锂离子电池制造工艺——电极制备/卷绕/注液/化成/老化分容

锂离子电池是现代消费电子、新能源汽车和储能系统的核心能源载体。电池制造工艺复杂、环境要求苛刻，制造质量直接影响电池的能量密度、安全性和循环寿命。中国是目前全球最大的锂离子电池制造国，占全球产能超过70%。

一、电极浆料制备

正极浆料由活性材料（如NCM三元、LFP磷酸铁锂、LCO钴酸锂）、导电剂（Super P、碳纳米管）、粘结剂（PVDF）和溶剂（NMP）按配方比例混合。负极浆料由石墨/硅碳、导电剂、SBR和CMC混合。采用双行星搅拌机或双螺杆连续混合设备，经过干混、加溶剂湿混和分散均质等阶段，形成均匀稳定的浆料。浆料粘度、固含量和细度需严格控制在工艺窗口内。

二、涂布和干燥

浆料通过涂布机均匀涂覆在集流体上——正极涂在铝箔（12~20μm）上，负极涂在铜箔（6~12μm）上。间歇转移涂布用于方形/软包电池的极片涂覆，连续挤压涂布用于卷绕电芯。涂布后经多段烘箱（80~130℃）干燥，去除溶剂。涂布面密度偏差需控制在±1.5%以内，涂布速度目前可达50~80m/min。

三、辊压和分切

涂布干燥后的极片经辊压机压实，提高电极体积能量密度并减少电阻。辊压线压力根据材料压实密度要求调整。辊压后极片进行分切——将宽幅极片沿纵向切成所需宽度的条状极片。分切边缘毛刺需控制在10μm以下，毛刺超标可能刺穿隔膜导致短路。

四、卷绕和组装

正极片、隔膜和负极片按顺序叠放后在卷绕机上卷绕为电芯（圆柱形或方形）。卷绕张力控制是关键参数，张力波动会导致极片错位或褶皱。卷绕后的电芯经热压整形后装入铝壳或铝塑膜中。极耳焊接采用激光焊接或超声波焊接，焊接质量直接影响电池内阻。

五、注液和化成

干燥房露点控制在-40℃以下，在极低水分环境中将电解液注入电池中。电解液由锂盐（LiPF₆）、有机溶剂（EC/DMC/DEC等）和添加剂组成。注液量需精确控制，注液后静置使电解液充分浸润极片和隔膜。化成是首次充放电过程：以极小电流（0.02~0.1C）对电池充电，在负极表面形成稳定的SEI膜，SEI膜的质量决定了电池的循环寿命和安全性。

六、老化分容

化成后电池在高温（45~55℃）或常温环境下静置数天至数周进行老化。老化使电池内部电化学和结构达到平衡稳定。分容通过充放电设备对每个电池进行容量标定和电压内阻分选，按容量等级分成A品、B品等不同档次。分容数据为电池配组提供依据。

七、质量检测

单体电池出厂前需经过一系列检测：开路电压和内阻（ACIR/DCIR）测量、绝缘耐压测试、气密性检测、尺寸重量检查、X射线内部结构检查和外观全检。安全测试包括过充、过放、短路、针刺、挤压、热冲击等。