电子烟动力来源——锂电池的制作工艺流程

Abstract: As the primary power source for electronic cigarettes, lithium batteries constitute a crucial component of the industry chain, composed of numerous manufacturers. With the advancement of the electronic cigarette industry, new demands have been placed on lithium batteries, including higher energy density and enhanced safety features. This article provides a detailed overview of the manufacturing process of lithium batteries, encompassing the slurry coating process for positive and negative electrodes, the assembly process of batteries, and intricate details of the assembly techniques. In the assembly process, the procedures differ between cylindrical and rectangular batteries, but both involve steps such as welding, winding, vacuum drying, electrolyte injection, sealing, X-ray inspection, numbering, formation, and more. The entire assembly process ensures the quality and safety of the batteries. Finally, through steps like formation and aging, the batteries become market-ready commodities.

锂电池是电子烟的动力来源，众多锂电池厂家构成了产业链重要的一部分。随着行业的发展，电子烟对电池也提出了新的发展要求，如更高能量密度、更高安全性等。本篇主要来一起了解锂电池的制作工艺流程。

层叠型锂离子电池结构图

1、正、负极匀浆

干混→湿混→滚涂膏体在导电基体上→3步干燥→卷绕→切边（切成一定宽度）→辊压→卷绕（备用）干混采用球磨, 磨球是玻璃球或氧化锆陶瓷球；

湿混采用行星式拌粉机, 其叶片分别装在2-3个轴上, 混合效果更好。湿混中溶剂数量要恰当, 形成合适的流变态, 以获得平滑的涂层。

滚涂电极膏体要保证一定的粘度, 膏体涂于铝箔或铜箔的两面, 而涂层的厚度取决于电池的型号。然后再相继通过3个加热区进行干燥, NMP（或水）从涂层中随热空气或干燥氮气流动而挥发, 溶剂可以回收再利用。

辊压是为了提高涂层的密度, 并使电极厚度能符合电池装配的尺寸, 辊压阶段的压力要适中, 以免卷绕时粉料散落。

2、电池的组装

圆柱电池的装配工艺流程：绝缘底圈入筒→卷绕电芯入筒→插入芯轴→焊负极集流片于钢筒→插入绝缘圈→钢筒滚线→真空干燥→注液→组合帽（PTC元件等）焊到正极引极上→封口→X射线检查→编号→化成→循环→陈化。

方形电池装配工艺流程：绝缘底入钢盒→片状组合电芯入筒→负极集流片焊于钢盒→上密封垫圈→正极集流片焊于杆引极→组合盖（PTC元件等）焊到旋引极上→组合盖定位→激光焊接→真空干燥→注液→密封→X射线检查→编号→化成→循环→陈化。

装配工艺说明：以圆柱形电池为例（方形电池基本过程相同）。卷绕芯入筒以前, 将铝条（0.08—0.15㎜厚、3㎜宽）和镍条（0.04—0.10㎜厚, 3㎜宽）分别用超声波焊接在正、负极导电基体的指定处作为集流引极。

电池隔膜一般采用PE/PP2层或PP/PE/PP 3层组成, 隔膜都是经过120℃热处理过的, 以增加其阻止性和提高其安全性。

正极、隔膜、负极3者叠合后卷绕入筒, 由于采用涂膏电极, 故必须让膏体材料与基体结合得好, 以形成高密度电极, 特别要防止掉粉, 以免其穿透隔膜而引起电池内部短路。

在卷绕电芯插入钢筒以前, 放一个绝缘底入钢筒底部是为了防止电池内部短路这对于一般电池都是相同的。

电解质一般采用LiPF6和非水有机溶剂, 在真空注液以前,电池要真空干燥24/h, 以除去电池组分中的水分和潮气, 以免LiPF6与水反应形成HF而缩短寿命。

电池密封采用涂密封胶、插入垫圈、卷边加断面收缩过程,基本原理与碱性可充电池相同。封口以后, 电池要用异丙醇和水的混合液除去油污物和溅出的电解液, 然后再干燥。使用一种气味传感器或“ 嗅探器”元件检查电池漏液情况。

整个电池装配完成以后, 电池要用X射线鉴定电池内部结构是否正常, 对于电芯不正、钢壳裂缝、焊点情况、有无短路等进行检查, 排除有上述缺陷的电池, 确保电池质量。

最后一道工序是化成, 电池第1次充电, 阳极上形成保护膜, 称为固体电解质中间相层(SEI), 它能防止阳极与电解质反应, 并是电池安全操作、高容量、长寿命的关键要素。

电池经过几次充放电循环以后陈化2—3周, 剔去微短路电池, 再进行容量分选包装后即成为商品了。

来源：锂电联盟会长，节选

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