锂离子蓄电池生产企业对水份粉尘的控制.ppt
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1、对电池的影响,生产过程中主要控制的4大要素,水份,粉尘,毛刺,金属颗粒,以上事项对电池的影响,水份-电池的容量(电池鼓壳),粉尘-高HSD、短路,毛刺-短路,金属颗粒-短路,对电池的影响:,1.电解液变质,使电池铆钉生锈,2.电池内部压力大,3.高内阻(High ACR),.4.高自放电(HSD),5.低容量,6.低循环寿命,7.电池漏液,了解一下电池产品,干电池(一次性电池),鎳鎘柱狀可充電電池,我们所生产的是锂离子动力电池,电池内部组成:,1.正极片,2.负极片,3.隔膜纸,.4.电解液,5.壳体,卷绕所用的原材料,正负极片,正极,负极,隔膜纸和绿色胶纸,隔膜纸,绿色胶纸,电池鼓壳,电池鼓
2、壳,水份对电池的影响:,充电后的负极片,白色的结晶就是由水分引起的化学反应产物,安全,安全,是这个世界上最重要的事情,离开安全而谈其他,都是空话。也许,我们已经了解过去的新闻,有很多电池在使用的过程中起火爆炸,甚至致人于死地。下面我列出2则新闻供大家参考:,手机放在裤兜里,大腿被炸了一块,把手机放在胸前,胸前被炸了一块,Sony电池在展会过程中爆炸起火,被评为2006年科技丑闻的第一位,Sony电池引火,消防车起笔记本着火并导致汽车着都来灭火了,Sony电池爆炸,笔记本烧坏,索尼公布电池起火原因 耗33亿美元召回新华社电日本富士通公司10月27日公布了一起笔记本电脑起火烧伤使用者的事故。初步调
3、查认定,事故由正在回收的索尼公司生产的锂电池引起。这是日本国内发生的首例索尼笔记本电池起火事件。,电池爆炸的基本原因,电池爆炸起火的原因多种多样,但最普遍的还是粉尘和金属颗粒所引起的爆炸。它们都有一个共同的失效原因,那就是粉尘或者金属颗粒所导致的内部短路,进而引起电池的激烈内部放电和能量积累,进而到导致电池爆炸起火。爆炸起火所导致的经济损失是无法估量的。,2006年的Sony,因为其笔记本电脑电池的全面召回,股票和利润大幅下跌,下降30%。试想,如果召回的是A123的电池,那将是召回一辆一辆的汽车,而不是一颗一颗的电池,那将是30万*n的人民币损失,什么意思,一只电池高自放电,我们将要损失30
4、万人民币,如果是大面积的电池召回,那将更不可估量,你想想看,一款汽车的推出,它不可能只卖10辆,那么如果它卖出10000辆,那么回收的金额将超过30亿人民币。这仅仅是汽车的原有价值的回收,还不涉及回收的其他费用,如果算上100%的召回费用,这笔账就是60亿人民币。,是的,对于电池而言,贯穿于整个制造的过程中,必须高度重视的就是其安全性,谁都不能跨越这个坎。如果,那一排排的装在汽车座位下面的电池它不安全的话,你想想看,他是不是一排排的雷管?是不是一排排的炸弹?我们还不至于造炸弹,但如果我们不去控制的话,我们终究会被自己造出来的产品所伤害。,A123拥有世界一流的技术和产品,我们还必须追求世界一流
5、的品质,在品质面前,任何妥协都是自残,甚至与可以说是给自己挖坟墓。是的,我们似乎扯得太远,事实并没有那么复杂,只要我们做好一件事,这些危言耸听的故事将远远地离开我们。什么事?控制粉尘。像洁癖一样控制粉尘,像对付敌人一样冷酷地对待粉尘,让其在电池的制造过程中消失。这就是我们要做的。从你的身边做起,让粉尘消失。所谓千里之行,始于足下,那么,粉尘控制,请从你的身边做起。,品质无尘,来不得半点妥协,对于粉尘而言,你的举手投足,都有很大的影响,那么,遵循我们定下的规则,这个世界将于粉尘隔绝。,粉尘的控制,粉尘的控制及危害,在锂离子电池的制造过程中,有很多东西是必须严格控制的,一是粉尘,二是金属颗粒,三是
6、水分。之所以粉尘控制放在首位,这是由电池所使用的材料和其安全需求决定的。锂离子电池为了追求更高的能量密度和功率,在设计的时候,一般都会把所使用的隔膜纸的厚度降到尽量低的程度,在我们的电池中,所使用的隔膜纸的厚度为20m,相当于头发直径的1/3的厚度,一根头发就可以刺穿隔膜纸好几层了(这是为什么让大家戴帽子的把头发裹起来的原因),其厚度是相当薄的,如果粉尘的直径接近隔膜纸的厚度,那么,就容易导致电池的短路,在某些情况下,甚至导致电池起火爆炸。,粉尘对电池性能的影响,在我们生产车间,有着各种各样的粉尘,颗粒。诸如极片搬运产生的粉料灰尘,机器和夹具磨损的金属颗粒,盖板和铝壳组装时刮擦的金属屑,激光焊
7、时喷溅的金属屑,我们工鞋带进来的土尘,还有我们的头发,碎屑等等。这些粉尘,碎屑通常粘附在极片,隔膜或者盖板上,进而在生产过程中进入电池内部,它会给电池造成很大的不良影响,简单来说,会产生如下几个后果:,1、造成电池HSD(高自放电)2、造成电池内部短路3、造成电池起火爆炸,1、造成电池HSD(高自放电),HSD,是指电池在不使用的情况下,电量也会损耗。当这个损耗在规定的情况下超过一定量之后,这只电池就被认为是B品或报废电池。HSD很严重的时候,充满电的电池,过不了多久,电量就会损耗殆尽,甚至使的电池的电压变为0V。而我们公司生产的锂离子电池,任何情况下电压是不能低于2.0V的,如果电压低于2.
8、0V,电池就会出现不可逆转的化学反应,就失去了循环充放电的能力,电池也就报废了。,对于客户(使用者)而言,自放电所引起的结果就是,手机今天充电,明天就没电,电动车今天骑来公司的时候,还是满电的,下班的时候,就已经没有电了,汽车停在停车场半个月,重新启动时没有电了。这些,都是自放电电池在客户端的表现,它会让电池失去使用功能,而导致客户非常不满。对于我们自己而言,高自放电的电池多了,我们的梁绿就低了,如果有5%的电池高自放电,当我们产量达到40000只/天的时候,就意味着每天有2000只电池需要报废,意味着14万人民币要报废,一年将有168万人民币报废,如果用来买汽车,意味着报废了10辆中档轿车,
9、如果买房子,在常州新北区应该可以买两套了。,2、造成电池内部短路,电池的能量,主要由卷芯提供,其中正极片,负极是能量的源头。化学电池有个规律,在电池外部是电子导电,电池内部则是离子导电。所以电池内的卷芯要用隔膜隔开正极片和负极片,使得离子在电解液中穿过隔膜,进行化学反应。如果电池内部正极片和负极片直接接触了,或者通过粉尘,碎屑导电,那电池内部就成了电子导电了,电池就内部短路了。如果电池内部短路了,那么电池就大量发热,那么随着电池的大量发热,进而可能出现起火爆炸。,对于客户而言,电池发热表现为:你的手机在打电话的时候,电话越来越热,当这个电池安装在汽车底座下面时,电池发热的时候你的屁屁可能就不舒
10、服了。,3、造成电池起火爆炸,电池在满电的时候,内部突然短路,会立即释放出大量热量,致使电池迅速升温,电解液分解产生大量气体,电池内部压力急剧上升,进而发生电池爆炸的严重后果。爆炸会使电池零部件飞溅,容易伤人,也会使电解液着火,很容易引发火灾。粉尘,金属颗粒,隔膜纸破孔,极片的毛刺等容易使脆弱的隔膜纸刺破而导致如此重大的失效。,在生产过程中,通过Hi-pot测试,高温老化来检测挑出HSD,短路的电池。但这种方法不能100%挑出所有缺陷电池。有些电池的内部的粉尘和颗粒,处于临界状态,在多次充放电后,或经过振动、高温等不合理使用时,这些危险后果才会显现。假如此时电池正在我们工厂,危险会伴随我们左右
11、;假如此时电池正在客户的工厂,危险会伴随客户工厂的工人,会导致高额的索赔;假如此时电池正在终端用户的手中,那受害人将会是我们自己。因为我们的电池,会在不远的将来,装进电动汽车,而我们自己,就是电动汽车的乘客!控制粉尘及颗粒,才是解决这几个不良后果的根本措施!,粉尘的来源,粉尘的来源多种多样,一般来自于以下几个方面:厂房外部的浮尘、人自身产生的粉尘、产品的包装产生的粉尘、产品制造过程中自身所产生的粉尘、运输工具(物料盒,推车)带来的粉尘、更有一些经过使用老化的零件等剥落的粉尘。厂房外部的粉尘是粉尘的重要来源,特别是在中国这个开山辟土惯了的国度,到处都是裸露的土地,粉尘们当然乐于乘风起舞,来个免费
12、旅游了,于是,厂房外的粉尘随着空气的流动,将无孔不入地散落于各个旮旮旯旯。,这就要求我们把门窗关好,把从外部引进来的空气要进行过滤。人自身产生的粉尘,它来自于你的衣服静电吸引来的粉尘,它来自于你的发屑死皮,又研究表明,各种衣服的粉尘含量如下表所示:,对于发屑死皮等,在我们的干燥室内,这些也更容易发生,想象冬天的时候,有些人的头发的发屑会像雪花一样飘洒,你就会知道他的影响有多大。这就要求我们穿防尘工作服且要把自己头发等包的严严实实的,以免因为你的某粒发屑而导致电池报废。一些生活细节可以让我们离粉尘更远一点。人体散发的污染物质主要有自身产生的污染物和携带物。,进入干燥室或洁净室前,应该:,将拖鞋在
13、净洁垫上擦拭,进入车间就换鞋;洗手、并在烘干器上吹干;换指定工作鞋和净化工作服;如有风淋室,一定要通过风淋室进入洁净室;在洁净室内不要拖足行走,不做不必要的动作或走动;在洁净室内不许饮食。除工作必需的物品,一切个人物品严禁带入洁净室。不得在洁净区域外穿洁净工作服,特别不得厕所穿洁净工作服去食堂就餐及进入洗手间。,争取每天冲澡、换衣,经常洗头,保持身体的清洁;女子勿身涂抹物,如头油、香水、睛膏、脂粉等物;男子尽量每天刮胡须;非工作人员及休息时间工作人员不得在干燥室、洁净室内逗留已保证室内最少人数。一切人员进入洁净区和洁净室必须遵循规定的净化路线和程序,不得私自改变,必须换上专用拖鞋方可进入洁净区
14、,必须换上专用帆布鞋才能进入洁净室,因此,对于包装盒等东西,我们在产品进车间之前就把他拿下来,不要让其进入车间。,产品包装引来的粉尘,它应该说是一种常态,前面说过,空气中无处不粉尘,那么,在这个环境下运输包装的产品,当然脱不了俗。落尘附包装,不愿也无奈。还有就是包装材料本身,所谓的硬纸盒,他的原来就是50%的烂纸浆加50%的无机填料(所谓无机填料,就是沙土之类把它碾碎了)组成的,某些碰撞,摩擦,当然会导致这些“无机填料”的脱落了。,产品制造过程中产生的粉尘,我们的正负极片本身就是由一些细小颗粒,通过粘结剂粘合在一起而粘附在铜铝箔片上的,而加工过程中的振动,摩擦,当然会使其脱落。还有在焊接的过程
15、中,难免会产生一些金属颗粒的飞溅,这些也是制造过程中所带来的粉尘。,对于这些,我们的办法当然是防止与围追堵截相结合,对于不可避免的颗粒脱落,我们要勤用吸尘器把它吸掉,对于可以避免的摩擦,我们要充分保证产品不受到摩擦,实在没有办法的时候,就是对产品进行隔离,使产品不会暴露在这些粉尘的环境之中。吸尘的动作,在每一个工序他都应该存在,都应该成为一种标准的除尘动作。,运输工具带来的粉尘,对于运输工具而言,无非推车,物料盒,传送带等,他们也会带来粉尘,这些就要求我们对运输工具进行清洁以后再拿进厂房进行使用。并且,要求在使用过程中要减少摩擦。,机器零部件被摩擦,或者老化后剥落的粉尘,对于这一些,更需要充分
16、注意,因为它很隐性,不容易被发现,例如,一些经常来回滑动的零件,还有门轴之之类的,因为经常被转动,又干燥,所以,对于轴的摩擦,是永恒的过程,因此,对于这些区域的关注,就更应该细心。这要求我们在做清理工作和排查粉尘来源时,要细致到每一个角落。,洁净室等级为十万级,粉尘的来源,多种多样,只要你一不小心,他就进来了,所以,要象防贼一样防粉尘,谨防每一个粉尘的来源进口,要勤于清洗,勤于除尘。,车间内的除尘方式,对于粉尘而言,如何除掉粉尘,似乎是一件很容易的事情,然而,事实可能还真的没有想象那样容易,因此,说说如何除尘也就很有意义了。,生活的北方人可能都熟悉鸡毛掸子,这种除尘的方式有点自欺欺人,粉尘被你
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