如何自制鋰電池？有哪些方法與步驟？

經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，鋰電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了專(zhuān)業(yè)化分工程度高的完整產(chǎn)業(yè)鏈。隨著國(guó)家政策的支持，以及電動(dòng)車(chē)新國(guó)標(biāo)的出臺(tái)，未來(lái)鋰電池將是電動(dòng)出行工具的首選。那么，優(yōu)質(zhì)的電動(dòng)車(chē)鋰電池是如何制作的?

第一步：配料

高真空全自動(dòng)攪拌材料10小時(shí)，將鋰電池所需的材料分散均勻，提高電池的一致性和綜合性能。為什么要這么做呢?因?yàn)榕淞鲜卿囯姵刂谱鞯暮诵膮^(qū)域，配料不好直接影響到鋰電池的性能。

第二步：涂布

采用自動(dòng)上料系統(tǒng)，采用自動(dòng)調(diào)刀系統(tǒng)，在線(xiàn)測(cè)厚系統(tǒng)，將正負(fù)極片涂覆均勻。為什么要這么做呢?因?yàn)橥坎际卿囯姵刂谱鞯母?，涂布決定電池的一致性。

第三步：對(duì)輥

正負(fù)極片涂覆完后，正負(fù)材料相對(duì)稀松，需要給極片一定的壓力，將正負(fù)極材料壓實(shí)到一定范圍。

第四步：分條

根據(jù)電池的型號(hào)，需要將正負(fù)極片分切成需要的寬度。如18650鋰電池，極片寬度在56-58mm之內(nèi)。

第五步：制片和卷繞

采用全自動(dòng)制片機(jī)，將正負(fù)極耳焊接到正負(fù)極片上。并采用全自動(dòng)卷繞機(jī)，將正負(fù)極片和隔膜一起卷繞成圓柱形狀。

第六步：點(diǎn)底滾槽和真空烘干

卷芯放入鋼殼內(nèi)，自動(dòng)焊接負(fù)極耳，并自動(dòng)滾槽。另外，再經(jīng)過(guò)高真空高溫烘烤，把少量水分烘干，這樣鋰電池性能才有保障。

第七步：化成分容

鋰電池在出貨前需要對(duì)其進(jìn)行充放電測(cè)試，出廠前電池是帶點(diǎn)狀態(tài)的。

第八步：組裝鋰電池

全自動(dòng)焊接機(jī)，將多只電池組合用連接片焊接在一起，然后裝上線(xiàn)路板，在進(jìn)行老化測(cè)試，檢驗(yàn)出貨。

電動(dòng)車(chē)鋰電池制作主要分兩大步驟，一個(gè)是鋰電芯的制造，另一個(gè)是將鋰電芯一個(gè)個(gè)通過(guò)串聯(lián)或是并聯(lián)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)想要的電動(dòng)車(chē)鋰電池組的電壓大小和容量大小以及充放電要求。下面我們一起來(lái)了解一下吧：

一、電動(dòng)車(chē)鋰電池制作之鋰電芯的制造

這個(gè)主要說(shuō)的是鋰電芯的生產(chǎn)制造方法，基本步驟如下：

1、原材料的攪拌混合：將電極活性材料、粘結(jié)劑、溶劑等混合在一起，充分?jǐn)嚢璺稚ⅲ{(diào)制成漿。

2、正負(fù)極片的涂布：將漿料間歇、均勻地涂覆在傳送集流體表面烘干，分別制成正負(fù)極的極片卷。

3、正負(fù)極片的冷壓：正負(fù)極片涂覆完后，正負(fù)材料相對(duì)稀松，需要給極片一定的壓力，將正負(fù)極材料壓實(shí)到一定范圍。

4、裁片分條：根據(jù)電池的型號(hào)，需要將正負(fù)極片分切成相應(yīng)的寬度。

5、正負(fù)極片的堆疊：小片正負(fù)極極片、隔離膜堆疊組合成裸電芯。

6、入殼、點(diǎn)焊、真空烘干：將裸電芯包上包裝鋁箔，對(duì)頂部和側(cè)邊進(jìn)行熱封裝。另外，再經(jīng)過(guò)高真空高溫烘烤，把少量水分烘干，這樣鋰電池性能才有保障。

7、注液：將電解液加入到電芯中，并將電芯完全封住。

8、化成：組裝后的電池被給予一定的電流，使其內(nèi)部正負(fù)極物質(zhì)激活，電池只有經(jīng)過(guò)化成后才能作為電源使用。

9、分容：在制造過(guò)程中，因工藝原因電池的實(shí)際容量不一致，通過(guò)一定的充放電檢測(cè)，將電池按容量分類(lèi)。

10、成型：將電芯外形做最后加工。

經(jīng)過(guò)以上的步驟后，一顆鋰電芯就制造成功了，接下來(lái)就是將電芯組成電池組了。

二、將鋰電芯一個(gè)個(gè)通過(guò)串聯(lián)或是并聯(lián)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)想要的電動(dòng)車(chē)鋰電池組

電動(dòng)車(chē)鋰電池制作：比如你想自制電池組48v20ah，可以購(gòu)買(mǎi)磷酸鐵鋰電池，用3ah的26650，16串7并可以實(shí)現(xiàn)48v20ah，然后購(gòu)買(mǎi)16串鐵鋰保護(hù)板，控制電流正常6a，最大12a，瞬間18a就可以了。26650電池單只24元，保護(hù)板160元，大概需要2848元，還有充電器需要50元，自己組裝起來(lái)就可以了。磷酸鐵鋰電池是最安全、循環(huán)次數(shù)最多的鋰電池。

1、準(zhǔn)備材料，包括不銹鋼電池盒，給電動(dòng)車(chē)組裝的60V24AH鋰電池，鋰電池必須選用電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池。

2、將鋰電池20顆一串，共計(jì)8串。

3、8串鋰電池并聯(lián)起來(lái)，用隔板和膠布做好絕緣。

4、膠布固定，串聯(lián)焊接保護(hù)線(xiàn)。

5、用熱縮膜把串焊好的鋰電池包裹絕緣，接保護(hù)板，做好絕緣，防止短路。

6、鋰電池短路危害很大，熱縮膜包裹完鋰電池后電動(dòng)車(chē)鋰電池組裝就完成了，將其放入電動(dòng)車(chē)即可。

組裝電動(dòng)車(chē)鋰電池要注意的問(wèn)題：

1、組裝電動(dòng)車(chē)鋰電池檢查

在拆卸電池的過(guò)程中要檢查所有連線(xiàn)質(zhì)量，同時(shí)檢查保險(xiǎn)座、充電插座，以及電動(dòng)車(chē)鋰電池引出線(xiàn)接觸是否正常可靠，并緊固所有連接件。需要更換的應(yīng)更換，并應(yīng)重點(diǎn)考查其可靠性，不可靠者要進(jìn)行更換。

2、組裝電動(dòng)車(chē)鋰電池的安裝

要按照電池包裝箱內(nèi)說(shuō)明書(shū)要求對(duì)電動(dòng)車(chē)鋰電池安裝。其實(shí)大部分電池電池盒內(nèi)部的每塊電池都是串連在一起的，用不低于一平方的銅線(xiàn)把每塊電池用烙鐵焊接串連在一起，最后剩下兩個(gè)輸出端子正極和負(fù)極，焊接在輸出插座的兩個(gè)段子上，注意不要接反了，一定要和充電器上的正負(fù)極對(duì)應(yīng)。不然后果就嚴(yán)重了。

4、組裝電動(dòng)車(chē)鋰電池的試用

安裝好電動(dòng)車(chē)鋰電池以后，要用萬(wàn)用表測(cè)量電池輸出端口電壓，電池實(shí)際電壓要比標(biāo)實(shí)電壓稍高2~5V，正常后方可投入正常運(yùn)行。

鋰離子電池主要由正極、負(fù)極、電解液和隔膜等幾個(gè)部分組成。目前商用的鋰離子電池正極材料主要是磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰和三元材料;負(fù)極是碳材料組成，如MCMB，天然石墨等;隔膜采用具有微細(xì)孔的有機(jī)高分子隔膜，如美國(guó)Celgard隔膜;電解液由有機(jī)溶劑和導(dǎo)電鹽組成，有機(jī)溶劑采用碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯等，導(dǎo)電鹽采用LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiBF4等。負(fù)極的集流體為銅箔，正極的集流體鋁箔。通常使用的粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯(PVDF)等。使用粘結(jié)劑把石墨、鈦酸鋰等負(fù)極材料粘附在銅箔上做成薄膜作為負(fù)極。由于正極材料導(dǎo)電性不好，故必須加入導(dǎo)電炭黑材料。按照一定的配比，把活性料、炭黑和PVDF混合均勻，加入適量溶劑制成具有一定流動(dòng)性的膠狀混合物，在鋁箔上均勻涂布，經(jīng)真空干燥后即可作為正極。正負(fù)極都必須采用可以使Li+嵌入/脫出的活性物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示：

二次鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖

由于扣式鋰離子電池(CLIB) 質(zhì)量輕、體積小，更能滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)用電設(shè)備的小型化和輕量化的要求，目前CLIB 已商品化，主要用作小型電子產(chǎn)品電源，如： 電腦主板、MP3 手表、計(jì)算器、禮品、鐘表、玩具、藍(lán)牙耳機(jī)、PDA、電子匙、IC 卡、手搖充電手電筒等產(chǎn)品中，壽命可達(dá)5~10 年。另外, CLIB 較圓柱形和方形鋰離子電池成本低， 封口容易，設(shè)備要求簡(jiǎn)單，因此，近年來(lái)很多電池公司、大專(zhuān)院校和科研院所的研發(fā)部門(mén)對(duì)開(kāi)發(fā)CLIB 越來(lái)越重視。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料：

1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：稱(chēng)量瓶、磁轉(zhuǎn)子、磁力攪拌器、涂膜機(jī)、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、真空干燥箱、極片沖模器、手套箱、電化學(xué)測(cè)試儀(Land)、電化學(xué)工作站;掃描電鏡、X射線(xiàn)衍射儀。

2、實(shí)驗(yàn)材料：正負(fù)極電極材料粉體、銅箔、鋁箔、電解液、導(dǎo)電劑(Super P)、粘結(jié)劑(PVDF)、紐扣電池用外殼(正極殼和負(fù)極殼)，彈片、墊片等。

扣式電池的制備工藝流程

1、正負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、集流體的選擇

電極活性物質(zhì)選用正極材料(磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰或者三元材料，需自己根據(jù)材料物理性能及電化學(xué)性能進(jìn)行分析，判定)，負(fù)極(硬炭負(fù)極、硅炭、天然石墨或人造石墨等，需自己根據(jù)材料物理性能及電化學(xué)性能進(jìn)行分析，判定)，粘結(jié)劑用聚偏四氟乙烯(PVDF)，正極集流體用鋁箔，負(fù)極集流體用銅箔，導(dǎo)電劑用乙炔黑，模擬半電池用鋰片，

2、正負(fù)極極片的制作

活性物質(zhì)：導(dǎo)電添加劑：粘結(jié)劑=80:10:10 (質(zhì)量比)，按總量1000mg 稱(chēng)取各物質(zhì)，先將活性物質(zhì)(800mg)和導(dǎo)電添加劑乙炔黑(100mg)置于稱(chēng)量瓶中，然后加入粘結(jié)劑(PVDF)100mg，干混、攪拌30min, 使得粉體混合均勻，然后滴加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)調(diào)節(jié)粘度，磁力攪拌成泥漿狀，最終漿料以剛剛流動(dòng)為宜。

磁力攪拌4h后，用手動(dòng)涂膜機(jī)將攪好的漿料均勻涂覆在集流體上(涂抹器的開(kāi)口設(shè)置成150μm)，正極物質(zhì)用鋁箔，負(fù)極物質(zhì)用銅箔，涂膜厚度為20微米。

將涂好膜的銅箔或鋁箔放入真空烘箱中，110℃ 烘干12h后，用沖片機(jī)將電極片沖成Φ=15mm的正負(fù)極片，同時(shí)沖極片空白的銅箔或鋁箔，以便準(zhǔn)確稱(chēng)量活性物質(zhì)的量，將沖的極片放入真空烘箱中，真空60℃，烘干4h。

挑選與極片當(dāng)量的隔膜或多幾片(完整、無(wú)損傷)采用無(wú)水乙醇清洗干凈，放到無(wú)塵紙中，采用吹風(fēng)機(jī)吹干，連同1mL注射器及幾張無(wú)塵紙放入到60℃真空烘箱中烘干4h。