终端产品对电池的要求就是“更安全、更高容量、更快速充电、更小更轻更薄”,所以电池生产企业必须有更好的外观缺陷检测系统、质量管控、质量保证系统。质量管理非常系统、非常复杂,需要所有人都参与到质量管理中来,才能真正提高质量。
电池的主要材料包括:正极材料、负极材料、铜箔、铝箔、隔膜、电解液、外壳(铝塑膜,铝壳等)、极耳、设备等,每一个都对电池最终的性能、质量、成本有不同程度的影响。不同批次的材料都可能有较大的差异,这就要求进行管理质量、成本、交期、研发能力、反应速度的指标,而质量管理是最重要的考核KPI之一。建立一流的电池质量体系,首先要了解一下电池的工作原理、结构和生产工艺,从而有针对性的制定质量方针、质量标准、质量体系、外观缺陷检测系统。
锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。正极采用锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 、LiFePO4和三元复合材料,负极采用锂-碳层间化合物LiXC6。在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌,被形象的称为“摇椅电池”。充电池时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态,放电时则相反。充电电池总反应:LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6。
从结构上来说、电池主要包括如下五大部分:
一、正极——活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂,镍钴锰酸锂材料,电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂(俗称三元)或者三元+少量锰酸锂,纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电极流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。
二、隔膜——一种经特殊成型的高分子薄膜,薄膜有微孔结构,可以让锂离子自由通过,而电子不能通过。
三、负极——活性物质为石墨,或近似石墨结构的碳,导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。
四、有机电解液——溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂,聚合物的则使用凝胶状电解液。
五、电池外壳——分为钢壳(方型很少使用)、铝壳、镀镍铁壳(圆柱电池使用)、铝塑膜(软包装)等,还有电池的盖帽,也是电池的正负极引出端。
终端产品对电池的要求就是“更安全、更高容量、更快速充电、更小更轻更薄”,所以电池生产企业必须有更好的外观缺陷检测系统、质量管控、质量保证系统。
从大的方面来说,电池制造可以划分为如下六大工序:
一、正负极配料:用专门的溶液和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合,经高速搅拌均匀后,制成浆状的正负极物质。
二、涂布:将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面,烘干,分别制成正负极极片。
三、制片:将涂好的布裁成工艺要求的大小,压片,再焊极耳。
四、装配:将正极片、隔膜、负极片顺序放好,经卷绕制成电池极芯,装入包装膜,再注入电解液、封口等工艺过程,即完成电池装配过程。
五、化成 :用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试,对每一只电池都进行检测,筛选出合格的成品电池,待出厂。
六、包装: 按客户的要求,将电池组合包装出货。
总而言之质量管理很是复杂,需要所有人都参与到质量管理中来,管理外观缺陷检测,才能真正提高质量。
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