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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,2014.03,龍崗區(qū)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局,*,,SZYSPX,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,SZLG,,,LOGO,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,2014.03,鋰離子電池的生產(chǎn)安全,,,2014.03,內(nèi) 容,一、事故警示,,二、鋰離子電池基本

2、概念,,三、生產(chǎn)過程的危險與有害因素辨識,,四、鋰離子電池組裝的安全要求,2014.03,,,安,理,全,管,培,課,訓(xùn),基本概念,,,,,,鋰電池事故,案例,1,：,2010,年,10,月,11,日,23,時,35,分，電池公司客戶退回的鋰電池在存放處發(fā)生自燃起火，工人用滅火器撲救后再次發(fā)生起火，過火面積,50,平方米左右。,,案例,2,：,2012,年,2,月,19,日,11,時,40,分許，位于深圳公司三樓清洗房發(fā)生發(fā)生火災(zāi),,,火災(zāi)中一批手機鋰電池被燒毀，兩名工人因吸入濃煙感到不適送醫(yī)院治療。,,案例,3,：,2012,年,8,月,22,日，位于公司，電器線路著火引發(fā)火災(zāi)事故，將三樓車

3、間多臺設(shè)備燒壞。。,,案例,4,：,2012,年,10,月,10,日,13,時,35,分， 位于公司的二樓倉庫發(fā)生火災(zāi)事故，,15,時,30,分左右撲滅，無人員傷亡，將存放在庫房中的鋰電池?zé)?，損失,400,萬元。,,案例,5,：,2012,年,11,月,28,日,22,時,44,分公司老化房起火，燒毀多個貨柜式老化房，待電池一批。,2012,,2012,年,2,月,19,日,11,時,40,分許，位于深圳市某公司三樓清洗房發(fā)生發(fā)生火災(zāi),,,火災(zāi)中一批手機鋰電池被燒毀，兩名工人因吸入濃煙感到不適送醫(yī)院治療。,,,,,案例一,：,“,2,·,19,”,深圳某電池廠火災(zāi)事故,案例二：“,10.22,

4、”,龍崗電池廠火災(zāi)事故,,2012,年,10,月,22,日龍崗電池廠因值班人員擅離崗位，使的老化電池短路發(fā)熱而無人知曉，最后發(fā)生火災(zāi)。,儲存區(qū),老化區(qū),,,,,,,,,,,,,充電檢測區(qū),,,案例三：“,10.10,”,龍崗電池廠火災(zāi)事故,2012,年,10,月,10,日,13,時,35,分， 位于公司的二樓倉庫發(fā)生火災(zāi)事故，,15,時,30,分左右撲滅，無人員傷亡，將存放在庫房中的鋰電池?zé)?，損失,400,萬元。,,2014.03,,,安,理,全,管,培,課,訓(xùn),基本概念,,,,,,10,電池（,battery,）,電池是指通過正負極之間的電化反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。,,充電時，將電能

5、轉(zhuǎn)化為化學(xué)能進行儲存。,,放電時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能釋放，作為電源供用電器。,,活性物質(zhì)：電池充放電時，能進行氧化或還原反應(yīng)而產(chǎn)生電能和儲存化學(xué)能的電極材料。,11,什么叫鋰離子電池？,Li-Ion battery,,鋰離子電池是指,Li,+,,嵌入化合物為正、負極的二次電池。,,正極采用鋰化合物,Li,X,CoO,2,、,Li,X,NiO,2,,、,Li,X,MnO,2,,、,LiFePO,4,和三元復(fù)合材料。,,負極采用鋰,-,碳層間化合物,Li,X,C,6,。,,在充放電過程中，,Li,+,,在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象的稱為,“,搖椅電池,”,。,,充電池時，,Li,+,從正極

6、脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)。 放電時則相反。,12,鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和組成,圓柱型鋰離子電池,,方型鋰離子電池,,,軟包裝和聚合物鋰離子電池,二次鋰電池的構(gòu)造,14,方型鋰離子電池（鋁殼）,15,圓形鋰離子電池,16,聚合物與軟包裝鋰離子電池,17,鋰離子電池結(jié)構(gòu),正極,,活性物質(zhì),,,導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基體,,負極,,活性物質(zhì),（石墨、,MCMB,、,CMS),,,粘合劑、溶劑、基體,,隔膜,,電解液,,外殼五金件,（鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片、絕緣膠帶）,18,鋰離子電池結(jié)構(gòu),——,正極,,,正極基體：鋁箔（約,0.016mm,厚,),正極物質(zhì)：,LiFePO4+,

7、碳黑,+PVDF,正極集流體：鋁帶（約,0.1mm,厚）,,,,,,高溫膠帶（約,0.05mm,厚）,電池放電時從外電路獲得電子的電極,,,此時電極發(fā)生還原反應(yīng)。通常是電位高的電極。鋰離子電池中的鈷酸鋰、錳酸鋰電極等。,19,正極,： 主要材料包括活性物質(zhì)、黏結(jié)劑、導(dǎo)電劑,,鈷酸鋰或錳酸鋰：參與電化學(xué)反應(yīng)的活性材料,,導(dǎo)電劑,：提高電極的導(dǎo)電性，如,CB,、,KS,、,SS,、,SP,、和,LSTM,,黏結(jié)劑,：,把活性材料和導(dǎo)電劑黏結(jié)在鋁箔,(15,和,20,微米厚）之上如,,,PVDF1300,，,1700,等,,正極材料需要做成有一定粘度的漿料涂覆在具有集流作用的載體上，并且能夠與之緊密

8、粘接，同時正極活性物質(zhì)為半導(dǎo)體，導(dǎo)電性不好，因此需要加有一定量導(dǎo)電劑以增加正極的導(dǎo)電性，降低電池的內(nèi)阻，因此正極中除需要有活性物質(zhì)外還需要有導(dǎo)電劑、粘接劑、溶解粘接劑的溶劑等。,正極組成,20,鋰離子電池結(jié)構(gòu),——,負極,,,負極基體：銅箔（約,0.010mm,厚,),負極物質(zhì)：石墨,+CMC+SBR,負極集流體：鎳帶（約,0.07mm,厚）,,,,,電池放電時向外電路輸送電子的電極，此時電極發(fā)生氧化反應(yīng)。通常是電位低的電極，鋰離子電池中石墨電極。,21,負極,： 主要材料包括活性材料石墨、黏結(jié)劑、導(dǎo)電劑,,活性材料石墨,：參與電化學(xué)反應(yīng)的活性材料如：,MCMB,、,P15B,—,HG,、,M

9、CF,、天然石墨、,CMS,等,,導(dǎo)電劑,：提高電極的導(dǎo)電性，如,SS,、,SP,、,LSTM,等,,黏結(jié)劑,： 把活性材料和導(dǎo)電劑黏結(jié)在箔,(15,和,20,微米厚）上 ，如,PVDF1100,、,SBR,、,CMC,等,,厚度為,8,微米到,18,微米的銅箔作為負極集流體。,,,負極組成,22,電解液,溶 劑,鋰 鹽,添加劑,EC,、,PC,、,EMC,、,DEC,等,LiPF,6,、,LiClO,4,、,LiBF,4,等,防過充添加劑,阻燃劑,抑制氣體生成,改善,SEI,膜性能,控制水和酸含量,鋰離子電池電解液組成示意圖,23,鋰離子電池結(jié)構(gòu),——,電解液,,,鋰離子電池所使用的有機

10、溶劑,,1.,碳酸酯類,,2.,羧酸酯類,,3.,醚類有機溶劑,,4.,含硫有機溶劑,25,鋰離子電池結(jié)構(gòu),——,隔膜,,材質(zhì)：單層,PE,（聚乙烯）或者 三層復(fù)合,PP,（聚丙烯）,+PE+PP,,厚度：單層一般為,0.016,～,0.020mm,,,三層一般為,0.020,～,0.025mm,隔膜,——,是放置于兩極之間，作為隔離電極的裝置，藉以避免兩極上的活性物質(zhì)直接接觸而造成電池內(nèi)部的短路。但隔膜仍需能讓帶電離子通過，以形成通路。,,隔膜要求：,,①離子透過度大,,②機械性強度適當(dāng),,③本身為絕緣體,,④不與電解液及電極發(fā)生反應(yīng),26,電池外殼,,鋰離子電池內(nèi)部存有參與反應(yīng)的液態(tài)電解質(zhì)

11、，且不允許有水的存在，因此電池要求完成封閉，封裝的殼體要求耐電解質(zhì)及大氣的腐蝕，且有一定的耐內(nèi)部壓力的能力，,,一般采用不銹鋼、鍍鎳鋼或鋁材，因為鋁較輕且易于成型，因此我們主要采用鋁殼殼體。,,電池有正負兩極，電池殼體可以作為一極，另外一只需要于殼體絕緣，因此兩極之間需要加裝絕緣密封墊，電池殼體組件是以激光焊接的方式進行密封的，因此絕緣密封墊還應(yīng)該具有較好的耐熱性能。我們一般選用耐腐蝕性、耐高溫性及密封性較好的氟塑料作為電池的絕緣密封墊,27,鋰離子電池電化學(xué)反應(yīng)機制,28,鋰離子電池的工作原理,,電池在充電時，鋰離子從正極中脫出，通過電解質(zhì)和隔膜，嵌入到負極中；電池放電時，鋰離子由負極中脫出

12、，通過電解質(zhì)和隔膜，重新嵌入到正極中。在充放電過程中，鋰離子在正負極之間嵌入脫出反復(fù)運動，實現(xiàn)化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化。電池體系中鋰永遠以離子的形態(tài)出現(xiàn)，不會以金屬的形態(tài)出現(xiàn)，所以這種電池叫做鋰離子電池。,,鋰離子脫出反應(yīng)式為：,,LiMO2→xLi++Li1-xMO2+xe-,,負極采用碳電極，從理論上講，每,6,個碳原子可吸藏一個鋰離子，鋰離子嵌入反應(yīng)式為：,,xe-+xLi++nC→LixCn,,式中的,M,為,Co,，,Ni,，,Mn,，,Fe,等金屬元素，,C,表示負極化合物，如,LiC6,，,TiS2,，,WO3,等等。,1.,鋰離子電池的充電特性：,,由于鋰離子電池要求，其充放電需

13、精密控制，因此，鋰離子電池需采用專門的恒流，恒壓充電法進行充電。通常恒流充電到,4.2V/,節(jié)，后轉(zhuǎn)入恒壓，定時充電，待恒壓充電電流降到,100mA,左右時，終止充電，恒流充電電率為,0.1C,～,1.5C,（,C,：當(dāng)電池額定容量為,1000mAh,時，則,1.0C,充電率表示充電電流為,1000mA,，,1.5C,充電電流為,1500mA,，依此類推），只要進入恒壓充電狀態(tài)，充電電流會慢慢降低到零，并停止充電。,2.,鋰離子電池的放電特性：,,鋰離子電池采用恒流連續(xù)放電，開始放電時電壓均為,4.2V/,節(jié)（單節(jié)開路端電壓），終止放電電壓，通常規(guī)定為,3.0V,（不充許過放電），最低放電壓也

14、不能低于,2.5V,，否則影響電池壽命。對同一電池而言放電電流大小不同，充電時間長短也不同。若用,1.0C,電流放電到終止電壓,3.0V,約需,1h,；若用,0.2C,電流放電，到放電結(jié)束約需,5 h,?？梢姺烹姇r間長短與電池容量，放電電流大小有關(guān)。,3.,鋰離子電池的存儲特性：,,鋰離子電池的存儲特性是指鋰離子長期有儲后保持容量的特性及恢復(fù)容量等特性。鋰離子電池剩余容量與存儲時間和存儲溫度有關(guān)，在,20℃,環(huán)境溫度下保存半年，容量可保持在額定值的,90%,以上，而同一電池在,60℃,環(huán)境溫度下保存一個月后，容量保持僅此有額定容量的,80%,左右?？梢婁囯x子電池宜在低溫下保存，一般用戶長期不用

15、的電池宜放在冰箱冷凍室內(nèi)保存,。,關(guān)鍵１,-,電池充電,(1),充電電壓：單只電池最高充電電壓為,4.2V,。,,(2),充電電流：充電電流應(yīng)為,0.7CmA,或更低。,,3),充電溫度：,,應(yīng)在,0,°,C,至,45,°,C,溫度范圍內(nèi)進行充電。,,(4),反極充電：不要對電池進行反極充電。,關(guān)鍵２,-,電池放電,(1),放電電流：,,放電電流應(yīng)為,1CmA,或更小 ．,,(2),放電溫度：應(yīng)在,-20,°,C,至,60,°,C,溫度范圍內(nèi)進行放電。,,(3),放電終止電壓：,,應(yīng)避免單只鋰離子電池放電電壓低于,3.0V,，過放電會損壞電池性能。,關(guān)鍵３,-,電池貯存,,,鋰離子電池應(yīng)充電,

16、30%,至,50%,容量后在室溫下貯存,。,鋰電制作的一般流程,配漿,涂布,輥壓,裝配,注液,化成,檢測,出貨,二、鋰離子電池生產(chǎn)的主要工藝,34,圓柱型鋰離子電池的制造工藝流程,正極配料,來料檢驗,負極配料,正極涂布,負極涂布,正極制片,負極制片,隔 膜,卷 繞,入 殼,烘 烤,短路檢驗,滾 槽,注 液,封 口,化 成,密封性檢驗,分 容,外包裝,出 廠,出廠檢驗,濕度控制,35,三、鋰離子電池的命名,,鋰離子二次電池的命名也分圓柱形和方形、扣式幾種,:,圓柱形的命名用三個字母和,5,位數(shù)字來

17、表示，前兩個字母表示鋰離子電池,(LI),，后一個字母表示圓柱形,(R),，前兩位數(shù)字表示以,mm,為單位的最大直徑，后三位數(shù)字表示以,0.lmm,為單位的最大高度，如,LIR18500,即表示直徑為,18mm,，高,50mm,的圓柱形鋰離子電池。,,,,,,,,,? 18mm,高度,,50mm,LIR18500,36,方形的命名,用三個字母和,6,位數(shù)字來表示，前兩個字母表示鋰離子電池,(LI),，后一個字母表示方形,(S),，前兩位數(shù)字表示以,mm,為單位的最大厚度，中間兩位數(shù)字表示以,mm,為單位的寬度，后兩位數(shù)字以,mm,為單位的最大高度，如,LIS043048,即表示厚度為,4mm,

18、，寬,30mm,，高,48mm,的方形鋰離子電池。,,LIS043048,高度,48mm,厚度,4.0mm,寬度,30mm,37,鋰離子電池用保護線路板,多節(jié)電池組保護板,手機電池保護板,2014.03,,,安,理,全,管,培,課,訓(xùn),危險有害因素分析,,,,,,二次鋰電池安全因素,1、最主要的因素是目前,電池能量密度大,，同樣的體積的情況下要得到更高的容量必定會對其安全造成影響，所以我們不一定要求供應(yīng)商最小的體積做最大的容量。,,2、,過充,---對電芯過充電，當(dāng)電壓上升到4.6V／cell以上或更高時，電芯本體溫度不斷升高達到熱爆炸的狀態(tài)，從而發(fā)生破裂，冒煙，起火，爆炸的危險。,,3、,短

19、路,---因為電池容量大內(nèi)部電阻低，所以外部短絡(luò)時通過大的電流，電池內(nèi)部達到熱爆炸的狀態(tài)，從而發(fā)生破裂，冒煙，起火的危險。,,4、因為,電解液,主要是由,有機溶劑,組成的,所以有燃燒的可能性。,1.,電解液的溶劑,電解液（電解質(zhì)鹽,LiPF,6,,）溶劑主要組成是碳酸烷基酯，如碳酸二甲酯（,DMC,）,,碳酸二乙酯（,DEC,）,,碳酸甲乙酯（,EMC,）,等，都是沸點很低的可燃液體，遇火易燃燒 。,,六氟磷酸鋰(LiPF6) 有腐蝕作用。不可燃性，加熱和酸類進行反應(yīng)會產(chǎn)生有害的氟化氫（腐蝕性）。氟化氫和金屬反應(yīng)會產(chǎn)生爆炸性的氣體。,,產(chǎn)生火花點燃電解液，進而殃及塑料機身和與之接觸的易燃物，造

20、成火災(zāi)；,,引起電池內(nèi)溫度急驟上升，電池內(nèi)空間很狹小，可能因壓力增加而爆炸；,,電池內(nèi)溫度上升較慢，電池外殼逐漸溶化，使有腐蝕性的電解液泄漏。,,鋰電池生產(chǎn)危險性,,2.,儲電的負極,,充好電的負極儲存了多量的強還原性物質(zhì)碳化,鋰,（嵌層化合物等），,LiC6,的電位接近－3.0,V，,還原劑與金屬,鋰,差不多，遇水即可燃燒。,3.,枝晶,,在一些設(shè)計或制作不好的,鋰,電池中，長期循環(huán)會形成枝晶，,鋰,金屬沉積出來，形成粉末狀單質(zhì)（通常是電極邊緣的灰黑色粉末），遇到空氣即可燃燒，非常危險。,4.,內(nèi)部短路,當(dāng)電池的正負極之間隔膜被意外刺破（如枝晶生長，外力作用）導(dǎo)致正負極直接連通時，即為內(nèi)部短

21、路，大量能量在電池內(nèi)部釋放，很容易燃燒或爆炸。,,要求其厚度，廠家，空氣滲透性（隔膜中孔的曲折程度，空氣滲透性穩(wěn)定，有利于提高鋰離子電池的循環(huán)性能 ），孔隙率（適當(dāng)?shù)目紫堵誓鼙ＷC隔膜吸附足夠的電解液，提高離子電導(dǎo)率 ），自閉溫度，熔融溫度，熱性能，力學(xué)性能（隔膜的抗拉強度應(yīng)保證在電池卷繞時不被拉斷 ），電導(dǎo)率,安全性的內(nèi)部因素,-,微短路,主要由正負極片上微粉或凸點刺穿隔膜,,,引起電芯內(nèi)部短路造成,.,,輕微的將造成自放電率高,,嚴(yán)重的將造成電池爆炸,,極粉刺穿隔膜造成電池爆炸,,安全性的內(nèi)部因素,-,極粉內(nèi)短路,內(nèi)層負極片掉粉刺穿隔膜,,,造成電芯鼓脹,安全性的內(nèi)部因素,-,電芯內(nèi)部短路,

22、主要由于電芯極耳過長,,,與極片或與殼體接觸造成短路,.,,或極耳壓迫卷芯,,,導(dǎo)致正負極短路,.,,引起電芯發(fā)燙,,,嚴(yán)重時會導(dǎo)致爆炸,.,內(nèi)短路防范措施,電池結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化,,在關(guān)鍵工序使用自動化設(shè)備和改善工夾具,,通過嚴(yán)格存儲條件篩除微短路和內(nèi)短路電芯,,同時材料體系的穩(wěn)定性也有助于安全性的改善,.,,微短路和內(nèi)短路電芯的篩除,,自放電嚴(yán)重的電芯有安全隱患,,半荷電電芯,,,正常情況下,,,開路電壓大約,1,個月,,壓降為,15-20mV, 2,個月的壓降為,25-35mV,,,,半年壓降為,50-60mV.,,,通過嚴(yán)格存儲條件,,,可把有微短路和內(nèi)短路隱患的,,電芯篩除,.,,,49,

23、當(dāng)負極處的單質(zhì)鐵積累到一定程度，沉積鐵尖硬的棱角會刺穿隔膜，發(fā)生微短路，進一步導(dǎo)致自放電。,單質(zhì),Fe,刺穿隔膜過程：,,Cathode,Anode,,,,,Separator,Depositional Iron,5.,電解液分解,,在多種情況下，,鋰,電池的電解液會產(chǎn)生氣體，如電解液在循環(huán)充放電的過程中，不斷與電極互相作用可能產(chǎn)生分解放出；,,電解液中帶有水分等雜質(zhì)時，在充電時水分或酸被分解產(chǎn)生氣體；,,電解質(zhì)鹽,LiPF6,在高溫下也可能分解，分解放出氣體等等。這種氣體在電池內(nèi)部會形成壓力，積累太多可能導(dǎo)致電池變形、泄漏甚至爆炸。,6.,外殼破壞,液,鋰,電池通常用,鋼殼或鋁殼,封裝,鋰,

24、離子電池。通常情況下沒有什么問題，外殼也比較堅固。但在某些情況下，如充電設(shè)備或保護電路出現(xiàn)故障產(chǎn)生,過充電,，電池內(nèi)部,隔膜被刺穿導(dǎo)致內(nèi)部短路,等，導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度迅速上升，壓力也急劇增加，這時可能出現(xiàn),安全閥,失靈或來不及動作，就會發(fā)現(xiàn)具破壞力的爆炸。對于鋁塑復(fù)合膜包裝的電池，如果包裝膜被刺破、割破，可能發(fā)生電解液的泄漏。,7.,過充電,,,鋰,離子電池中在某些情況下，如外部電路故障或未使用保護時，則可能因為各種原因產(chǎn)生氣體：,,1）正極被過度放電而釋放,O2，,同時電極材料轉(zhuǎn)變成不能再充電的形態(tài)，容量會明顯下降。,,2）電解液分解。這是產(chǎn)生氣體的主要原因?？赡墚a(chǎn)生的氣體有二氧化碳，一氧化碳

25、，甲烷，乙烷，乙烯等。,,3）其它原因。如溫度高時電解液汽化本身的蒸汽，添加劑產(chǎn)生的副反應(yīng)等。,過充電,(,電壓,)/,外短路,/,過溫,: 150,度,30,分鐘,,以上幾種情況均有可能導(dǎo)致電池發(fā)生安全性事故,過充安全性,主要與電芯正極材料有關(guān),. LiCoO2,在,>4.2V,時,,,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定并放出氧氣,.,,同時電解液在,>4.2V,時分解,,,與,LiCoO2,反應(yīng)產(chǎn)生大量熱,.,,導(dǎo)致電芯內(nèi)壓急劇升高發(fā)生爆炸,.,54,在電池化成初次充電過程中：,,,電池電壓大約在,0~2.5V,左右，電解質(zhì)在負極表面還原，形成固態(tài)電解,,質(zhì)界面（,SEI,膜：烷基碳酸鋰、氧化鋰、碳酸鋰、氟化鋰等

26、），作用 是使溶劑化鋰離子脫去表面溶劑分子得到電子嵌入石墨層內(nèi)。此時正極,,開始脫出鋰離子,,,容量占總體容量的,10%,左右。,,對電池而言表現(xiàn)為產(chǎn)生氣體：主要成分為溶劑還原產(chǎn)物如乙烯、丙烯,,和,CO,2,等。,,,*由于電池初期的產(chǎn)氣現(xiàn)象，電池內(nèi)部壓力增大同時使電液在極組中分布,,不均勻，出現(xiàn)析鋰和電池鼓脹現(xiàn)象。,,目前解決方案,1,：就是開口排氣，使化成初期產(chǎn)生的氣體排出電池之外，采 用真空的方法可能效果更好，使氣體排出的同時，使電液進一步在極組內(nèi)部擴散。,,解決方案,2,：采用新型電液添加劑，提高電池成膜電位，降低一次充電過程中的氣體產(chǎn)生，從而實現(xiàn)閉口化成,,電壓在,2.5~4.2

27、V,時,,,電池的活性物質(zhì)開始發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),,,負極活性物質(zhì),,開始嵌入鋰離子,,,正極繼續(xù)脫出鋰離子。,55,過充情況下，電池的反應(yīng)過程,：,,,產(chǎn)生氧氣：,3CoO,2,Co,3,O,4,+O,2,溶劑的氧化：,ROCO,2,R+3O,2,3CO,2,+3H,2,O,溶劑與水反應(yīng)：,ROCO,2,R+H,2,O,2ROH+CO,2,鹽與水反應(yīng)：,LiPF,6,+H,2,O,2HF +LiF+POF,3,HF,與正極反應(yīng)：,4HF+CoO2,CoF,4,+2H,2,O,？,因此正極表面包覆,Al,2,O,3,作用就是抑制副反應(yīng)，從而提高電池的安全性,56,過放電情況下，電池的反應(yīng)過程,,

28、溶劑的還原和銅集流體的陽極化溶解：產(chǎn)生大量的烷烴氣和銅離子在正極上還原成金屬銅,,,ROCO,2,R+1/2H,2,+e ROLiCO,2,+Alkyl,,,ROCO,2,R+H,2,+2e+2Li Li,2,CO,3,+R.R,+,正常充放電情況下，電池的失效過程,,溶劑的不可逆反應(yīng),: 2EMC DEC+DMC,,,正負極表面反應(yīng)產(chǎn)物的積累：,Li,2,CO,3,、,LiF,等,,內(nèi)部產(chǎn)生氣體造成內(nèi)壓增大,,正極材料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,,,如粉化、晶格塌陷等,,隨著電池循環(huán)進行，電池的,SEI,膜損壞和修復(fù)，消耗電液，,,使電池

29、內(nèi)阻增大,8.,電解液的毒性,,鋰,離子電池中最常用的電解質(zhì)鹽為六氟磷酸,鋰,LiPF,6,，,它的電導(dǎo)率比較好，在有機溶劑中的溶解度高，耐氧化性好，是目前最重要的,鋰,離子電解液電解質(zhì)鹽。但是它具有毒性，與水會反應(yīng)生成有害的氫氟酸等，對環(huán)境和人的傷害性很大。,,其它事故,1,注液不通風(fēng)引起中毒,泄漏引起燃爆；,,2,化成、老化時燃爆；,,3,使用乙醇和丙酮擦洗容器，引起燃爆；,,4,鋰電池生產(chǎn)、儲存中的自燃、爆炸十分突出；,,5,鋰電池生產(chǎn)過程中不精細操作留下安全隱患；,,,,鋰電池的安全隱患及事故目前無法杜絕。,,2014.03,,,安,理,全,管,培,課,訓(xùn),四,,鋰離子電池組裝的,,安

30、全要求,,,,,,,,1、,電池的基本組成,,1） 主要材料,,三大部件：電芯、保護板、外殼,,電芯： 為電池的核心部件。,,保護板：為保證電芯正常工作，用來對電芯提供保護功能的部件。,,外 殼 ：根據(jù)使用要求制成不同外形和不同顏色。,,2） 輔料,,鎳 片：為電芯正極引出過度連接用。,,雙面膠：固定電芯用。,,美紋膠紙：對電芯或保護板起絕緣用。,,高溫膠紙：對電芯或保護板起絕緣用。,,插頭線、導(dǎo)線：根據(jù)客戶需要加配。,PACK,在這里是指包裝、封裝、裝配的意思,PL-A425062,PL,-,A393442,PL-A415050,2、,電芯各類形狀圖,梨形,橢圓形,圓形,超薄形,背

31、包形,普通形,3、,電池,PACK,工藝流程,,帶外殼產(chǎn)品,,電芯正極加接鎳片(超聲波金屬焊),,電芯兩極成型,,電芯與保護板連接(烙鐵錫焊),,扣進外殼,,半成品檢測,,超聲波塑焊,,成品檢測,,包裝入庫,,,不帶外殼產(chǎn)品,,電芯正極加接鎳片(超聲波金屬焊),,電芯兩極成型,,電芯與保護板連接(烙鐵錫焊),,加導(dǎo)線或其它輔料,,加防護層(熱縮膜或包裝膜),,成品檢測,,包裝入庫,,,A.,前加工部分：,,包括：,鎳帶點焊,/,貼絕緣紙,/,正負極加錫,,/,導(dǎo)線焊接,,,,B.,組裝部分：,,包括：,PCB,板加錫,/,扣,PCB,板,/,壓焊,/,底殼貼膠,/,端子焊接,/,焊接,B+B-

32、,/,半成品檢測,,/,扣盒,,/,超焊,/,外觀檢測,/,成品性能檢測,/,貼商標(biāo)片,/,貼防偽,,,C.,包裝部分：,,噴碼,/,抹機,/,包裝入箱,/QA,抽檢,/,入倉,,電池,PACK,工序分為前加工,,、組裝、包裝三大部分,錯誤方式,正確方式,避免電芯正負交叉重疊放置,,電芯不要放在導(dǎo)電物質(zhì)或?qū)щ姽ぞ吲?,4、,,PACK,加工需要注意的事項,1,,避,,免,,電,,芯,,正,,負,,極,,短,,路,,,,采用內(nèi)折工藝焊接鎳帶時，彎折鋁片或鎳帶長度不可超出電芯凹槽長度，以免過長而受壓刺破絕緣膠與電芯包裝薄膜，從而使電芯漏液。,為正確的鎳,/,鋁帶彎折長度,彎折長度過長,，,,鎳帶頂

33、到凹槽側(cè)壁,，,,容易刺破電芯,,,2,、,折疊正負極時注意長度,,嚴(yán)禁用尖銳之物刮擦其表面。應(yīng)帶指套作業(yè)，避免劃傷電芯。,避免用鑷子之類的利器接觸電芯表面，防止刺破電芯包裝而造成漏液。,,3,、,電芯外包裝膜保護,,,,,4,、電芯防沖擊保護,在運輸、儲存、使用等過程中必需非常小心，電芯不能受擠壓，或受重物沖撞；組裝電池時應(yīng)避免用力敲擊電芯周邊，防止電芯內(nèi)部隔膜破裂造成微短乃至短路。,,5,、電芯裝配環(huán)境注意,臺面清潔,保持工作臺面的干凈，避免鎳帶、錫渣等其它異物刺破電芯。,6,、,極耳焊接時的防護,極耳焊接或浸錫時間應(yīng)盡可,,能短，一般在360℃、3秒以內(nèi)。,,焊接時間不能過長，以免燙傷極

34、耳膠引起漏液。,,手上不宜帶戒指等裝飾物品。以免劃傷電芯。,7,,,電芯堆放與存放,電芯堆放要整齊,，,標(biāo)識清楚,，,層次分明,，,堆放高度在,20-30,盒左右,，,應(yīng)存放在比較干燥的地方。,,堆放過高,(70-80,盒,),,使用、運輸、儲存等過程中必須注意溫度范圍， 低于60度。,,當(dāng)電芯極耳間距較小時,,,為防止在運輸過程中短路,,,應(yīng)在負極端套上一熱縮膠管,,當(dāng)電芯用導(dǎo)線引出時,,,須把一端用絕緣膠或套管套住,,,通過吸塑盒把電芯正負極隔開,,電芯的包裝、運輸及防護,,1,、鋰離子電池安全守則,—,目的,告知有參加鋰離子組合作業(yè)的人員，使其正確在了解正確的操作、儲存和運送的方式。按照

35、規(guī)定要求，保證安全使電池不損壞。,2,、鋰離子電池安全守則,—,儲存,儲存區(qū)域需陰涼干燥及不受天氣影響，無雨淋日曬。正常的電池儲存溫度在,0,—,25,度之間，最高溫度不超過,45,度，長期儲存溫度要求更嚴(yán)格；相對濕度保持在,30%-70%,之間。,,電池組件不能儲存在加熱器，熱水機等熱源附近。,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,鋰離子電池有原廠出貨時，大約充電時在,30%,左右，必須是“活”的電池，必須遵守下列安全要求：,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,（,1-1）,不可以用金屬造成電池兩極短路,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,（,1-2）,不可以用金屬造成

36、電池兩極短路,—,更不可以刀片切割,,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,（,2）,不可以將兩個以上電池或其它金屬放于同一塑料袋中，以防止意外短路,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,（,3）,不要對電池加熱，不能用鉻鐵碰到電池本體，禁止用熱風(fēng)槍直接對著電池吹。,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,（,4）,不要將電池放到可能產(chǎn)生高溫的場所,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,（,5-1）,機械損傷,—,不要強力撞擊電池組件,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,（,5-2）,機械損傷,—,不要讓電池掉到地面上,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,

37、（,5-3）,機械損傷,—,不要撞擊電池或其它原因使電池受損,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,（,5-4）,機械損傷,—,不要因工具使電池受損,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,（,5-5）,機械損傷,—,取放規(guī)范，避免墜落,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,（,6）,不要將電池用水或其它溶液擦拭,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,（,7-1）,不要違規(guī)作業(yè),-,禁目擠壓、碰撞或其它尖銳工具使電池絕緣片破損而導(dǎo)致短路,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,（,7-2）,不要違規(guī)作業(yè),—,取放不規(guī)范，單手取電池使正負極短路,4、,鋰離子電池安全守則

38、,-,操作上之警告,（,7-3）,不要違規(guī)作業(yè),—,取放不規(guī)范，取電池使正負極短路,,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,,4、,鋰離子電池安全守則,-,操作上之警告,,5,、鋰離子電池的安全守則,-,棄常處理程序,凡電池有短路、凹陷、漏液等現(xiàn)象依報廢流程處理；,,若電池本身有異味散發(fā)或發(fā)現(xiàn)變色的情況，必須將此電池

39、移開，不得碰到熱源；,,立即拆解組件如,PCM，CELL，,確認電池已經(jīng)遠離熱源環(huán)境使電池降低溫度；電池因短路而產(chǎn)生大量的熱，拆掉造成短路的組件后，即會停止加熱；,,發(fā)現(xiàn)電池液有外漏時，此電池應(yīng)立即隔離；若有皮膚掃接電池液，應(yīng)立即用肥皂沾水清洗；若電池液沾到眼睛，立即用清水清洗，然后看醫(yī)生。,,若單一電池發(fā)熱，立即放入通風(fēng)防火區(qū)域或密閉容器中使其降溫，這可能是內(nèi)部短路，內(nèi)部短路會產(chǎn)生冒煙，當(dāng)內(nèi)部能量釋放結(jié)束后，溫度會停止上升。,,6,、鋰離子電池的安全守則,-,報廢,裝配過程中發(fā)現(xiàn)所有短路、漏液、生銹、凹陷的電池都要報廢；,,報廢過程要小心，不要讓電池外殼造成另一個電池的短路；,,千萬不要拆解

40、電池，除非在控制良好的環(huán)境，不要將電池放在火里銷毀。,7,、鋰離子電池的安全守則,-,制程注意事項,大多數(shù)電池是把鍍線剝皮，用鍍線把電池焊在一起的，然而焊接電池是比較危險的；,,在高溫下，電池的表皮可能融化，使內(nèi)部液體流出造成危險（軟包裝電池）,,高溫會干擾電池的安全孔，或者造成電池的內(nèi)部短路；,,對電池的拍打和在搬運過程中的撞擊也會象高溫一樣造成內(nèi)部短路；,,電池有內(nèi)部短路現(xiàn)象后，在短期的使用中很難發(fā)現(xiàn)，它的危害要到一段時間后才能體現(xiàn)出來。,,要經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)的人員，才要可焊接電池。,8、,鋰離子電池的安全守則,-,結(jié)語,做好細節(jié)、才能保持產(chǎn)品穩(wěn)定！,,PACK,最重要的是使產(chǎn)品更安全！,2

41、014.03,,,安,理,全,管,培,課,訓(xùn),五,,其他幾點,,安全提示,,,,,,1,.平面布置,（1）生產(chǎn)與辦公防火區(qū)分開；,,（2）老化間與其他防火區(qū)分開；,,（3）老化間空間與電池量的選取應(yīng)將燃爆限制在老化間內(nèi)。,,2,.注液、清洗安全,（1）使用溶劑清洗容器時單獨設(shè)立清洗間；,,（2）清洗間全防爆；,,（3）注液間通風(fēng)良好；,,（4）電解液存放處設(shè)置防止液體流散的設(shè)施；,,（5）現(xiàn)場電解液存放量應(yīng)為當(dāng)天使用量；,,3.化成室安全,（,1,）配電箱應(yīng)安裝二級漏電斷路器，有,PE,線的輸入、輸出；,,.,（,2,）所有化成柜接有,PE,線，獨立安裝有漏電保護開關(guān)；,,（,3,）各外墻窗口

42、安裝有大功率強制排風(fēng)裝置；,,（,4,）各化成分區(qū)安裝有監(jiān)控設(shè)施；,,（,5,）各化成柜配有防爆網(wǎng)。,4,、老化室安全管理要求,建筑耐火等級符合,“,二級,”,及以上要求；,,相鄰房間應(yīng)是非明火、散發(fā)火花地點；與其他房間相鄰的墻應(yīng)為無門、窗洞口的防火墻；,,每處防火分區(qū)的面積（建議）控制在,5,平方米以下；,,安裝相應(yīng)等級的防爆型電器設(shè)施；（風(fēng)機、照明、插座、開關(guān)、線路、接頭等）；,,安裝有自動滅火系統(tǒng)，應(yīng)急噴淋水，保證水量充足,,乙級防火門；,,溫度控制器及超溫報警裝和聯(lián)動。,總結(jié)經(jīng)驗，汲取教訓(xùn),!,鋰離子電池的生產(chǎn)安全培訓(xùn)教材,PPT,實用課件,(,共,123,頁,),鋰離子電池的生產(chǎn)安全

43、培訓(xùn)教材,PPT,實用課件,(,共,123,頁,),5,、倉庫的安全管理要求,倉庫溫度保持在攝氏,20,±,5℃,度范圍內(nèi)，最高不得超過,30℃,，,,設(shè)置良好的抽排風(fēng)系統(tǒng)。,,倉庫是否有濕度控制，能否避免長時間處于極端濕度（相對濕度高于,95%,或低于,40%,下）,,磚墻實墻相隔。,,二級防火門。,,電池擺放按規(guī)定要求。,鋰離子電池的生產(chǎn)安全培訓(xùn)教材,PPT,實用課件,(,共,123,頁,),鋰離子電池的生產(chǎn)安全培訓(xùn)教材,PPT,實用課件,(,共,123,頁,),6,.電芯儲存安全,（,1,）儲存量控制，每堆上方有一個自動滅火球；,,（,2,）使用阻燃托盤；,,（,3,）擺放整齊，不允許包

44、裝混亂；,,（,4,）,24,小時監(jiān)控和值班；,,（,5,）配備足夠的滅火砂和滅火器,。,鋰離子電池的生產(chǎn)安全培訓(xùn)教材,PPT,實用課件,(,共,123,頁,),鋰離子電池的生產(chǎn)安全培訓(xùn)教材,PPT,實用課件,(,共,123,頁,),7,.監(jiān)控與管理,（1）24小時視頻監(jiān)控；,,（2）超溫報警聯(lián)動；,,（3）自動滅火球；,,（4）人員值班；,,（5）精細操作，不留安全隱患；,,（6）通過分級達標(biāo)驗收和通過本通用安全要點驗收；,,（7）通過應(yīng)急預(yù)案專家評審，對老化、化成、儲存點應(yīng)有火災(zāi)、爆炸應(yīng)急處置方案。,鋰離子電池的生產(chǎn)安全培訓(xùn)教材,PPT,實用課件,(,共,123,頁,),鋰離子電池的生產(chǎn)安

45、全培訓(xùn)教材,PPT,實用課件,(,共,123,頁,),,根,據(jù)親和圖，我們小組成員對造成,842,產(chǎn)品一次交驗合格率低的癥結(jié)問題“秒量超差”集思廣益，召開分析會，從人、機、料、環(huán)、法、測六個方面深入的分析原因，運用頭腦風(fēng)暴法把所有導(dǎo)致可能出現(xiàn)問題的原因一一列舉出來。,謝謝大家！,鋰離子電池的生產(chǎn)安全培訓(xùn)教材,PPT,實用課件,(,共,123,頁,),鋰離子電池的生產(chǎn)安全培訓(xùn)教材,PPT,實用課件,(,共,123,頁,),1.,命題者暗中將兩個概念調(diào)換，造成選項中表述概念的屬性、本質(zhì)特征、作用、發(fā)展趨勢等概念內(nèi)涵的改變，乍看與原文的說法一樣，但仔細推敲就會發(fā)現(xiàn)實際上并不是一回事。,,2.,從理論

46、上說，宗教是中國文化的整體結(jié)構(gòu)中不可或缺的組成部分，宗教與中國文化的各種形態(tài)構(gòu)成了具有內(nèi)在統(tǒng)一性的完整的文化共同體。這是一種動態(tài)互補結(jié)構(gòu)，宗教與中國文化整體之間在長期的歷史行程中彼此認同，相互影響，共同發(fā)展。,,3.,命題者設(shè)置選項時在事物的性質(zhì)上設(shè)置干擾，有意將閱讀材料中肯定了的事物加以否定，或者將否定了的事物加以肯定。在閱讀文章或選項句時，要注意區(qū)別作者對每一種事物的觀點態(tài)度，特別注意含有作者觀點態(tài)度的語句。,,4.,文化自信，當(dāng)然不是文化的自我自信。文化并非主體，主體是人。在當(dāng)代中國，文化自信的主體是中國共產(chǎn)黨和中華民族。要堅定文化自信，不能只看到物，看到文化的載體，而要理解中華文化的深

47、層內(nèi)涵。無論是文物還是典籍，都只是文化的載體，而靈魂是載體中的內(nèi)在精神。,,5.,心態(tài)強起來應(yīng)增強自尊自信。中華民族是一個自尊自信的民族，自尊自信是中華民族精氣神的集中體現(xiàn)。新時代，自尊自信源于深入了解“我們從哪里來”“我們走向何方”,,6.,心態(tài)強起來應(yīng)更加理性平和。理性平和就是冷靜全面看待事物，不為不良情緒所左右；就是辯證客觀分析問題，不偏激也不片面；就是實事求是解決問題，不扣帽子不打棍子。,,7.,只有清醒認識我國歷史走向、準(zhǔn)確定位我國歷史方位，才能更加自尊自信。只有不斷增強自尊自信，才能更加敢于正視自身不足、敢于承認別人長處，進而取長補短，更好邁向偉大復(fù)興。,,8.,一個國家的社會心態(tài)

48、與其發(fā)展實際密切相關(guān)，是時代的“晴雨表”“風(fēng)向標(biāo)”；它同時會影響每個社會成員的價值取向和行為方式，甚至影響整個國家發(fā)展大局。積極健康的社會心態(tài)是個人、社會、國家發(fā)展進步的重要社會心理基礎(chǔ)，也是國家軟實力的重要組成部分。,,9.,事物和事理有時往往是比較復(fù)雜的，要對某一事物的特點準(zhǔn)確、清楚地說明，還必須根據(jù)事物本身的條理性和特征，選取合理的順序進行說明。合理的說明順序，是指能充分表現(xiàn)事物或事理本身特征的順序，它必須清晰、有層次地展現(xiàn)事物各方面，也需要符合人們認知事物的規(guī)律。,鋰離子電池的生產(chǎn)安全培訓(xùn)教材,PPT,實用課件,(,共,123,頁,),鋰離子電池的生產(chǎn)安全培訓(xùn)教材,PPT,實用課件,(,共,123,頁,),