鋰離子電池作為新能源領(lǐng)域的核心技術(shù)，其生產(chǎn)工藝的精細(xì)化與創(chuàng)新能力直接決定了電池的性能、成本與安全性。本文系統(tǒng)梳理了從電極制備到電芯終檢的全流程技術(shù)。鋰離子電池電芯生產(chǎn)分為三大環(huán)節(jié)：電極制造、電芯裝配、電芯后處理。

電極制造

Millennial Lithium

1. 配料與混合：

正極采用“高鎳三元材料（Li (NiMnCo) O?，95%）+ 導(dǎo)電碳（1%）+PVDF 黏結(jié)劑（4%）” 體系，以 NMP 為溶劑；負(fù)極以 “石墨（95%）+CMC/SBR 復(fù)合黏結(jié)劑（4%）” 為主，搭配去離子水溶劑?；旌线^程需通過真空環(huán)境（防氧化）與 20-60℃溫控，實(shí)現(xiàn)漿料均勻性（粒徑 < 50μm）與低氣泡率（影響涂布質(zhì)量）。

涂布與干燥工序圖

2. 涂布與干燥：

狹縫涂布頭以±2% 的厚度精度將漿料涂覆于銅 / 鋁箔（分別對(duì)應(yīng)負(fù) / 正極），隨后通過多段式干燥隧道（溫度 50-160℃，風(fēng)速 1-5 m/s）蒸發(fā)溶劑。創(chuàng)新方向如激光干燥（縮短設(shè)備長(zhǎng)度 30%）與紅外輔助加熱（能耗降低 15%）正在顛覆傳統(tǒng)對(duì)流干燥模式。

3. 干電極工藝：

區(qū)別于傳統(tǒng)濕法，干電極工藝通過輥壓直接將粉體壓實(shí)于集流體，省去溶劑回收環(huán)節(jié)，設(shè)備投資減少20% 且能耗降低 40%。目前該技術(shù)已進(jìn)入中試階段（TRL 6-7），但面臨極片附著力不足（需優(yōu)化輥壓壓力至 2000 N/mm）與產(chǎn)能限制（當(dāng)前速度 < 50 m/min）等挑戰(zhàn)。

電芯裝配

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極片分切工序圖

1. 極片分切與疊片：

激光分切以±200μm 精度切割極片，搭配 CCD 視覺檢測(cè)系統(tǒng)剔除邊緣毛刺（高度 < 50μm）。疊片環(huán)節(jié)中，Z 型折疊工藝通過真空吸盤實(shí)現(xiàn) ±100μm 定位精度，單工位產(chǎn)能可達(dá) 3600 片 / 小時(shí)；卷繞工藝則更適用于圓柱電芯（如 18650 型），通過張力控制（誤差 < 5%）避免極片褶皺。

2. 封裝工藝

軟包電池：鋁塑膜通過熱封（溫度180-220℃，壓力 0.2-0.5 MPa）形成三邊密封，極耳超聲波焊接（頻率 20-40 kHz）接觸電阻 < 5 mΩ。

圓柱電池：不銹鋼殼體與極耳通過激光焊接（功率2-5 kW）密封，絕緣環(huán)厚度公差 ±50μm 以防止短路。

電芯后處理

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電芯注液圖

注液與化成

注液工序在露點(diǎn)<-40℃的干燥室進(jìn)行，通過定量泵（精度 ±0.1%）注入六氟磷酸鋰（LiPF?）電解液，隨后以 “負(fù)壓浸潤(rùn) + 正壓循環(huán)” 工藝（壓力范圍 - 800 至 + 150 mbar）確保電解液滲透至電極微孔。化成過程通過恒流恒壓充電（0.1C→4.2V）形成 SEI 膜，該環(huán)節(jié)能耗占全流程 30% 以上，優(yōu)化充電曲線可縮短時(shí)間 20%。

老化與終檢

電芯在30-50℃環(huán)境下老化 2-3 周，通過OCV監(jiān)測(cè)自放電率（標(biāo)準(zhǔn)：<5 mV / 周）。終檢包含脈沖測(cè)試（內(nèi)阻精度 ±1%）、氦質(zhì)譜檢漏（泄漏率 < 1×10?? Pa?m3/s）與容量分級(jí)，不合格品通過 X 射線成像追溯缺陷（如極片錯(cuò)位、隔膜褶皺）。

鋰離子電池電芯生產(chǎn)的技術(shù)創(chuàng)新與趨勢(shì)

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材料創(chuàng)新：高鎳正極、硅基負(fù)極（Si/C）、金屬鋰負(fù)極提升能量密度；多層隔膜減薄封裝重量。

工藝創(chuàng)新：干電極涂布、激光分切、智能疊片縮短周期；無極耳設(shè)計(jì)（如特斯拉）減少接觸電阻。

環(huán)保方向：溶劑回收、連續(xù)化生產(chǎn)降低能耗與成本。

從電極漿料混合到電芯終檢，每道工序的優(yōu)化都可能顛覆電池性能。未來，通過精準(zhǔn)參數(shù)控制與在線檢測(cè)，可持續(xù)提升電池生產(chǎn)的良率與性能，推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。