方形锂电池电芯的制造过程

方形锂离子电芯的制造过程。其制造工艺非常复杂精密，可以概括为三大阶段：前段极片制作、中段电芯组装和后段化成分容。

极片制作 (Electrode Production)

这个阶段的目标是制作出电池的正极和负极

1.浆料搅拌 (Mixing)

目的：将活性物质（正极如三元锂、磷酸铁锂；负极如石墨）、导电剂、粘结剂等材料与溶剂（如NMP）均匀混合，形成稳定、均匀的浆料。
关键：均匀性至关重要，任何团聚或颗粒都会影响电池性能和一致性。

2. 涂布 (Coating)

目的：将搅拌好的浆料均匀地涂覆在金属箔集流体上（正极用铝箔，负极用铜箔）。
关键：需要极精确地控制涂布的厚度、重量和均匀性。边缘需留白（用于后续极耳焊接），否则容易短路。

3.辊压 (Calendering)

目的：通过重型轧辊将涂布后的极片压到指定的厚度和密度。
关键：压实密度直接影响电池的能量密度和性能。压力过大或过小都会损坏极片结构。

4.分切 (Slitting)

目的：将宽幅的辊压后的极片卷料，根据电芯设计的尺寸，分切成多条窄幅的极带。
关键：切边要光滑、无毛刺，否则毛刺刺穿隔膜会导致内部短路。

5.极耳模切 (Tab Cutting) / 焊接

目的：制造出与极片连接、用于导出电流的金属导电极耳。
方法：方形电池通常采用模切方式，直接在极片留白处切出极耳（与极片一体），或者将单独的极耳焊接到留白处。

电芯组装

这个阶段将正负极片、隔膜组装成芯包，并放入外壳中。

1.卷绕或叠片 (Winding or Stacking)

目的：将分切后的正极极带、负极极带和隔膜组合在一起。
方形电池主要工艺：
①卷绕 (Winding)：将正极、隔膜、负极像卷寿司一样卷起来，形成椭圆柱状的卷芯。这是目前最主流的方式，效率高。
②叠片 (Stacking)：将正极、隔膜、负极一片片地叠起来，形成整齐的叠片芯。优点是利用空间更充分、内阻更小、性能更好，但效率较低，成本更高。是未来发展趋势。
关键：对齐度要求极高，防止极片错位导致短路。

2.入壳 (Insertion into Housing)

目的：将卷绕或叠好的芯包（Jellyroll）放入铝制或钢制的方形外壳中。
关键：防止芯包在放入过程中被划伤。

3.焊接顶盖 (Top Cap Welding)

目的：将带有防爆阀、注液孔和正负极柱的顶盖组件与极耳焊接在一起。
关键：焊接必须牢固、电阻低，且不能有金属颗粒掉入电芯内部。

4.激光焊接封口 (Case Sealing by Laser Welding)

目的：将顶盖与外壳通过激光焊接进行密封，形成一个完全密闭的空间(除注液孔外)
关键：焊接必须保证绝对的气密性，防止外界水分和空气进入。

5.注液 (Electrolyte Injection)

目的：在真空干燥环境下，通过注液孔将精确计量的电解液注入电芯内部。
关键：需要在真空环境下进行，确保电解液能充分浸润极片和隔膜。注液量要精确。

化成分容 (Formation & Aging)

这是赋予电池生命的“激活”过程,至关重要。

1.化成 (Formation)

目的：对密封后的电芯进行第一次充电。
关键过程：在充电过程中，负极表面会形成一层至关重要的SEI膜（固体电解质界面膜)。这层膜能防止后续循环中电解液的持续分解，保证电池的寿命和安全性。首次充电后，电池中会产生少量气体。

2.陈化/老化 (Aging)

目的：将化成后的电芯静置一段时间，让SEI膜状态趋于稳定，并使内部产生的气体充分积聚。

3.Degassing (抽气、二次封口)

目的：在老化后，将电芯内部产生的气体通过专用设备抽出，并立即对注液孔进行永久性密封（钢珠焊接密封）。

关键：这是方形铝壳电池独有的关键步骤，抽掉气体后电池性能更稳定，且避免鼓胀。

4.分容 (Grading)

目的：对电池进行多次充放电测试，精确测量其实际容量、内阻、电压等核心性能参数
关键：根据测试结果对电池进行分级、筛选，将性能参数一致的电池配组，用于同一个电池包，保证pack的一致性。

5.最终测试&包装

进行最后的检查（如外观、气密性），然后清洁、贴标、包装出货。

总结
①一致性是核心：每一步的精度和一致性都直接决定最终电芯的性能和寿命。
②环境控制极端严格：整个制造过程，特别是中后段，需要在低露点(极度干燥)的干燥环境中进行，因为水分是锂离子电池的天敌
③高精度自动化：现代锂电工厂基本都是全自动生产线，人工干预极少，以保证高精度和高效率。