锂电池卷绕工艺的探讨及如何避免不良品

摘要：本文介绍了锂电池卷绕工艺的主要组成部分及其功能，包括极片供给系统、隔膜放卷系统、张力控制系统等。同时，分析了卷绕工艺中可能出现的不良情况，如极片覆盖不良、极片变形、金属异物等，并提出了相应的解决措施。另外，还强调了卷绕工艺中需要关注的卷绕张力和极片对齐度等问题，以及车间环境对卷绕工艺的影响。通过对锂电池卷绕工艺的探讨，为提高锂电池的质量和安全性提供了参考。

一、引言

锂电池作为一种高性能的可充电电池，在现代电子设备和新能源领域得到了广泛应用。卷绕工艺是锂电池制造过程中的关键环节之一，直接影响电池的性能和质量。本文将详细介绍锂电池卷绕工艺的相关内容。

二、锂电池卷绕工艺的概念

锂电池卷绕工艺是将正极片、负极片和隔膜通过特定的设备和工艺卷绕成电芯的过程。在这个过程中，极片和隔膜被精确地放置和连续转动的方式组装成芯内部组件，并确保电芯的电化学性能和安全性能。

三、锂电池卷绕工艺的流程

1. 极片供给：将正、负极片分别沿着导轨输送到两层隔膜的 A-A 面和 B-B 面之间，确保极片的准确供给。

2. 隔膜放卷：通过上隔膜和下隔膜的自动连续供给，保证隔膜的平整和稳定。

3. 张力控制：实现卷绕过程中隔膜的恒张力控制，有助于提高电芯的一致性和稳定性。

4. 卷绕成芯：采用负极包住正极的方式，再通过隔膜将正负极片隔离，完成单个卷芯的卷绕。

5. 收尾贴胶：对卷绕后的卷芯进行贴胶固定，增强卷芯的结构稳定性。

6.卸料传输：将卷芯从卷针上自动拆卸，并掉落到自动传输带上，以便进行下一步工序。

四、锂电池卷绕工艺中容易出现的不良问题及解决措施

极片覆盖不良

不良情况：局部负极片未完全包覆正极片，可能导致电池变形和析锂，存在安全隐患。

解决措施：加强生产工艺控制，确保正极片完全被负极片包覆。

极片变形

不良情况：极片受挤压变形，可能引起内短路，带来严重安全问题。

解决措施：优化卷绕工艺，控制卷绕张力，避免极片受挤压而变形。

金属异物

不良情况：金属异物可能导致物理短路，影响电池性能和安全。

解决措施：加强生产过程的清洁和质量控制，防止金属异物混入。

五、锂电池卷绕控制检测

电芯卷绕是电池制造中的核心工艺，直接决定着电池的性能。在电极组件的卷绕过程中，需要对电极组件中各膜卷的状态进行检测，以保证电池质量满足生产标准。电池卷绕检测装置，其包括图像采集装置和检测光源，图像采集装置被配置用于获取目标检测区域的图像，目标检测区域包括位于电池的电极组件的卷绕段的第一检测区域和/或位于电极组件的入卷段的第二检测区域；检测光源被配置用于为图像采集装置提供检测光；其中，检测光源至少包括第一检测光源和第二检测光源，第一检测光源发出的第一检测光的波长大于第二检测光源发出的第二检测光的波长；第一检测光对应的第一景深与第二检测光对应的第二景深叠加形成图像采集装置的综合景深，目标检测区域位于综合景深的范围内。一些专利设备可实现第一检测光对应的第一景深与第二检测光对应的第二景深沿图像采集装置的主光轴方向相邻或部分重叠。通过将第一检测光和第二检测光分别对应的景深设定为相邻或部分重叠，图像采集装置的综合景深可以形成一个范围较大并且连续的景深范围，使图像采集装置在获取目标检测区域的图像时可以实现连续、清晰的成像，进而提高电池卷绕检测装置的成像质量。通过引进先进的检测成像设备可以直观发现问题并及时调整卷绕机的各类参数，以减少和避免出现锂电池卷绕不良率。

六、锂电池卷绕工艺的控制措施

卷绕张力控制

张力过小会影响内阻和入壳率，过大则易造成短路或断片风险。一般正张力在0.08-0.15Mpa，负张力在0.08-0.15Mpa，上隔膜和下隔膜张力也在0.08-0.15Mpa范围内。

极片对齐度控制

确保负极、正极和隔膜的相对位置准确，避免短路风险。负极宽度 59.5mm、正极 58mm、隔膜 61mm，三者应居中对齐。

七、锂电池卷绕工艺的注意事项

1. 定期对设备进行维护和校准，确保设备的稳定性和精度。

2. 严格控制车间环境的温度、露点和水分含量，以减少对卷绕工艺的影响。    

3. 操作人员应经过专业培训，熟练掌握卷绕工艺的操作流程和注意事项。

4. 加强对原材料和半成品的质量检测，确保产品质量符合标准。

八、总结

锂电池卷绕工艺是锂电池制造中的重要环节，其质量直接影响电池的性能和安全性。通过对锂电池卷绕工艺的深入研究和控制，可以有效提高电池的质量和稳定性。在实际生产中，需要不断优化工艺参数，加强质量控制，关注容易出现的不良问题并及时解决，以确保锂电池的可靠性和安全性。