看看锂电池生产过程是什么样的-capa

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发布日期：2017-06-16 11:37 浏览： 次

时至今日，绝大多数的新技术都要求电池具有更加紧凑的设计、更加充沛的电力、更好的安全性，还需要电池能够充电再利用。
 

1980年，美国物理学教授John Goodenough发明了一种新型的锂电池。在这种锂电池中，锂能够在电池中以锂离子的形式，穿梭于两个电极之间。
 
锂是周期表中最轻的元素之一，同时拥有着极强的电化学势，这两点优势使得它能够以最小的体积提供最高的电压。
 
而这一点正是锂离子电池的基础。在这种新电池中，锂和过渡金属（比如钴，镍，锰以及铁）与氧的化合物作为阴极。在外加电压之后，再次充电开始，带正电的锂离子从阴极迁移到石墨材料制成的阳极，重新变为金属锂。
 
因为金属锂有着极强的电化学推动力，所以金属锂极容易被氧化，它会迁移至阴极并再次成为锂离子，将外层电子交给过渡金属离子（比如钴离子）。在这一循环中的电子移动为我们提供了我们所需的电流。
 
目前移动3C产品基本上都是采用锂离子电池，根据所用电解质材料的不同，分为液态锂离子电池、聚合物锂离子电池和塑料锂离子电池。它们的主要区别在于电解质的不同，液态锂离子电池使用液体电解质，聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替，目前大部分采用聚合物凝胶电解质。
 
锂电池主要是由正极材料、负极材料、电解质和隔膜等几部分组成。正极通常用粘合剂聚偏氟乙烯(PVDF)将正极材料固定在电极上制得。负极一般采用石墨结构的碳素材料，如碳/石墨插入材料，由碳素材料、乙炔黑、粘合剂按一定比例混合涂覆在铜箔上制得。隔膜主要由聚丙烯、聚乙烯微孔薄膜或二者双层组成，其厚度在10 μm左右。电解液主要是含锂盐的有机溶剂，其中锂盐通常是LiPF6，也会用LiClO4 或LiBF4。有机溶剂通常为碳酸酯类(碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等)。外壳为不锈钢、镀镍钢或铝壳等。

1997年由美国3M公司和加拿大Hgdro-Quebec公司共同开发一种固态免维护锂聚合物电池，锂电池的电极用氧化钒(VOx)及石墨制成，电解质为Li(CFSO2)2N。锂聚合物电池的结构比较特殊，是由五层薄膜组成。第一层用金属箔作集电极，第二层为负极，第三层是固体电解质，第四层用锉箔作为正极，第五层为绝缘层，五层叠起来的总厚度为0.1 mm。这种锂聚合物电池的工作温度为60-100度，为防止电池瞬间输出大电流时而引起过热，该锂聚合物电池有一个严格的热管理系统，来控制其正常工作温度。这种锂聚合物电池主要的优点是消除了液体电解质，可以避免在电池出现故障时，电解质溢出而造成的污染。
 


 
在锂电池生产过程中，一个关键步骤是将复合材料膜反复叠加堆积。与此同时，确保各层电极极耳（tab）叠加后都处于同一位置。 因为后续工序中，需要将各层极耳焊接在一起，形成电池的正负极。
 
为了确保各层极耳在叠加后处于同一位置，就需要对复合材料膜的厚度进行实时监控，同时根据膜厚度的变化，动态控制各个极耳之间的距离，以实现堆叠后各层极耳处于同一位置。
 
对于厚度仅为0.1毫米的复合材料膜厚度的测量，一直是锂电池生产环节中的技术难题，该测量任务要求：

1. 实时动态测量，排除膜振动带来的测量误差
2. 厚度精度要求达到亚微米级别
3. 非接触测量，以免影响生产效率和划伤复合膜表面

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