1.1课程设计背景 1
1.2课程设计目的与任务 1
2．设计的详细内容 . 2
2.3.1制片车间的工艺设计 3
脚踏式封口机2.3.2装配车间的工艺设计 6
2.3.3化成车间工艺设计 7
2.3.4包装车间工艺设计 9
2.4厂房设计 9
3．经济效益 . 10
4．对本设计的评述 . 11
参考文献 . 12
1．设计的目的与任务
三相混合步进电机1.1 课程设计背景
自从1990年SON采用可以嵌锂的钻酸锂做正极材料以来，锂离子电池满足了 非核能能源开发的需要 , 同时具有工作电压高、比能量大、自放电小、循环寿命 长、重量轻、无记忆效应、环境污染少等特点 , 现成为世界各国电源材料研究开 发的重点 [1~3] 。锂离子电池已广泛应用于移动电话、便携式计算机、摄像机、照 相机等的电源，并在电动汽车技术、大型发电厂的储能电池、UP电源、医疗仪器 电源以及宇宙空间等领域具有重要作用 [4~5] 。
正极材料作为决定锂离子电池性能的重要因素之一 , 研究和开发更高性能的 正极材料是目前提高和发展锂电池的有效途径和关键所在。目前 , 已商品化的锂 电池正极材料有钻酸锂、锰酸锂、镍酸锂等 , 而层状钻酸锂正极材料凭借其电压 高、放电平稳、生产工艺简单等优点占据着市场的主要地位 , 也是目前唯一大量 用于生产锂离子电池的正极材料 [6~8]。
18650电池是指外壳使用65mn高，直径为18mr1的圆柱形钢壳为外壳的锂离子 电池。自从上个世纪 90年代索尼推出之后， 这种型号的电池一直在生产， 经久不 衰。经过近 20年的发展，目前制备工艺已经非常成熟，性能有了极大的提升，体 积能量密度已经提高了将近 4倍，而且成本在所有锂离子电池中也是最低，目前 早已走出了原来的笔记本电脑的使用领域，作为首选电池应用于动力及储能领 域。
1.2 课程设计目的与任务
如前文所述，在目前商业化的锂离子电池中，很多厂家都选用层状结构的
LiCoO对接扣件作为正极材料。其理论容量为274mAh/g实际容量为140mAh/g碳酸锂分解温度左右，也有 报道实际
容量已达155mAh/9本设计拟通过以LiCoO#为正极材料的18650碳计算器锂电 池电芯器件作为模型，从原料选择、设计原理、制备工艺、封装条件、工作情况 等方面进行系统调研， 并设计出相应的电池器件。 设计者将通过查阅资料、 课题 讨论、技术交流等方式，逐渐设计出合理、科学的 18650锂电池电芯，培养初步 的科研思维和科研能力； 通过这一综合训练， 使我对实际的新能源产品有初步的、
宏观的认识和理解，为即将开展的毕业设计乃至实际生产工艺设计奠定必要的基 础。
此次设计包括如下任务：
（1） 18650锂电池电芯制备原料的选取：将列出所选原料的种类、选择 依据以及主要原料的使用技术要求；
（2） 阐明18650锂电池电芯的工作原理
（3） 对18650锂电池电芯的制备工艺进行设计： 包括电池各部件的详细 制备流程（画出流程简图）；制备方法及所用到的设备；画出必要的设备装置 示意图；制备过程中主要的工艺参数及其选择依据；电池工作环境要求并阐
明依据。
（4） 对18650锂电池电芯生产厂进行设计，并评估其产能和经济效益。 包括：车间设备布置和工厂总平面布置，成本利润概算，投资评估。
2 •设计的详细内容
本次设计的产品圆柱形18650锂电池电芯如图2-1所示。我们是按原材料及
设备的选取f生产车间工艺设计f厂房设计f综合评估的顺序来进行设计的。 其
中，生产车间工艺的设计为本次设计的重中之重， 如下图2-2所示。其余部分的
电子管功放电路设计如原材料、仪器设备、厂房等将在后续内容中展开以及附图中体现
2.1原材料及设备的选取
本设计选用的主要原料为LiCoO2、石墨、乙炔黑、导电石墨、PVDF NMP
MCMB隔膜、电解液、铝箔、铜箔、极耳、钢壳、 PVC等。主要仪器设备有真空
混料机、间隙涂布机、碾压机、极片连轧生产线、全自动分切机、全自动极耳焊
接贴胶机、半自动卷绕机、全自动注液机、滚槽机、封口机、全自动清洗机、化 成设备、全自动喷码机、分容柜等。
2.2电池的工作原理
18650锂离子电池主要包括正极、负极和电解质，它利用锂离子在正极和负 极之间形成嵌入化合物的锂状态和电位的不同，通过电子的得失来实现充电和 放电过程。充电时，Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极石墨， 而放电时，Li+从
石墨脱嵌，经过电解质嵌入正极，如图 2-3所示。反应式如下：
正极反应：LiCoQ? Li i-xCoO+ xLi + + xe -
负极反应：6C + xLi + + xe - ? Li xC6
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