电池制造工程师电子课件.pptx

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电池制造工程师电子课件

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目录

壹

电池制造基础

陆

电池行业发展趋势

贰

电池制造工艺

叁

电池性能测试

肆

电池安全与环保

伍

电池制造设备

电池制造基础

壹

电池的分类

一次电池（原电池）不可充电，如干电池；二次电池（蓄电池）可充电，如手机电池。

按能量来源分类

消费电子电池，如AA电池；电动汽车电池，如特斯拉使用的锂离子电池。

按用途分类

液态电解质电池，如铅酸电池；固态电解质电池，如锂离子电池。

按电解质类型分类

碱性电池，如碱性锰电池；酸性电池，如铅酸电池；锂离子电池，如用于便携设备。

按化学组成分类

01

02

03

04

基本工作原理

电池通过正负极材料间的电化学反应产生电流，实现能量转换。

电化学反应

能量密度决定了电池储存能量的能力，功率密度则反映了电池放电速率。

能量密度与功率密度

电解质中的离子在电场作用下移动，形成电流，是电池工作的关键。

离子传导机制

关键材料介绍

正极材料是电池能量密度和循环寿命的关键，如锂钴氧化物（LiCoO2）广泛应用于消费电子。

正极材料

01

负极材料影响电池的充放电效率，石墨是目前最常用的负极材料之一。

负极材料

02

电解液在电池中传递离子，常见的电解液有六氟磷酸锂（LiPF6）溶液。

电解液

03

隔膜材料保证电池内部正负极不直接接触，同时允许离子通过，聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）是常用材料。

隔膜材料

04

电池制造工艺

贰

电极制备技术

将活性材料、导电剂和粘结剂混合均匀，形成均匀的浆料，为涂布电极做准备。

活性物质的混合

将干燥后的电极片按照设计尺寸进行精确切割，并进行分条处理，以适应电池组装需求。

电极切割与分条

通过涂布机将浆料均匀涂覆在集流体上，然后进行烘干和压片，形成电极片。

电极涂布过程

电池组装流程

在组装前，工程师需检查电芯质量，确保其符合电池性能和安全标准。

01

电芯的准备

将正负极材料涂覆在金属箔上，经过烘干、压片等工艺制成正负极片。

02

正负极片的制作

根据电池类型，电芯可能需要卷绕成螺旋形或叠成层状结构，以最大化电能存储。

03

电芯的卷绕或叠片

将电解液注入电芯中，确保电解液均匀分布，为电池提供离子传输的介质。

04

电解液的注入

完成电芯组装后，使用专用设备对电池进行封装，确保其结构稳定和密封性。

05

电池的封装

质量控制要点

成品测试

原材料检验

01

03

完成电池制造后，进行一系列的性能测试，包括容量、循环寿命和安全性能，确保产品合格。

电池制造前，对原材料进行严格检验，确保材料符合标准，避免生产缺陷。

02

实时监控电池制造过程中的关键参数，如温度、压力，确保每一步骤都达到质量要求。

生产过程监控

电池性能测试

叁

测试标准与方法

通过反复充放电循环，评估电池在规定条件下的寿命和性能衰退情况。

循环寿命测试

在高温环境下对电池进行测试，以确定其在极端温度下的稳定性和安全性。

高温测试

模拟电池短路情况，评估电池在极端条件下的保护机制和安全性能。

短路测试

常见性能指标

能量密度是衡量电池存储能量多少的关键指标，高能量密度意味着电池可以存储更多的电能。

能量密度

电池的循环寿命指的是电池在失效前可以完成充放电循环的次数，是评估电池耐久性的重要参数。

循环寿命

自放电率反映了电池在不使用时自身电量的损失速度，低自放电率对保持电池长期待机状态至关重要。

自放电率

测试设备介绍

内阻测试仪用于测量电池内部电阻，对电池的放电性能和效率有直接影响。

内阻测试仪

循环寿命测试机模拟电池充放电过程，评估电池的耐久性和长期稳定性。

循环寿命测试机

温度测试箱用于模拟不同环境温度对电池性能的影响，确保电池在极端条件下的可靠性。

温度测试箱

电池安全与环保

肆

安全标准与规范

电池制造工程师需进行过充、过放、短路等滥用测试，确保电池在极端条件下仍安全可靠。

电池滥用测试

01

02

电池设计时须考虑热失控风险，通过材料选择和结构设计，防止热失控引发的火灾或爆炸。

热失控管理

03

电池生产过程中需评估对环境的影响，确保符合国际环保标准，减少对生态系统的破坏。

环境影响评估

废弃电池处理

回收与分类

01

废弃电池需通过专业机构进行分类回收，避免污染环境。

无害化处理

02

采用物理、化学方法对废弃电池进行无害化处理，减少有害物质泄漏。

资源回收再利用

03

通过先进的回收技术，从废弃电池中提取有价值的金属，实现资源的循环利用。

环保生产要求

01

电池制造过程中，严格控制铅、镉等重金属的排放，确保达到环保标准。

02

建立废电池回收体系，鼓励消费者回收旧电池，减少环境污染。

03

在电池生产中优先选择无毒或低毒材料，减少对环境和人体的危害。

减少有害物质排放

回收利用废电池

使用环保材料

电池制造设备

伍