CN114094197B - 一种锂电池的生产工艺 - Google Patents
一种锂电池的生产工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114094197B CN114094197B CN202111303504.7A CN202111303504A CN114094197B CN 114094197 B CN114094197 B CN 114094197B CN 202111303504 A CN202111303504 A CN 202111303504A CN 114094197 B CN114094197 B CN 114094197B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- lithium battery
- slurry
- heat
- negative electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 76
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 72
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 52
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 41
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000004537 pulping Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000006256 anode slurry Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000006257 cathode slurry Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 30
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 29
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 12
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims description 11
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 claims description 9
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012797 qualification Methods 0.000 abstract description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 2
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 2
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
- G01R31/3865—Arrangements for measuring battery or accumulator variables related to manufacture, e.g. testing after manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
- H01M10/446—Initial charging measures
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明提供一种锂电池的生产工艺，包括以下步骤：S10、制浆：分别制备锂电池的正负极浆料，分别将正负极材料的固定材料和导接剂进行混合搅拌并加入溶剂中，分别形成正极浆料和负极浆料；S20、涂覆：将正极浆料和负极浆料的浆液通过自动涂布机涂覆在金属箔箱的表层，再通过烘干机将其烘干，然后压实形成电池的正、负极极片；S30、装配：将正负极的极片进行分切后卷绕，形成电芯，然后进行外壳的焊接，随后向电池内注入电解液，最后封口完成整个装配工作；S40、化成：将装配好的电池进行充放电检测。本发明提供的一种锂电池的生产工艺，具有对已经成型的电池进行严格的充放电检测的工艺，确保锂电池的生产合格率。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种锂电池的生产工艺。
背景技术
锂电池，是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高；锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。
现有的锂电池生产工艺，过于生产线模式化，缺少检测工序，无法获得实际生产效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂电池的生产工艺，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂电池的生产工艺，包括以下步骤：
S10、制浆：分别制备锂电池的正负极浆料，分别将正负极材料的固定材料和导接剂进行混合搅拌并加入溶剂中，分别形成正极浆料和负极浆料；
S20、涂覆：将正极浆料和负极浆料的浆液通过自动涂布机涂覆在金属箔箱的表层，再通过烘干机将其烘干，然后压实形成电池的正、负极极片；
S30、装配：将正负极的极片进行分切后卷绕，形成电芯，然后进行外壳的焊接，随后向电池内注入电解液，最后封口完成整个装配工作；
S40、化成：将装配好的电池进行充放电检测。
作为本发明的一种改进，在步骤S10中，分别采用转速为 1500-2000r/min的搅拌装置对正极浆料和负极浆料进行搅拌。
作为本发明的一种改进，在步骤S20中，正、负极极片在压实过程中厚度保持一致。
作为本发明的一种改进，在步骤S30中，在真空环境中将电芯内部的气体抽出并密封，然后将密封好的电芯放入外壳内固定。
作为本发明的一种改进，在步骤S40中，采用流体温度模拟场的方式对化成工艺中锂电池产生的热量进行分析，流体温度模拟场包括以下步骤：
S41、建立数学模型：根据质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律、湍流特性建立导热数学模型；
S42、形成传热微分方程：根据导热数学模型，形成传热微分方程：
其中：为单位时间内电池微元体热力学能的增量，
为电池微元体沿X方向在单位时间内增加的能量，
为电池微元体沿Y方向在单位时间内增加的能量，
为电池微元体沿Z方向在单位时间内增加的能量,
q为电池微元体的生热速率，
ρ为热物性参数，Cp为锂电池的平均比热容，λx、λy、λz为锂电池内核材料在X、Y、Z方向上的导热系数；
S43、建立流体温度模拟场：根据传热微分方程，得到锂电池在化成过程中的流体温度模拟场；
S44、流体温度模拟场的校正：对所建立的流体温度模拟场采用测量装置进行精度测量，并根据测量结果对流体温度模拟场进行调整，包括以下步骤：
S441、在锂电池周围设置无线温度传感器模块，多个无线温度传感器用于收集各个接触点的温度；
S442、根据介质导热衰减属性，将锂电池附近的空间分割成N个热量匀化方格，所述热量匀化方格以内密外疏的方式分布在锂电池附近的三维空间，N为大于2的自然数，
每个热量匀化方格的三维空间内均布有M个无线温度传感器，M 为大于2的自然数，
将M个无线温度传感器所测得的数据取平均数，将该平均数作为所处热量匀化方格的最终温度数据；
相邻两个所述热量匀化方格的空间中心点之间的距离和介质导热参数、无线温度传感器的检测频率之间为线性关系；
S443、根据每个热量匀化方格的最终温度数据，对步骤S43得到的流体温度模拟场进行校正。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
一种锂电池的生产工艺，包括以下步骤：
S10、制浆：分别制备锂电池的正负极浆料，分别将正负极材料的固定材料和导接剂进行混合搅拌并加入溶剂中，分别形成正极浆料和负极浆料；
S20、涂覆：将正极浆料和负极浆料的浆液通过自动涂布机涂覆在金属箔箱的表层，再通过烘干机将其烘干，然后压实形成电池的正、负极极片；
S30、装配：将正负极的极片进行分切后卷绕，形成电芯，然后进行外壳的焊接，随后向电池内注入电解液，最后封口完成整个装配工作；
S40、化成：将装配好的电池进行充放电检测。
作为本发明的一个实施例，在步骤S10中，分别采用转速为 1500-2000r/min的搅拌装置对正极浆料和负极浆料进行搅拌。
作为本发明的一个实施例，在步骤S20中，正、负极极片在压实过程中厚度保持一致。
作为本发明的一个实施例，在步骤S30中，在真空环境中将电芯内部的气体抽出并密封，然后将密封好的电芯放入外壳内固定。
上述技术方案的工作原理及有益效果：
锂离子电池生产工艺的第一步为准备电池的正负极材料。首先将正负极材料的固定材料进行混合并搅拌。搅拌均匀后加入相应的溶液。再成型，作为电池的正负极材料。制浆是电池生产的第一步，需为后续的生产工艺奠定良好的基础，因此需要保证制浆的质量。
在电池生产过程中.将正负极材料的浆液通过自动涂布机涂覆在金属箔箱的表层，并通过烘干机将其烘干，从而形成电池的正负极极片。将电池中的正负极分离的是隔膜.其作用是将离子的导电性隔断。电池的微小分子可以在隔膜的小孔中自由活动，当锂离子电池在使用过程中过度放电时，会增加电池自身的温度，此时隔膜中的小孔就会自动的关闭，在一定程度上对电池的温度进行控制。避免出现持续升温的现象，导致安全问题。工作人员在涂膜过程中，需要严格按照涂膜的相关程序进行工作，避免在操作过程中出现错误。
锂离子电池生产工艺中的装配过程相对其他过程来讲比较复杂.整个过程包括极片和隔膜的分切、极片卷绕、电芯卷绕和叠片等等。在锂离子电池装配的过程中.首先需要将极片和隔膜进行分切，然后采用卷绕和叠片的工艺对其进行再加工。该部分的加工程序相对比较复杂。需要根据锂离子电池的具体形状选择装配的工艺，其中软包的电池在装配过程中，需要采用叠片的工艺。软包电池主要的发展方向是中高端的电子数码市场，该市场的经济利益比较高，发展前景比较好。方形和圆柱性的电池主要采用卷绕工艺进行装配，卷绕工艺的特点是可通过高转速以提高电芯的生产效率。目前，在我国锂离子电池的生产过程中以卷绕工艺为主要的装配工艺。之后，对锂离子电池的外部进行焊接，同时注入电解液，最后对其进行封口。锂离子电池的整个装配过程完成。
锂离子电池的化成工艺是电池形成的最后程序，指对已经成型的电池进行严格的充放电检测。锂离子电池只有检测合格后，才能按照出厂要求贴上合格标签和相关证书，等待出厂。
本发明提供的一种锂电池的生产工艺，具有对已经成型的电池进行严格的充放电检测的工艺，确保锂电池的生产合格率。
作为本发明的一个实施例，在步骤S40中，采用流体温度模拟场的方式对化成工艺中锂电池产生的热量进行分析，流体温度模拟场包括以下步骤：
S41、建立数学模型：根据质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律、湍流特性建立导热数学模型；
S42、形成传热微分方程：根据导热数学模型，形成传热微分方程：
其中：为单位时间内电池微元体热力学能的增量，
为电池微元体沿X方向在单位时间内增加的能量，
为电池微元体沿Y方向在单位时间内增加的能量，
为电池微元体沿Z方向在单位时间内增加的能量,
q为电池微元体的生热速率，
ρ为热物性参数，Cp为锂电池的平均比热容，λx、λy、λz为锂电池内核材料在X、Y、Z方向上的导热系数；
S43、建立流体温度模拟场：根据传热微分方程，得到锂电池在化成过程中的流体温度模拟场；
S44、流体温度模拟场的校正：对所建立的流体温度模拟场采用测量装置进行精度测量，并根据测量结果对流体温度模拟场进行调整，包括以下步骤：
S441、在锂电池周围设置无线温度传感器模块，多个无线温度传感器用于收集各个接触点的温度；
S442、根据介质导热衰减属性，将锂电池附近的空间分割成N个热量匀化方格，所述热量匀化方格以内密外疏的方式分布在锂电池附近的三维空间，N为大于2的自然数，
每个热量匀化方格的三维空间内均布有M个无线温度传感器，M 为大于2的自然数，
将M个无线温度传感器所测得的数据取平均数，将该平均数作为所处热量匀化方格的最终温度数据；
相邻两个所述热量匀化方格的空间中心点之间的距离和介质导热参数、无线温度传感器的检测频率之间为线性关系；
S443、根据每个热量匀化方格的最终温度数据，对步骤S43得到的流体温度模拟场进行校正。
上述技术方案的工作原理及有益效果：
锂离子电池的安全问题制约了电动汽车的发展。锂电池无论是在使用过程还是在化成阶段，在充放电过程中，由于具有较高的能量密度，伴随着多种化学、电化学反应和物质传递过程，有些反应在开路的情况下仍然进行。这些过程中都会产生热量，如果这些热量未及时消散会引起电池内部热量的积累，导致电池温度升高，对动力电池有着双重的影响：伴随着电池温度的升高，一方面会减少电池的内阻，另一方面，化学反应速率与温度成对数关系，温度每升高10℃，化学反应速率加倍，使其内部发生SEI膜分解反应、嵌锂碳与电解液的反应、嵌锂碳与粘结剂的反应、电解液分解反应，以及正极材料的分解反应，这些反应的发生都会减短电池的寿命。如果热量的积累造成电池内部的高温点，有可能引发电池的热失控。尤其在化成阶段，多次的充放电直接影响锂离子动力电池的使用性能，研究表明，当温度超过50℃时，锂离子电池的性能和循环寿命都会下降，并且温度过高。在温度升高条件下，无论是充电态、放电态或循环态的电池均发生明显的性能衰退，特别是在电池化成阶段，锂离子电池都是成组放置在充电箱中，中间区域热量聚集较多，边缘区域较少则导致各电池单体间的温度不均衡，从而导致各电池单体性能不平衡。电池充电时，容量低的电池早已充满，这部分电池很容易产生过充；相应地，在放电过程中，这一部分电池容易过放；在经过若干次充放电过程之后，电池问的性能差异越来越大，且造成恶性循环。电池性能下降，现在可充入的电量减少，发热更加严重，同一批锂电池的性能差异较大。目前的锂离子电池化成过程中，电池只采用被动散热，这样会造成锂离子电池散热不均，影响同一批电池的性能稳定性和一致性。
锂离子电池的化成主要有两方面的作用，一是使电池中的活性物质借第一次充电转成正常电化学作用；二是使电极主要是负极表面生成钝化膜或SEI膜。化成车间的工艺流程为：注液，浸润，预充电，抽空，辊压，老化，和电池分档等具体步骤。化成工序环节作为锂电池加工的最后一道重要的生产工序，对整个锂电池产品的质量，使用性，安全性都有重要的影响。
为了在化成工艺中准确把握锂电池产生的热量分布从而设计合理的散热结构，本实施例采用流体温度模拟场对锂电池周围环境的热量散发进行具象化的模拟，同时采用热量匀化方格的方式对该流体温度模拟场进行监测校正。
对于流体温度模拟场的建立，在了解锂电池的结构组成、制造工艺流程、工作原理(充放电过程发生的化学反应)、充放电过程产热机理、文献记载的锂离子电池温度特性的基础上，根据锂电池传热特性，对锂电池热物性参数进行测量计算，建立锂电池生热速率模型，计算电池内部生热量，从而建立热效应模型。
本实施例根据锂电池的生热机理以及其温度特性，建立锂电池的三维传热微分方程，求解方程得出方程解析解，再使用数学工具即可建立起数学模型，此数学模型即为流体温度模拟场。
对于公式(1)的解析解，其关键在于ρ、Cp、λx、λy、λz的确定，生热速率q的表达。
对于热物性参数ρ，其是由各材料属性直接确定的，因此查阅资料可直接获取热物性参数ρ。
对于锂电池的平均比热容Cp，可通过实验数据直接测得。
对于导热系数λx、λy、λz，可根据锂电池的具体结构、材料组成直接计算获得，计算公式如下所示：
其中λp、λn、λs分别为正极极片、负极极片、隔膜的导热系数， Lz为电池的单体厚度，Lzp、Lzn、Lzs为正极极片、负极极片、隔膜的厚度。
对于生热速率q，可通过量热计测量直接获得。
建立起流体温度模拟场后，还需要对其进行实际调整。由于流体温度模拟场包含有锂电池内部温度场和锂电池外部限定空间温度场两个部分。对于锂电池内部温度场无法直接测量获得，因此本实施例采用热量匀化方格的方式对锂电池外部限定空间温度场进行测量校正，进而根据校正后的锂电池外部限定空间温度场再对锂电池内部温度场进行推导校正。
对于锂电池外部限定空间温度场进行测量校正，将锂电池外壳至限定距离之间的三维空间分成N个热量匀化方格，每个热量匀化方格立体形状具体表现为为前后端面为球面，其它端面为平面。并且根据热传导特性，越靠近锂电池外壳，热量匀化方格的体积越小，从而在围绕锂电池外壳的外部空间内N个热量匀化方格达到内密外疏的空间效果。随后在每个热量匀化方格内均匀分布M个无线温度传感器，将其测得的数据平均化后即为该热量匀化方格的赋值温度，根据N个赋值温度对锂电池外部限定空间温度场进行实际校正，并根据校正结果再对锂电池内部温度场进行数学式的推导校正。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内中。
Claims (4)
1.一种锂电池的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S10、制浆：分别制备锂电池的正负极浆料，分别将正负极材料的固定材料和导接剂进行混合搅拌并加入溶剂中，分别形成正极浆料和负极浆料；
S20、涂覆：将正极浆料和负极浆料的浆液通过自动涂布机涂覆在金属箔箱的表层，再通过烘干机将其烘干，然后压实形成电池的正、负极极片；
S30、装配：将正负极的极片进行分切后卷绕，形成电芯，然后进行外壳的焊接，随后向电池内注入电解液，最后封口完成整个装配工作；
S40、化成：将装配好的电池进行充放电检测；
在步骤S40中，采用流体温度模拟场的方式对化成工艺中锂电池产生的热量进行分析，流体温度模拟场包括以下步骤：
S41、建立数学模型：根据质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律、湍流特性建立导热数学模型；
S42、形成传热微分方程：根据导热数学模型，形成传热微分方程：
其中：为单位时间内电池微元体热力学能的增量，
为电池微元体沿X方向在单位时间内增加的能量，
为电池微元体沿Y方向在单位时间内增加的能量，
为电池微元体沿Z方向在单位时间内增加的能量,
q为电池微元体的生热速率，
ρ为热物性参数，Cp为锂电池的平均比热容，λx、λy、λz为锂电池内核材料在X、Y、Z方向上的导热系数；
S43、建立流体温度模拟场：根据传热微分方程，得到锂电池在化成过程中的流体温度模拟场；
S44、流体温度模拟场的校正：对所建立的流体温度模拟场采用测量装置进行精度测量，并根据测量结果对流体温度模拟场进行调整，包括以下步骤：
S441、在锂电池周围设置无线温度传感器模块，多个无线温度传感器用于收集各个接触点的温度；
S442、根据介质导热衰减属性，将锂电池附近的空间分割成N个热量匀化方格，所述热量匀化方格以内密外疏的方式分布在锂电池附近的三维空间，N为大于2的自然数，
每个热量匀化方格的三维空间内均布有M个无线温度传感器，M为大于2的自然数，
将M个无线温度传感器所测得的数据取平均数，将该平均数作为所处热量匀化方格的最终温度数据；
相邻两个所述热量匀化方格的空间中心点之间的距离和介质导热参数、无线温度传感器的检测频率之间为线性关系；
S443、根据每个热量匀化方格的最终温度数据，对步骤S43得到的流体温度模拟场进行校正。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池的生产工艺，其特征在于：在步骤S10中，分别采用转速为1500-2000r/min的搅拌装置对正极浆料和负极浆料进行搅拌。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池的生产工艺，其特征在于：在步骤S20中，正、负极极片在压实过程中厚度保持一致。
4.根据权利要求2所述的一种锂电池的生产工艺，其特征在于：在步骤S30中，在真空环境中将电芯内部的气体抽出并密封，然后将密封好的电芯放入外壳内固定。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111303504.7A CN114094197B (zh) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | 一种锂电池的生产工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111303504.7A CN114094197B (zh) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | 一种锂电池的生产工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114094197A CN114094197A (zh) | 2022-02-25 |
| CN114094197B true CN114094197B (zh) | 2023-12-26 |
Family
ID=80298952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111303504.7A Active CN114094197B (zh) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | 一种锂电池的生产工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114094197B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103891039A (zh) * | 2011-09-15 | 2014-06-25 | 雷诺股份公司 | 用于估算电池单元芯部处温度的方法 |
| CN106450428A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-02-22 | 东莞市伟升机械设备科技有限公司 | 一种锂离子电池热压化成控制方法 |
| CN108169683A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-15 | 浙江隆劲电池科技有限公司 | 多层叠片结构锂离子电池的内部分布特征仿真分析方法 |
| CN109446619A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-03-08 | 中国科学技术大学 | 一种锂离子电池电极设计参数的优化方法 |
| CN110600810A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-12-20 | 安徽五行动力新能源有限公司 | 一种锂电池加工工艺 |
| CN111610450A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-09-01 | 武汉理工大学 | 一种锂离子电池充电产热来源的估算方法 |
| CN111753402A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-10-09 | 天津大学 | 燃料电池汽车辅助动力源锂电池的建模方法 |
-
2021
- 2021-11-05 CN CN202111303504.7A patent/CN114094197B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103891039A (zh) * | 2011-09-15 | 2014-06-25 | 雷诺股份公司 | 用于估算电池单元芯部处温度的方法 |
| CN106450428A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-02-22 | 东莞市伟升机械设备科技有限公司 | 一种锂离子电池热压化成控制方法 |
| CN108169683A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-15 | 浙江隆劲电池科技有限公司 | 多层叠片结构锂离子电池的内部分布特征仿真分析方法 |
| CN109446619A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-03-08 | 中国科学技术大学 | 一种锂离子电池电极设计参数的优化方法 |
| CN110600810A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-12-20 | 安徽五行动力新能源有限公司 | 一种锂电池加工工艺 |
| CN111753402A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-10-09 | 天津大学 | 燃料电池汽车辅助动力源锂电池的建模方法 |
| CN111610450A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-09-01 | 武汉理工大学 | 一种锂离子电池充电产热来源的估算方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114094197A (zh) | 2022-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111009688B (zh) | 一种新型可调soc对称电池及其制备方法 | |
| CN109375113A (zh) | 测试锂电材料质量比容量的方法 | |
| EP4258385A1 (en) | Lithium ion battery and power vehicle | |
| CN108390042A (zh) | 一种碳包SnS2复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN104157845A (zh) | 一种氧化石墨烯有机溶剂制备石墨烯复合三元材料的方法 | |
| CN105845986A (zh) | 一种提高钛酸锂电池循环性能的化成方法 | |
| CN115312774A (zh) | 一种负极补锂极片预锂量确定及控制方法 | |
| CN112557931A (zh) | 金属锂电池健康程度的检测装置及方法 | |
| CN115084532A (zh) | 一种负极材料、其制备方法、负极片及锂离子电池 | |
| CN106532031B (zh) | 一种Li4Ti5O12负极材料及其制成的钛酸锂电池 | |
| CN114094197B (zh) | 一种锂电池的生产工艺 | |
| LIANG et al. | A review of current research on the formation mechanism of lithium batteries | |
| CN112086613A (zh) | 锂电池电极极片制备过程中压片压力的优化方法 | |
| CN115791909A (zh) | 一种硅碳材料膨胀度的检测方法 | |
| CN115602787A (zh) | 一种负极极片及锂离子电池 | |
| CN109301138A (zh) | 一种以锂离子固体电解质片为隔膜钮扣锂电池及制备方法 | |
| CN106784809A (zh) | 一种LiVOPO4/LiMPO4/C核壳结构复合材料及制备方法 | |
| CN115207482B (zh) | 电池、电池装置及电池的质检方法 | |
| Pal et al. | Charge-discharge studies of lithium-ion batteries | |
| CN218996880U (zh) | 方柱形电池、电池模组、电池包和用电装置 | |
| CN116404116B (zh) | 一种高压实密度复合正极片、其制备方法及储能装置 | |
| CN117117177B (zh) | 一种电池 | |
| CN115312690B (zh) | 一种电池及其负极固态电解质界面膜完整性的评价方法 | |
| CN116151051B (zh) | 一种锂离子电池注液量确定方法 | |
| Yi et al. | Thermal Stability and Electrochemical Properties of Separators for Lithium-ion Batteries |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20231120 Address after: No. 28, Group 6, Sanli Village, Xinxing Town, Tinghu District, Yancheng City, Jiangsu Province, 224000 (10) Applicant after: Jiangsu Jingchuang Lithium New Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 224000 No. 18, Dongyi Industrial Park, Yilin Town, Funing County, Yancheng City, Jiangsu Province Applicant before: Jiangsu fushitong new energy Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |