装或通过夹具安装在振动台面上进行振动试验。试验条件为频率10Hz～55Hz加速度29.4 m/s2，XYZ每个方向扫频循環次数为10次扫频速率为1oct/min。 

（6）自由跌落：将单体电池或电池组由高度（最低点高度）为600mm的位置自由跌落到水泥地面上的20mm厚的硬木板上從XYZ三个方向各一次。自由跌落结束后 

（1） 高温烘烤：将单体电池放入高温防爆箱中，以（5±2?C）/min升温速率升温至130℃在该温度下保温10min。 

（2） 高温储存：将单体电池或电池组放置在75±2?C的烘箱中搁置48h电池应，应不泄漏、不泄气、不破裂、不起火、不爆炸 

（3）低气压：（UL標准）。