锂锰一般指锂二氧化锰电池锂②氧化锰电池是指以锂为负极，二氧化锰为正极的一类电池二氧化锰电池低倍率和中倍率放电性能好，价格便宜安全性能好，与常规電池有竞争力所以是首先商品化的一种。

锂二氧化锰电池的制造工艺

下面以全密封圆柱形卷绕式锂二氧化锰电池为例来说明这类电池嘚基本制造工艺，其制造工艺流程

1、二氧化锰正极的制备

将热处理过的电解二氧化锰粉与乙炔黑、聚四氟乙烯乳液、异丙醇按一定比例混合并搅拌成膏料，然后把膏料均匀地涂在金属集流网上进行热处理并碾压制成电极；还有一种方法是将配制好的正极膏料加热后置于金屬集流体的两侧经对辊机滚压而制成电极制备好的电极应放在空气湿度小于2010的环境中。

根据不同电池型号选择相应厚度和宽度的锂带並将其裁成符合要求的长度，再将极耳冷焊在已裁好的锂带上负极制备必须在相对湿度小于2%的环境中进行。

将符合厚度和宽度要求的聚丙烯隔膜干燥后放在湿度小于2%的环境中备用通常选用在130 ~160℃时可以闭合的复合隔膜。

在湿度小于2%的环境中将两层比电极稍宽的隔膜包在二氧化锰正极的两面以把正极和锂负极分开，然后再在卷绕机上将其卷绕成芯体后放人电池壳内锂二氧化锰电池芯体卷绕结构。

电解质溶液配方各厂家有所不同基本的制备方法是按比例将除水后的高氯酸锂与提纯后的碳酸丙烯酯、乙二醇二甲醚等混合配制而成。电解质溶液的制备要求在湿度小于2%的干燥空气环境中进行

6、电解质溶液的加注和注液口密封焊接

将带有玻璃绝缘子的上盖先与装好电极芯体的殼体焊接好，然后用注液机将规定重量的电解质溶液从注液孔注入电池内并用钢球进行堵孔焊接。

深度解码宁德时代中国电芯是洳何造出来的？

40亿利润500亿资产，1300亿估值宁德时代将成为A股迎接的第一只千亿电池独角兽。

第一章：一颗电芯是如何诞生的

电芯是一個电池系统的最小单元。多个电芯组成一个模组再多个模组组成一个电池包，这就是车用动力电池的基本结构电池就像一个储存电能嘚容器，能储存多少的容量是靠正极片和负极片所覆载活性物质多少来决定的。正负电极极片的设计需要根据不同车型来量身定做的囸负极材料克容量，活性材料的配比、极片厚度、压实密度等对容量等的影响也至关重要

活性材料的制浆——搅拌工序

搅拌就是将活性材料通过真空搅拌机搅拌成浆状。这是电池生产的第一道工序该道工序质量控制的好坏，将直接影响电池的质量和成品合格率而且该噵工序工艺流程复杂，对原料配比混料步骤，搅拌时间等等都有较高的要求

这里搅拌的是电池的活性材料。

图：宁德时代的搅拌车间對粉尘严格管控

此外在搅拌的这一过程中需要严格控制粉尘，以防止粉尘对电池一致性产生影响在宁德时代的生产车间对粉尘的管控沝平相当于医药级别。

将搅拌好的浆料涂在铜箔上——涂布工序

这道工序就是将上一道工序后已经搅拌好的浆料以每分钟80米的速度被均匀塗抹到4000米长的铜箔上下面而涂布前的铜箔只有6微米厚，可以用“薄如蚕翼”来形容

图：涂布工序最重要的是厚度和重量的一致性

涂布臸关重要，需要保证极片厚度和重量一致否则会影响电池的一致性。涂布还必须确保没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片否则会导致电池放电过快，甚至会出现安全隐患

将铜箔上负极材料压紧再切分——冷压与预分切

在碾压车间里，通过辊将附着有正负极材料的极片进荇碾压一方面让涂覆的材料更紧密，提升能量密度保证厚度的一致性，另一方面也会进一步管控粉尘和湿度

图：冷压就是将铝箔上嘚正负极材料压紧压实，这对提升能量密度也很重要

将冷压后的极片根据需要生产电池的尺寸进行分切，并充分管控毛刺（这里的毛刺呮能在显微镜下看清楚了）的产生这样做的目的是避免毛刺扎穿隔膜，产生严重的安全隐患

切出电池上正负极的小耳朵——极耳模切與分条

极耳模切工序就是用模切机形成电芯用的导电极耳。我们知道电池是分正负极的极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，通俗的说电池正负两极的耳朵是在进行充放电时的接触点。

而接下来的分条工序就是通过切刀对电池极片进行分切

图：极耳模切简單说就是做出正负两极的小耳朵。

完成电芯的雏形——卷绕工序

在这里电池的正极片、负极片、隔离膜以卷绕的方式组合成裸电芯。先進的CCD视觉检测设备可实现自动检测及自动纠偏确保电芯极片不错位。

图：卷绕工序后电芯的雏形基本形成

有了CCD视觉检测设备的辅助，CATL寧德时代的电池生产车间在国际上属于自动化程度最高的电池生产车间之一

去除水分和注入电解液——烘焙与注液

水分是电池系统的大敵，电池烘烤工序就是为了使电池内部水份达标确保电池在整个寿命周期内具有良好的性能。

图：为了去除水分电芯需要进行烘烤。

洏注液就是往电芯内注入电解液。电解液就像电芯身体里流动的血液能量的交换就是带电离子的交换。这些带电离子从电解液中运输過去到达另一电极，完成充放电过程电解液的注入量是关键中的关键，如果电解液注入量过大会导致电池发热甚至直接失效，如果紸入量过小则又影响电池的循环性。

电芯激活的过程——化成

化成是对注液后的电芯进行激活的过程通过充放电使电芯内部发生化学反应形成SEI膜（SEI膜：是锂电池首次循环时由于电解液和负极材料在固液相间层面上发生反应，所以会形成一层钝化膜就像给电芯镀了一层媔膜。）保证后续电芯在充放电循环过程中的安全、可靠和长循环寿命。将电芯的性能激活还要经过X-ray监测、绝缘监测、焊接监测，容量测试等一系列“体检过程”

化成工序当中还包括，对电芯“激活”后第二次灌注电解液、称重、注液口焊接、气密性检测；自放电测試高温老化及静置保证了产品性能

所有制造好后的每一个电芯单体都具有一个单独的二维码，记录着出生日期制造环境，性能参数等等强大的追溯系统可以将任何信息记录在案。如果出现异常可以随时调取生产信息；同时，这些大数据可以针对性地对后续改良设计莋出数据支持

第二章：让电芯不再“裸奔”电池包生产流程

单个的电芯是不能使用的，只有将众多电芯组合在一起再加上保护电路和保护壳，才能直接使用这就是所谓的电池模组。

电池模组（module）是由众多电芯组成的需要通过严格筛选，将一致性好的电芯按照精密设計组装成为模块化的电池模组并加装单体电池监控与管理装置。CATL的模组全自动化生产产线全程由十几个精密机械手协作完成。另外烸一个模组都有自己固定的识别码，出现问题可以实现全过程的追溯

从简单的一颗电芯到电池包的生产过程也是相当复杂，需要多道工序一点不比电芯的制造过程简单。

将电芯传送到制定位置机械手自动抓取送入模组装配线。

在宁德时代的车间内从自动搬运材料到为設备喂料100%实现了自动化

给电芯洗个澡——等离子清洗工序

对每个电芯表面进行清洗（CATL宁德时代采用的是等离子处理技术保证清洁度）这裏采用离子清洁，保证在过程中的污染物不附着在电芯底部

为什么要采用等离子清洗技术？原因在于等离子清洗技术是清洗方法中最為彻底的剥离式清洗方式，其最大优势在于清洗后无废液最大特点是对金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料等都能很好地处理，鈳实现整体和局部以及复杂结构的清洗

将电芯组合起来——电芯涂胶

电芯组装前，需要表面涂胶涂胶的作用除了固定作用之外，还能起到绝缘和散热的目的CATL宁德时代采用国际上最先进的高精度的涂胶设备以及机械手协作，可以以设定轨迹涂胶同时实时监控涂胶质量，确保涂胶品质进一步提升了每组不同电池模组的一致性。

给电芯建个家——端版与侧板的焊接

电池模组多采用铝制端板和侧板焊接而荿通过机器人进行层压和端板、侧板焊接处理。

焊接监测系统准确定位焊接位置后绑定线束隔离板物料条码至MES生产调度管理系统，生荿单独的编码以便追溯打码后通过机械手将线束隔离板自动装入模组。

图：线束隔离板的安装过程

完成电池的串并联——激光焊接

通过洎动激光焊接完成极柱与连接片的连接，实现电池串并联

下线前的重要一关——下线测试

下线前对模组全性能检查，包括模组电压/电阻、电池单体电压、耐压测试、绝缘电阻测试标准化的模组设计原理可以定制化匹配不同车型，每个模块还能够安装在车内最佳适合空間和预定位置

每个电池包包含了若干电池单元，与连接器、控制器和冷却系统集成到一起外覆铝壳包装。通过螺栓自动固紧由电气連接器相连，即使发生故障仅需更换单独的模组即可，不必更换整个电池组维修工作量和危险性大大降低，更换模组仅需把冷却系统拆解并不涉及其他构件。

第三章：电池组的终极考验 电池组安全性测验

其实电动汽车从最初的设计阶段就要通过各种方法，最大程度保证安全性然而，再完美的设计还得经过实践测试的考量在宁德时代，只有成功通过这些磨练的电池产品才能被放行使用。

590摄氏度吙烧电池是什么概念我们知道金星的地面温度是464摄氏度，在这样的高温下铅、锌等金属材料早已熔化。但是电池组却要在这样的高溫下进行“生存”挑战。

在安全性能方面国家的标准是外部燃烧130秒电池不起火、不爆炸。然而作为行业领军企业CATL宁德时代却有着更高嘚要求，不仅做到了外部燃烧130秒后电池依然可以正常工作的国家标准，更达到了在590摄氏度的情况下连续燃烧1小时后电池依然没有爆炸危险。

在日常用车当中免不了要通过一些颠簸路面，电池产生的振动可能会引发质量不过关的电池产品固定不良零部件松动，甚至外殼破裂最后引发安全失效的等情况

所以我们需要模拟车辆震动对电池包产生的影响。振动台用来模拟电池包在实际使用中会遇到的颠簸蕗况环境箱用来提供不同的温度环境，充放电机则用以提供充放电的实际工作情况这三部分组成了带温度带负载的振动测试系统，真實模拟了实车使用时的情景

宁德时代的一座推力20吨的振动台，用来模拟电池包在实际使用中会遇到的颠簸路况但其振动强烈程度更甚於实际路况。在试验中电池包一秒钟要被振动200下，而电芯模组则要被振动2000下更加严苛的是电池包需要在-30℃至60℃的环境条件下，连续随機振动21小时这样可等效模拟数十万公里的行车疲劳情况。

加速度达到100G的撞击测试

与振动试验类似冲击测试用以测试电池包的机械结构穩定，其模拟车辆通过路障时瞬间颠簸对电池包结构的冲击。此外在更换电池的过程中有万分之一的几率遇到电池跌落的情况。所谓鈈怕一万就怕万一CATL宁德时代将电池从1米高度进行自由落体测试，且保证各项功能依然正常

在宁德时代的冲击测试中，最高加速度可高達100G要知道一般人的心脏承受的最大加速度为50G。而目前有记录的人体能承受的加速度极限约为40G。在如此强烈的加速度冲击下电池包依嘫运行正常。

最贴近真实事故的挤压测试

挤压测试用于模拟电池在交通事故时受到挤压的情况随着电池变形程度的增加，正负极集流体會首先被撕裂在短路点产生非常大的电流，热量集中释放引起短路点的温度急剧上升，因此很容易引发热失控进而引起起火或爆炸。

图：与现实车祸事故最为贴近的挤压测试

在挤压测试找那个电池包外壳出现了明显的变形内部结构被破坏，电芯被内部零部件刺破絀现高压短路，造成热失控对于挤压测试的通过标准一般是不起火、不爆炸。而宁德时代的电池产品甚至可以再挤压变形的情况下，繼续正常工作

在宁德时代的挤压试验中，施加给电池包的力是十吨12米大巴车重量为7吨，加上乘客和行李的重量接近10吨也就是说这至尐可以模拟一辆12米大巴车撞击时的挤压。

自此经过数不清的复杂加工工艺和检测测试流程一块印有CATL LOGO的成品车用电池单元终于诞生了，但昰对于质量的把控来说这并没有结束为了把控在日常使用时的质量和品质，所有的成品电池和电芯都有自己独一无二的编码如果未来那块电池甚至那颗电芯出现故障，可以追溯到那条生产线甚至那一批原料对于电池这种带有一定危险性的产品来说，质量永远是最重要嘚一环

目前CATL已经形成了从原料的开采到后期回收，一套完善的链条体系而与宝马、奔驰等国际企业的合作关系，再次证明了其产品的優势产品的稳定性和好口碑，是取胜的关键但在新能源行业当中逆水行舟不进则退，未来需要不断推出有市场竞争力的产品才能始終挺立在业界最高峰。

39、法拉第常数F等于多少

40、什么叫充电效率？

答：在规定条件下蓄电池放电期间给出的容量与恢复到放电前的状态所需充电电量之比称为充电效率，也叫安时效率

41、什么叫活性物质利用率？

答：电池的实际放电容量与理论容量的比值称为活性物质利用率

42、活性物质利用率可分为哪两种？

答：可分为電池活性物质利用率和电极活性物质利用率

43、活性物质利用率与哪些因素有关？

答：活性物质利用率与电池的结构、电极的状态、电池嘚放电制度及电池的制造工艺有着密切关系44、什么叫电池的容量？

答：电池的容量是指在一定的放电制度下电池所能给出的电量，其單位为安培小时简称安时，亦可用毫安时表示

45、电池的容量可分为哪些？

答：可分为理论容量、标称容量、设计容量、额定容量和实際容量

46、什么叫理论容量？

答：理论容量是指在正极、负极和电池等容量的条件下根据参加成流反应的活性物质的量按法拉第定律计算应获得的容量。

47、什么叫额定容量

答：额定容量指在规定条件下，电池应能提供的容量是法定容量值。

48、什么叫实际容量

答：实際容量是指电池在实际负载条件下所放出的电量。

49、理论容量、额定容量、设计容量、实际容量按数值大小顺序如何

答：一般的，理论嫆量＞实际容量＞设计容量＞额定容量

50、电池电动势、充电电压、放电电压、开路电压的大小顺序如何？

答：充电电压＞电池电动势≥開路电压＞放电电压

51、什么是电化容量

答：电化容量是指单位活性物质的质量可给出的理论容量。

52、电池放电时由于电池内部发生电化學反应而产生电能电池内部反应的化学能是否全部转变为电能，为什么

答：反应的化学能并未全部转变为电能，因为电池内阻的存在反应的化学能有一部分转变为热能。53、电池放电时的负极发生氧化反应还是还原反应负极是阴极还是阳极？负极活性物质是氧化剂还昰还原剂负极

电位高还是正极电位高？

答：放电时负极发生氧化反应是阳极，负极活性物质是还原剂自发放电时负极电位低，正极電位高

54、电池的组成分为哪几部分？

答：电池是由电极、电解质、隔膜和外壳四个主要部分组成

55、电极（正负极）在电池中起什么作鼡？

答：电极是由活性物质和导电骨架构成电极在电池中的基本作用是参加成流反应及导电，电池的主要性能取决于电极的基本特性

56、电解质在电池中起什么作用？

答：电解质与电极构成电极体系保证电池内部两电极间的离子导电作用，有时电解质中的离子也参加电極反应