说到锂离子电池，大家都不陌生。

锂离子电池应用领域十分广泛，按照应用领域分类可分为储能、动力和消费电池。

储能电池涵盖通讯储能、电力储能、分布式能源系统等；

动力电池主要应用于动力领域，服务的市场包括新能源汽车、电动叉车等；

消费电池涵盖消费与工业领域，包括智能表计、智能安防、智能交通、物联网等。

 

但论起对锂离子电池的了解，大家似乎又知之甚少。

 

锂离子电池结构及工作示意图（图源网络）

锂离子电池是一个复杂的体系，主要由正极、负极、电解液、隔膜、集流体和粘结剂、导电剂等等部分组成，涉及的反应包括正负极的电化学反应、锂离子传导和电子传导，以及热量的扩散等。锂电池的生产工艺流程较长，生产过程中涉及有 50 多道工序。

锂电池按照形态可分为圆柱电池、方形铝壳电池、软包电池、刀片电池等，其生产工艺有一定差异，但整体上可将锂电池制造流程划分为前段工序（极片制造）、中段工序（电芯合成）、后段工序（化成封装）。

本篇文章将着重给大家介绍锂电池制造流程的前段工序。前段工序的生产目标是完成（正、负）极片的制造。前段工序主要流程有：制浆/搅拌、涂布、辊压、分切、模切。

 

01制浆/搅拌

制浆/搅拌是将正、负极固态电池材料混合均匀后加入溶剂搅拌成浆状。浆料搅拌是前段工序的始点，是完成后续涂布、辊压等工艺的前序基础。

锂电池的浆料分为正极浆料和负极浆料，将活性物质、导电炭、增稠剂、黏结剂、添加剂、溶剂等按比例投入搅拌机中，通过搅拌实现分散均匀的固液悬浮状浆料以利于涂布。高质量的搅拌是后续工艺高质量完成的基础，会直接或间接影响到电池的安全性能和电化学性能。

 

02涂布

涂布是将正极活性物质和负极材料分别涂覆在铝箔和铜箔上，并结合导电剂和黏结剂形成电极片。然后通过烘箱干燥除去溶剂，使固体物质粘接在基材上，制成正极和负极极片卷。

正负极涂布

正极材料：分为层状结构、尖晶石结构和橄榄石结构三种，分别对应着三元材料(及钴酸锂)、锰酸锂及磷酸铁锂。

负极材料：目前商业化锂离子电池采用的负极材料主要包括碳材料及非碳材料。其中碳材料包括目前使用最多的石墨类负极，还有无序碳负极硬碳软碳等；非碳材料包括硅基负极，钛酸锂LTO等。

作为前段工序的核心环节，涂布工序的执行质量深刻影响着成品电池的一致性、安全性、寿命周期。

 

03辊压

通过辊压将涂布后的极片进一步压实，使活性物质与集流体接触紧密，减小电子的移动距离，降低极片的厚度，提高装填量，同时降低电池内阻提高电导率，提高电池体积利用率从而提高电池容量。

辊压后极片的平整程度会直接影响后序分切工艺加工效果，而极片活性物质的均匀程度也会间接影响电芯性能。

 

04分切

分切是将较宽的整卷极片连续纵切成若干所需宽度的窄片。极片在分切中遭遇剪切作用断裂失效，分切后的边缘平整程度（无毛刺、无屈曲）是考察性能优劣的关键。

制片包括对分切后的极片焊接极耳、贴保护胶纸、极耳包胶使用激光切割成型极耳等，从而用于后续的卷绕工艺。模切是将涂布后极片冲切成型，用于后续工艺。

由于锂离子电池的安全性能要求很高，因此在电池制造过程中对锂电设备的精度、稳定性和自动化水平都有极高的要求。

作为锂电极片测量装备的佼佼者，针对锂电制造流程的前段工序中的极片测量，银河8366cc推出了一系列产品：

Super X-Ray 面密度测量仪  
满足极限产能的需求，可适应超过1600mm幅宽的测量，支持超高速扫描，可检测削薄区、划痕、陶瓷边等微小特征。助力解决涂布闭环实施问题。
X/β射线面密度测量仪  
应用于电池极片涂布工序、隔离膜涂陶瓷工序，对被测物面密度进行在线无损检测；
CDM厚度面密度测量一体机
应用于涂布工序：在线检测极片微小特征，如漏涂、缺料（未漏集流体，且与正常涂覆区灰度差异小，CCD无法识别)、刮痕、削薄区厚度轮廓、AT9厚度检测等；
多架同步跟踪测量系统
用于锂电池正、负极涂布。利用多台扫描架对极片进行同步跟踪测量。其中五架同步跟踪测量系统具备了湿膜测量、净涂覆量测量、极片微小特征测量等功能。
激光测厚仪
应用于锂电池涂布工序或辊压工序极片厚度的检测。

离线厚度尺寸测量一体机

应用于锂电池涂布工序或辊压工序以及其它工序的极片厚度与尺寸的检测，提高了涂布工序首、尾件测量的效率与一致性。

 

下一期，我们也将会继续为大家介绍锂电池制造的中段工序。

未来，银河8366cc也将继续创新研发，不断突破技术、推陈出新，丰富产品线，推出更多能满足客户多样化需求的产品。