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鋰電池生產製造流程，凡在新能源領域的從業人員都能「信手拈來」。但是，簡單的流程能表達出鋰電池製造工藝技術的種種艱辛嗎？下面新能源時代（歡迎關注）公眾號為大家介紹主要鋰電池製程管控的要點。（拋磚引玉）一部分 正極配料（正極由活性物、導電劑、粘結劑組成）
1、首先是對來料確認和烘烤，一般導電劑需≈120℃烘烤8h，粘結劑PVDF需≈80℃烘烤8h，活性物（LFP、NCM等）視來料狀態和工藝而定是否需要烘烤乾燥。當前車間要求溫度:≤40℃，溼度:≤25%RH。
2、乾燥完成後，（溼法工藝）需要提前配好PVDF膠液（溶質PVDF，溶液NMP）。PVDF膠液好壞對電池的內阻、電性能影響至關重要。影響打膠的因素有溫度、攪拌速度。溫度越高膠液配出來泛黃，影響粘結性；攪拌的速度太高容易將膠液打壞，具體的轉速需要看分散盤的大小而定，一般情況下分散盤線速度在10-15m/s（對設備依賴性較高）。此時要求攪拌罐需要開啟循環水，溫度:≤30℃.
3、接下來是配正極漿料。此時需要注意加料的順序（先加活性物和導電劑慢攪混合、再加入膠液）、加料時間、加料比例，要嚴格按工藝執行。其次需要嚴格控制設備公轉和自轉速度（一般分散線速度要在17m/s以上具體要看設備性能，不同廠家差別很大），攪拌的真空度、溫度。在此階段需要定期檢測漿料的粒度和粘度，而粒度和粘度跟固含量、材料性能、加料順序和製程工藝關係緊密（此次不敘述，歡迎討論）。此時常規工藝要求溫度:≤30℃，溼度:≤25%RH，真空度≤-0.085mpa。
4、漿料配完後就要將漿料轉出至中轉罐或塗布車間，漿料轉出時需要對其過篩，目的就是過濾大顆粒物、沉澱和去除鐵磁性等物質。大顆粒影響塗布到最後可能導致電池自放過大或短路的風險；漿料鐵磁性物質過高會導致電池自放電過大等不良。此時的工藝要求是溫度:≤40℃，溼度:≤25%RH，篩網≤100目，粒度≤15um（參數僅供參考）。
二部分 負極配料（負極由活性物、導電劑、粘結膠、分散劑組成）
1、常規負極體系為水系混料過程（溶劑為去離子水），因此來料無需乾燥要求。此過程要求去離子水導電率在≤1us/cm。車間要求溫度:≤40℃，溼度:≤25%RH。
工藝示意圖如下
負極配料流程圖
2、來料確認完成後，首先製備膠液（CMC和水組成）。此時石墨C和導電劑倒入攪拌機進行幹混，建議不抽真空，開啟循環水（幹混時顆粒擠壓摩擦產熱嚴重）,低速15～20rpm，間隔≈15min刮料循環2-3次。接下來將膠液倒入攪拌機中開啟抽真空（≤-0.09mpa），低速15～20rpm刮料循環2次，再調整轉速（低速35rpm，高速1200～1500rpm）,運行15min～60min（具體依各廠家的自身的溼法工藝而定）。最後將SBR倒入攪拌機中，建議此時快速低時攪拌（SBR屬於長鏈高分子物，速度過高時間過長分子鏈易打斷失去活性），建議低速35-40rpm，高速1200～1800rpm，10-20min。
3、最後測粘度（2000～4000 mPa.s）、粒度（35um≤）、固含量（40-70%），抽真空過篩（≤100目）。具體的工藝值需要根據材料物性、混料工藝等影響有一定差異。車間要求溫度:≤30℃，溼度:≤25%RH。
1、正極塗布即將正極漿料擠壓塗或噴塗在鋁集流體AB面上，單面密度≈20～40 mg/cm2（NCM功率型），塗布烤箱溫度常規4-8節（或更多），每節烘烤溫度95℃～120℃按實際需要調整，避免烘烤開裂出現橫向裂紋和滴溶劑現象。轉移塗布輥速比1.1-1.2，間隙位打薄20-30um（避免拖尾導致在極耳位壓實過大，電池循環過程析鋰），塗布水份≤2000-3000ppm（具體要根據材料和工藝定）。車間正極溫度≤30℃，溼度≤25%。示意圖如下
塗布走帶示意圖
正負塗布極片圖
2、負極塗布即將負極漿料擠壓塗或噴塗在銅集流體AB面上，單面密度≈10～15 mg/cm2，塗布烤箱溫度常規4-8節（或更多），每節烘烤溫度80℃～105℃按實際需要調整，避免烘烤開裂出現橫向裂紋。轉移輥速比1.2-1.3，間隙位打薄10-15um，塗布水份≤3000ppm，車間負極溫度≤30℃，溼度≤25%。
1、正極塗布乾燥完，需要在工藝時間內進行對輥。對輥即對極片進行壓實，目前有熱壓和冷壓兩種工藝。熱壓壓實相對冷壓高，反彈率較低；但冷壓工藝相對簡單易操作控制。對輥主要設備到如下工藝值，壓實密度、反彈率、延伸率。同時要注意極片表面無脆片、硬塊、掉料、波浪邊等現象且間隙處不允許斷裂。此時車間環境溫度:≤23℃，溼度:≤25%。
壓實：單位體積敷料的質量，目前常規物料的真密度數據
常用壓實表
反彈率：一般反彈2-3um
延伸率：正極極片一般在≈1.002
極片對輥示意圖
2、正極對輥完接下來就是分條，即將整片極片分裁剪寬度一樣的小條（對應電池高度），分條要注意極片的毛刺，需要全檢極片的X和Y向的毛刺（藉助二次元設備），縱向毛刺長度工藝Y≤1/2 H隔膜厚度。車間環境溫度≤23℃露點≤-30℃
分切示意圖
五部分 負極製片
1、負極製片與正極同樣操作，但工藝設計不同，車間環境溫度:≤23℃，溼度:≤25%。常見負極物質的真密度
常用負極壓實表
反彈率：一般在4-8um
延伸率：一般在≈1.0012
2、負極分條與正極分條工藝類似，X和Y向毛刺都需要控制。車間環境溫度≤23℃露點≤-30℃
六部分 正極片製備
分條完畢後，需對正極片進行乾燥處理（120℃），再就是焊接鋁極耳和極耳包膠工藝。此時需要考慮極耳長度和整形寬度。
以**650型設計為例，設計極耳外露主要考慮到正極耳要焊接蓋帽和滾槽時合理配合。極耳外露過長，滾槽時易使極耳與鋼殼短路；過短極耳無法焊接蓋帽。極目前超聲焊頭有線狀和點狀，國內工藝較多採用線狀（過流、焊強考慮）。另採用高溫膠將極耳包覆，主要考慮到金屬毛刺和金屬碎屑造成短路風險。此車間環境溫度≤23℃，露點≤-30℃，正極水份含量≤500-1000ppm。
18650型正極耳焊接簡易工藝
卷繞型正極耳焊接示意圖
卷繞型正極耳包膠示意圖
七部分 負極片製備
需對負極片進行乾燥處理（105-110℃），再就是焊接鎳極耳和極耳包膠工藝。也需要考慮極耳長度和整形寬度。此車間環境溫度≤23℃，露點≤-30℃，負極水分含量≤500-1000ppm。
18650型負極耳焊接簡易工藝
八部分 卷繞
卷繞就是將隔膜、正極片、負極片通過卷繞機成單個卷芯。原理是採用負極包住正極，再通過隔膜將正負極片隔離。因為常規體系負極作為電池設計的控制電極，容量設計高於正極，使在化成充電時正極的Li+能在負極「空位「存放。卷繞需要特別關注卷繞張力和極片對齊度。
卷繞張力小，會影響內阻和入殼率；張力過大易造成短路或斷片風險。對齊度指負極、正極和隔膜的相對位置，負極寬度59.5mm，正極58mm，隔膜61mm，三者劇中對齊，避免短路風險。卷繞張力一般在正張力0.08-0.15Mpa，負張力0.08-0.15Mpa，上隔膜張力0.08-0.15Mpa，下隔膜張力0.08-0.15Mpa，具體要依據設備和工藝調整。此車間環境溫度≤23℃，露點≤-30℃，水分含量≤500-1000ppm。
卷繞極片隔膜疊放順序示意圖
卷繞成卷芯示意圖
九部分 入殼
卷芯入殼前需要進行Hi-Pot測試電壓200～500V（測試是否存在高壓短路），吸塵處理（入殼前進一步控制粉塵）。這裡需要強調鋰電的三大控制點水分、毛刺、粉塵。前面工序完成後，將下面墊墊入卷芯底部後彎折負極耳，使極耳面正對卷芯卷針孔，最後垂直插入鋼殼或鋁殼（以18650型號為例，外直徑≈18mm+高度≈71.5mm）。當然卷芯的橫截面積 < 鋼殼內截面積，大約入殼率在97%～98.5%，因為要考慮到極片反彈值和後期注液時下液程度。同入面墊工序，將上面墊也裝配完成。此車間環境溫度≤23℃，露點≤-40℃。
入殼示意圖
十部分 滾槽
1、將焊針（一般是銅質或合金材質），插入卷芯中間孔。常用焊針規格在Φ2.5*1.6mm，達到負極極耳焊接強度≥12N為合格，過低容易虛焊，內阻偏大；過高容易將鋼殼表面的鎳層焊掉，導致焊點處生鏽露液等隱患。
2、滾槽簡單理解就是將卷芯固定在殼體內不晃動。此工序需特別注意橫向擠壓速度和縱向下壓速度匹配，避免橫向速度過大將殼體割破，縱向速度過快槽口鎳層脫落或影響槽高進行影響封口。需要檢測槽深、擴口、槽高工藝值是否達標（通過實際和理論計算）。常見的滾刀規格有1.0、1.2、1.5mm。滾槽完成後需要再次對整體吸塵處理，避免金屬碎屑，真空度≤-0.065Mpa，吸塵時間：1～2s 。此車間環境溫度≤23℃，露點≤-40℃。
點底焊和滾曹示意圖
十一部分 電芯烘烤
圓柱電芯經過滾槽之後，接下就是非常重要的一步：烘烤。電芯在製作過程中，會帶入一定的水分，如果不及時得把水分控制在標準之內，將會嚴重影響電池性能的發揮和安全性能。一般採用自動真空烤箱進行烘烤，整齊放入待烘烤電芯，在烘箱裡面擺好乾燥劑，設置參數，加熱升溫至85℃（以磷酸鐵鋰電芯舉例），需要經過幾個真空乾燥循環才能達到標準。
幾種不同尺寸電芯烘烤標準：
十二部分 注液
十三部分 超焊蓋帽
提前將蓋帽放入手套箱中，一手將蓋帽緊扣在超焊機下模具，一手拿電芯，電芯正極耳與蓋帽極耳對齊，確認正極耳與蓋帽極耳對齊OK後，踩下超焊機腳踏板開關。之後需要全檢電芯：自檢極耳焊接效果①觀察極耳是否對齊②輕拉極耳，看極耳是否鬆開。超焊蓋帽虛焊的電芯需要重新進行超焊。
超焊機設備參數經驗值：