锂离子电池制片过程掉粉的分析与讨论
2024-06-05 10:38:09
极片掉粉目前钴酸锂的生产工艺,基本上不会掉粉,掉粉的可能性在生产过程中影响的因素有:
1、配方比例不当,如粘接剂太少,容剂少致使搅拌不均匀。
2、粘接剂烘烤温度过高,使粘接剂结构受到破坏,。
3、浆料搅拌时间不够,没有完全搅拌开,
4、涂布时温度太低,极片未烘干。
5、涂布量不均匀,厚度差异太大。
6、极片在辊压前未烘烤,在空气中大量吸收水份。
7、辊压时压力过大,使极粉与集流体剥离。
8、辊压时极片的放送方式不对,造成极片受力不均。
9、用油性正极,水性负极,不掉粉的?
电池不良项目及成因:
1.容量低
产生原因:
a.附料量偏少;b.极片两面附料量相差较大;c.极片断裂;
d.电解液少e.电解液电导率低;f.正极与负极配片未配好;
g.隔膜孔隙率小;h.胶粘剂老化→附料脱落;i.卷芯超厚(未烘干或电解液未渗透)j.分容时未充满电;k.正负极材料比容量小。
2.内阻高
产生原因:
a.负极片与极耳虚焊;b.正极片与极耳虚焊;c.正极耳与盖帽虚焊;d.负极耳与壳虚焊;e.铆钉与压板接触内阻大;f.正极未加导电剂;g.电解液没有锂盐;h.电池曾经发生短路;i.隔膜纸孔隙率小。
3.电压低
产生原因:
a.副反应(电解液分解;正极有杂质;有水);b.未化成好(SEI膜未形成安全);c.客户的线路板漏电(指客户加工后送回的电芯);d.客户未按要求点焊(客户加工后的电芯);
e.毛刺;f.微短路;g.负极产生枝晶。
4.超厚产生超厚的原因有以下几点:
a.焊缝漏气;b.电解液分解;c.未烘干水分;d.盖帽密封性差;e.壳壁太厚;f.壳太厚;g.卷芯太厚(附料太多;极片未压实;隔膜太厚)。
5.成因有以下几点
a.未化成好(SEI膜不完整、致密);b.烘烤温度过高→粘合剂老化→脱料;c.负极比容量低;d.正极附料多而负极附料少;e.盖帽漏气,焊缝漏气;f.电解液分解,电导率降低。
6.爆炸
a.分容柜有故障(造成过充);b.隔膜闭合效应差;c.内部短路
7.短路
a.料尘;b.装壳时装破;c.尺刮(小隔膜纸太小或未垫好);d.卷绕不齐;e.没包好;f.隔膜有洞;g.毛刺
8.断路
a)极耳与铆钉未焊好,或者有效焊点面积小;
b)连接片断裂(连接片太短或与极片点焊时焊得太靠下)
锂离子电池的安全特性
锂离子电池已非常广泛的应用于人们的日常生活中,所以它的安全性能绝对应该是锂离子电池的第一项考核指标。对于锂离子电池安全性能的考核指标,国际上规定了非常严格的标准,一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足一下条件。
1)短路:不起火,不爆炸;
2)过充电:不起火,不爆炸;
3)热箱试验:不起火,不爆炸(150℃恒温10min)
4)针刺:不爆炸(用Φ3mm钉穿透电池);
5)平板冲击:不起火,不爆炸;(10kg重物自1米高处砸向电池)
6)焚烧:不爆炸(煤气火焰烧考电池)
为了确保锂离子电池安全可靠的使用,专家们进行了非常严格、周密的电池安全设计,以达到电池安全考核指标。
1、隔膜135℃自动关断保护:采用国际先进的Celgard2300PE-PP-PE三层复合膜。
2、在电池升温达到120℃的情况下,复合膜两侧的PE膜孔闭合,电池内阻增大,电池内部形成大面积断路,电池不再升温。
3、电池盖复合结构:电池盖采用刻痕防爆结构,当电池升温,压力达到一定程度刻痕破裂、放气。
4、各种环境滥用试验:进行各项滥用试验,如外部短路、过充、针刺、平板冲击、焚烧等,考察电池的安全性能。同时对电池进行温度冲击试验和振动、跌落、冲击等力学性能试验,考察电池在实际使用环境下的性能情况。
综上所述,为了提高阀的使用寿命、稳定性、正常调节等工作性,调节阀应避免在小开度工作,通常应大于10%~15%。但对高压阀、双座阀、蝶阀、处于流闭状态的调节阀来说,应大于20%(线性阀)~30%(对数阀)。
2、当阀选大了或工艺条件变化时,调节阀经常在小开度下工作,此时如何加以解决?
①降低阀上压差ΔP。由方程式Q=C√ΔP/P可知,当ΔP减小时,Q也减小,为了保持通过调节阀的流量不变,就要增大阀的开度,这样可避免阀在小开度下工作。具体方法如下:
a、在阀后加限流孔板消耗一部分压降;
b、关闭管路上串联的手动阀,至调节阀获得较大理想的工作开度为止。
这两种办法都是增大管路上的压降,以减小阀上压降,因为系统总压降ΔP系统=阀上压降ΔP阀+管路压降ΔP管路。由于ΔP系统不变,当ΔP管路增大时,ΔP阀必然减小。
②缩小口径由Q=C√ΔP/P可知,C值减小,Q也减小,为保持通过阀的流量不变,就必然要加大开度,这样也可避免阀在小开度工作。C值与阀的口径DN、阀座直径dN有关。减小C值的办法是:
a、换一台小档口径的阀,如将DN32换成DN25;
b、阀体不变,换小档DN的阀芯阀座,如将DN10换成DN8。
当调节阀处于小开度工作时,可能会出现以下问题:
1. 易受堵塞: 在小开度下,流体流速较慢,容易使流体中的颗粒沉积在调节阀的流道中,导致阀门堵塞或卡死。
2. 流量控制不稳定: 在小开度情况下,调节阀的流量控制可能变得不够稳定,容易受到外部干扰或内部因素的影响,导致流量波动或不准确。
3. 闪蒸和振荡: 当流体在小开度情况下通过调节阀时,可能会出现闪蒸现象,从而导致流体压力和温度剧烈变化,还可能引起阀门振荡。
对策包括:
1. 选择合适的阀门类型: 对于需要在小开度下工作的情况,可以选择一些专门设计用于小流量的调节阀,如微调节阀,以减少堵塞的可能性。
2. 增加过滤器和网孔: 可以安装过滤器或者网孔,来防止颗粒物进入调节阀的流道,减少堵塞的风险。
3. 优化阀门的设计和材料: 设计合理、材料耐腐蚀的阀门结构,可以降低对于颗粒物堵塞的敏感度。
4. 增加阀门的承受范围: 结合调节阀和控制系统,可以增加阀门的承受范围,从而提高在小开度下的控制精度和稳定性。
5. 增强检修和维护: 定期检查并维护调节阀,及时清理管道和过滤器,可以减少堵塞的风险。
通过合理选择阀门类型,采取有效的防堵措施以及加强对调节阀的维护和保养,可以有效地解决调节阀在小开度工作时可能出现的问题。
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