锂离子工厂培训课件

锂离子工厂培训课件锂离子电池基础概述电池结构与工作原理锂离子电池主要由四大核心部件组成正极、负极、隔膜和电解液其工作原理基于摇椅机制，即锂离子在充放电过程中在正负极之间往返迁移充电时，锂离子从正极脱嵌，穿过电解液和隔膜，嵌入负极；放电时则反向移动，产生电子流，形成电流主流材料介绍目前市场主流正极材料包括三元材料镍钴锰镍钴铝三元复合氧化物，能量密度高•NMC/NCM/磷酸铁锂成本低、安全性好、循环寿命长•LFP负极材料主要有石墨传统主流负极材料•硅碳提高能量密度的新型复合材料•锂电池的主要类型圆柱形电池软包电池方形电池以、型号为代表，采用卷绕工采用铝塑膜包装，内部为叠片或卷绕结构优点采用铝壳或钢壳封装，内部为叠片结构优点是1865021700艺制造优点是结构稳定，散热性能好，标准化是轻薄、柔性好、能量密度高，适用于手机、平空间利用率高，结构稳定，安全性好，适用于大程度高，适用于电动工具、特斯拉早期电动车型板等消费电子产品及高端电动车缺点是对生产部分电动汽车缺点是散热性能相对较差生产等缺点是空间利用率较低，能量密度有限生环境要求高，封装技术复杂生产工艺需要严格工艺介于圆柱和软包之间，需要精密的叠片设备产工艺成熟，自动化程度高，生产效率高的无尘环境和精密控制和封装技术锂电池产业现状与市场趋势全球与中国市场规模年全球锂电池市场规模预计将超过亿美元，年增长率保持在以上中国作2024250025%为全球最大的锂电池生产和消费国，占据全球超过的市场份额随着新能源汽车产业快50%速发展，年全球电动车销量预计超过万辆，带动动力电池需求大幅增长20243000主要厂商及供应链格局全球锂电池市场呈现三足鼎立格局中国以宁德时代为首，市场份额超过，比亚迪、国轩高科等紧随其后•CATL35%韩国新能源、三星、创新三大厂商占据重要位置•LG SDISK日本松下、村田制作所等传统电池巨头仍有一定优势•技术发展方向锂电池行业主要技术发展方向高能量密度从目前的向突破•250-300Wh/kg350-400Wh/kg安全性提升采用复合铜箔、安全隔膜等新材料降低热失控风险•快充技术提高充电速率，实现分钟内充电•1580%长寿命延长循环寿命至次以上•2000-3000低温性能改善电池在℃环境下的表现•-30锂电池生产工厂流程总览原材料准备与检验包括正极材料（如、）、负极材料（石墨、硅碳）、电解液、隔膜、铝箔、铜箔等原材料的入厂检验和前处理质量控制点粒度分布、纯度、含水量、杂质含量等NMC LFP电极制造涂布将活性材料浆料均匀涂覆在集流体上干燥去除溶剂并控制残留水分辊压提高极片密度和强度分切将极片裁切成所需尺寸电芯组装叠片卷绕将正极、负极和隔膜按特定结构组装注液在真空环境下注入电解液封装焊接或热封电芯外壳/形成化成与分容测试首次充放电激活电池容量、内阻等性能测试电芯分级与筛选模组与组装PACK电芯并联成模组模组串联成电池包系统集成功能测试与出厂检验BMS电极制造关键工艺活性材料与导电剂混合制浆电极制造的第一步是制备均匀的浆料正极浆料通常由活性材料（如NMC、LFP）、导电剂（如导电炭黑）、粘结剂（如PVDF）和溶剂（如NMP）混合而成负极浆料则使用石墨或硅碳作为活性材料关键控制点•物料配比精确控制活性材料:导电剂:粘结剂比例•混合时间与速度影响浆料分散均匀性•浆料粘度影响涂布质量，一般控制在5000-9000mPa·s•固含量影响电极厚度和密度涂布技术及设备介绍涂布是将浆料均匀涂覆在集流体（正极用铝箔，负极用铜箔）上的过程•间隙涂布最常用的涂布方式，通过控制刮刀与集流体间的距离调节涂层厚度•挤压涂布适用于高粘度浆料，控制精度高•狭缝涂布适用于薄涂层，均匀性好干燥与辊压工艺参数控制干燥工艺使用多段式隧道炉，温度一般为100-150℃，需严格控制残留溶剂量（通常200ppm）干燥时间和温度曲线直接影响电极质量辊压工艺通过高压辊压增加极片密度，提高电池能量密度关键参数包括•线压力一般为200-600N/cm•辊缝隙决定最终电极厚度•辊温常温或加热至50-80℃•电极压实密度正极一般为

3.2-

3.6g/cm³，负极为

1.5-

1.8g/cm³质量控制点及常见缺陷电极制造常见缺陷电芯组装工艺详解叠片与卷绕工艺区别及应用叠片工艺Z-folding/Stacking将裁切好的正负极片与隔膜按照设定的方式逐层叠加优点是层间排列整齐，热传导性能好，适合方形和软包电池设备代表先导智能叠片机卷绕工艺Winding将长条状正负极片与隔膜连续卷绕成圆柱或椭圆形优点是工艺成熟，生产效率高，设备可靠性高，适合圆柱电池设备代表五洲特种卷绕机隔膜铺设与电极叠加隔膜铺设是电芯组装的关键步骤，隔膜必须与正负极精确对齐，防止短路主流隔膜材料包括PE、PP或复合隔膜，厚度通常为16-25μm电极叠加过程关键控制点•极片对齐精度误差控制在±

0.5mm以内•叠片压力避免损伤隔膜•极耳位置与焊接确保电流收集•无尘环境防止异物引入注液与封装流程注液在真空环境下进行，确保电解液充分浸润电极和隔膜注液量精确控制，过多或过少都会影响电池性能封装方式因电池类型而异•圆柱电池帽盖激光焊接•方形电池铝壳激光焊接•软包电池铝塑膜热封封装后需进行气密性检测，确保无泄漏自动化设备及工艺控制要点现代电芯组装线高度自动化，主要设备包括•叠片机/卷绕机精度可达±

0.1mm•极耳超声波焊接机能量控制精确•真空注液机精度可达±

0.1g•密封检测设备氦气检漏技术形成化成与分容测试形成化成的目的与工艺参数分容测试方法与标准形成化成是电池生产中至关重要的一步，主要目的是分容测试是测量电池实际容量并进行分级的过程典型的测试流程形成稳定的膜（固体电解质界面膜）•SEI标准充电通常为恒流充电至上限电压，然后激活电极材料活性

1.

0.5C•恒压至电流降至

0.05C消耗电池内部不可逆容量•标准放电通常为或恒流放电至下限电压

2.

0.5C1C检测电池早期缺陷•记录放电容量与标称容量比较，计算容量保持率

3.工艺参数控制内阻测试使用交流内阻法或直流内阻法测试电池

4.内阻首次充电电流通常为，低电流有利于•

0.05-

0.2C形成均匀SEI膜

5.电压测试测量开路电压和负载电压电压控制严格控制上限电压，防止过充•数据采集与异常分析温度控制一般为±℃，温度过高会影响•255SEI膜质量现代锂电池生产线通常配备智能化数据采集系统，可以实时记录每个电池的关键数据时间控制根据电池类型不同，总时间在小时•24-72电池活化与性能提升充放电曲线电压平台、容量、降•IR内阻值反映电池内部阻抗特性•电池活化通常包括多个充放电循环，目的是进一步优化温度变化反映电池热特性•电池内部结构，提高可逆容量活化过程中电池容量通自放电率反映电池稳定性常会有的提升关键控制参数包括循环次数（一•5-10%般次）、充放电倍率、截止电压和恒压时间等2-5关键生产设备介绍涂布设备干燥与辊压设备涂布机是电极制造的核心设备，精度直接影响产品质量先进的涂布机干燥炉通常采用多段式隧道结构，长度可达米，温度控制精度50-100配备张力控制系统，涂布精度可达±知名供应商包括日本东丽、±℃配备溶剂回收系统，回收率可达以上辊压机采用液压或2μm195%韩国和中国的杭可科技等涂布速度可达，涂布宽电动精密控制，线压力可达，辊缝精度控制在±CIS20-60m/min1000N/cm1μm度最大可达最新技术趋势是双面同时涂布和高速精密涂布先进设备具备在线厚度检测和自动调整功能1500mm分切设备卷绕与叠片设备分切机用于将涂布辊压后的极片裁切成所需尺寸高精度分切机采用伺卷绕机是圆柱电池生产的关键设备，采用精密张力控制，卷绕速度可达服控制，切割精度可达±配备视觉检测系统，可实时检测极叠片机主要用于方形和软包电池生产，采用型折叠或

0.1mm5-10m/min Z片缺陷高速分切机速度可达片分钟，同时具备自动堆叠功能单片叠加方式，精度可达±先进叠片机配备在线视觉检测系100/

0.2mm统，可实时监测叠片质量注液与封装设备化成与测试设备注液机在真空环境下操作，注液精度可达±采用多点注液技术，

0.05g提高电解液浸润均匀性封装设备包括激光焊接机（功率）和2-6kW热封机（温度控制精度±℃）配备在线气密性检测，采用氦气检漏2技术，可检测微小泄漏生产环境与洁净要求无尘车间等级要求锂电池生产对环境洁净度要求极高，微小粉尘颗粒可能导致电池内部短路根据工序不同，洁净度要求也有差异极片制造区域一般要求级洁净度，颗粒不超过个•100,000ISO8≥

0.5μm3,520,000/m³电芯组装区域一般要求级洁净度，颗粒不超过个•10,000ISO7≥

0.5μm352,000/m³注液与封装区域要求级或更高洁净度，颗粒不超过个•1,000ISO6≥

0.5μm35,200/m³化成分容区域要求级洁净度•100,000ISO8温湿度控制标准锂电池生产对温湿度控制也有严格要求温度控制通常为±℃，各区域温差不超过℃•2221湿度控制电极制造区域，电芯组装区域，注液区域•≤40%RH≤30%RH≤20%RH空气流速层流洁净区，非层流区•

0.3-

0.5m/s

0.1-

0.3m/s空气置换率一般要求每小时次全面换气•20-30静电防护措施静电是锂电池生产中的重要安全隐患，必须采取全面防护措施接地系统所有设备、工作台必须可靠接地，接地电阻•≤4Ω•防静电地板表面电阻10⁶-10⁹Ω•防静电工作服表面电阻≤10⁹Ω离子风机在关键区域布置，中和空气中静电•湿度控制维持适当湿度，减少静电产生•静电检测员工进入车间前必须通过静电测试门•人员防护与操作规范进入洁净车间的人员必须严格遵守以下规范穿戴完整洁净服、帽子、口罩、手套、鞋套•锂电池安全风险概述热失控及其诱因电池短路类型及危险性热失控是锂电池最严重的安全事故，温度可迅速升至短路是电池安全事故的主要原因，分为内部短路和外部℃以上，引发燃烧甚至爆炸主要诱因包括三大短路800类内部短路•机械因素挤压、针刺、振动导致内部短路•微短路极片局部接触，初期电流小，但会•电气因素过充、过放、外部短路导致过热逐渐扩大•热因素环境高温、散热不良导致热量累积硬短路金属颗粒穿透隔膜，造成直接接触••这三类因素往往相互耦合，共同导致安全事故例如，•锂枝晶短路充放电过程中锂金属析出形成轻微的内部短路产生局部高温，高温又加速电解液分解，枝晶，穿透隔膜释放更多热量，形成恶性循环外部短路正负极直接连接，瞬间大电流可导致•温度急剧上升过充电同样极其危险，会导致锂金属析出、电解液分解和正极材料结构崩塌典型事故案例与教训近年来全球发生多起锂电池安全事故，教训深刻年三星事件设计缺陷导致电池内部短路，全球召回，损失超过亿美元•2016Note750年特斯拉自燃事件电池包底部受损导致热失控•2019Model S年北京某电动汽车充电时起火过充电保护失效•2020年上海某工厂锂电池爆炸违规操作，未遵循安全程序•2022这些案例表明，锂电池安全需要从设计、生产、使用、回收全生命周期进行管控热失控机理与防控技术热失控反应过程及阶段锂电池热失控通常经历以下几个阶段

1.初始阶段60-80℃SEI膜分解，放出热量

2.加速阶段120-150℃负极与电解液反应，产生大量气体

3.失控阶段180-250℃隔膜熔化，正负极直接接触；同时正极材料分解释放氧气

4.燃烧爆炸阶段250℃电解液气化并与氧气混合，形成易燃易爆混合物整个过程可能在几分钟内完成，一旦超过临界温度很难控制复合铜箔三明治结构阻断短路新型复合铜箔技术采用三明治结构（铜-PET-铜），在集流体中间加入绝缘层，可有效阻断内部短路传播•微短路发生时，绝缘层阻断电流路径•即使局部熔化，也不会形成贯通短路•减轻约62%重量，提高能量密度

8.8%•节约成本约

38.5%，是安全与性能兼顾的创新方案安全隔离材料及设计锂电池安全测试项目挤压测试冲击测试过充测试短路测试按国标要求，将电池放置于两个平板之间，以将质量为的重锤从一定高度通常为自由落下，以倍率恒流充电至电压达到标称电压的倍或充电时间达将电池正负极通过电阻不大于的导体连接，形成外部GB/T

314859.1kg610mm3C

1.550mΩ±的速度挤压至变形量达原始尺寸的或压力冲击放置在平面上的电池冲击面积约为此测试到小时此测试是最危险的测试项目之一，模拟充电系统失短路，持续分钟短路电流可达几十甚至上百安培，电池51mm/s30%100mm²110达到±后停止挤压方向可为宽面或厚面测试要求模拟电池遭受突发外力的情况，要求电池不起火、不爆炸冲效场景过充会导致正极材料结构崩塌，负极析出锂金属，电表面温度可迅速升高测试要求电池不起火、不爆炸此测试131KN电池不起火、不爆炸，允许漏液该测试模拟电池在物理冲击击能量约为，足以模拟车辆碰撞等事故情景解液分解产生大量气体安全电池需配备多重保护，确保即使模拟电池意外短路情况，如金属物体连接正负极或线路损坏等55J下的安全性能失效也不会因过充引发热失控场景BMS针刺测试温度循环测试使用直径的钢针以±的速度刺穿电池，针将电池在℃到℃的温度范围内循环次，每个温度极3mm255mm/s-40+855尖需贯穿电芯针刺会直接造成内部短路，是最严苛的安全测值保持至少小时此测试检验电池在极端温度变化下的结构2试之一某些高安全性能电池可以通过针刺测试而不起火，这稳定性温度剧烈变化会导致电池内部材料热膨胀系数不匹配，通常依靠特殊的安全设计如复合铜箔等技术针刺模拟电池被产生机械应力，可能导致隔膜破损或极片变形高质量电池需尖锐物体刺穿的极端情况确保在各种气候条件下的可靠性安全操作规范与应急处理锂电池搬运与存储注意事项锂电池搬运与存储必须严格遵守以下规范•温度控制储存环境温度宜为-10℃~30℃，相对湿度≤75%•荷电状态长期存储电池荷电状态SOC控制在30%-50%•堆放要求堆放高度不超过

1.5米，间距不小于10cm•防护措施避免阳光直射，远离热源、水源•电极保护裸露电极需绝缘保护，防止短路•分类存放不同类型、不同状态电池分开存放•标识清晰危险标识、操作警示标签明显防火、防爆措施锂电池生产车间防火防爆措施•消防系统配备D类灭火器（金属火灾专用）、自动喷淋系统•防爆电气关键区域使用防爆型电气设备•气体检测安装可燃气体检测报警系统•隔离措施高风险区域采用防火墙隔离•防静电全面静电防护，接地系统完善•通风系统确保足够换气次数，及时排除有害气体事故现场应急响应流程锂电池事故应急响应五步骤

1.迅速报警发现险情立即按下紧急按钮，通知现场人员

2.人员疏散按预定路线疏散人员至安全区域

3.初期处置使用专用灭火器材控制火势，切断电源

4.专业救援专业消防人员接管现场，使用合适灭火剂

5.后续处理事故调查、伤员救助、环境监测员工急救与消防培训所有员工必须接受以下安全培训•个人防护防毒面具、防化服等装备使用方法•基础急救烧伤、化学品接触等伤害的紧急处理•灭火训练正确使用各类灭火器材质量控制体系介绍12原材料入厂检验标准过程质量监控锂电池原材料进厂检验项目包括生产过程中的关键质量控制点正极材料颗粒分布、比表面积、水分含量、杂质含量、电化学性能浆料制备粘度、固含量、分散均匀性••5000-9000mPa·s负极材料比表面积、颗粒大小、首效、可逆容量涂布工序涂布厚度正极，负极、涂布均匀性••70-100μm60-80μm电解液水分含量、电导率、酸度、粘度、离子含量辊压工序压实密度正极，负极•20ppm•

3.2-

3.6g/cm³

1.5-

1.8g/cm³隔膜厚度均匀性、孔隙率、机械强度、热收缩率极片电阻面阻值正极□，负极□••≤100mΩ/≤

1.5mΩ/集流体厚度铜箔±，铝箔±、拉伸强度、电阻率电极配对正负极容量比•101μm151μm•

1.05-

1.10每批原材料均需取样检验，合格后方可入库关键材料需要供应商提供检测报告和批次追溯信息•注液量控制精度±

0.1g采用统计过程控制方法监控生产过程，设定上下控制限，确保过程稳定性SPC34成品检测质量异常分析与纠正措施电池成品检测项目包括质量异常处理流程外观检查无明显划痕、变形、污染异常发现生产过程或检测中发现异常•

1.尺寸测量误差范围±临时措施隔离不合格品，防止扩散•

0.5mm

2.重量检测误差范围±原因分析使用、鱼骨图等工具分析根本原因•2%

3.8D开路电压电压一致性纠正措施制定并实施纠正措施•≤10mV

4.容量测试实际容量标称容量的验证有效性确认措施有效解决问题•≥95%

5.内阻测试内阻一致性标准修订更新相关标准和作业指导书•≤15%

6.自放电率天自放电率经验共享将经验教训在组织内共享•28≤5%

7.•循环性能500次循环后容量保持率≥80%建立CAPA纠正与预防措施系统，持续改进质量管理体系每月组织质量分析会议，讨论质量趋势和改进方向使用可接受质量水平抽样检验方法，如，表示批次缺陷率不超过AQLAQL=

0.

650.65%生产数据管理与追溯生产批次管理锂电池生产采用严格的批次管理制度•批次编码规则年月日+产线号+班次+序号，如240523-A01-1-001•批量控制一般控制在500-2000个电芯/批•物料配套同一批次使用相同批次的原材料•过程管控每批次开始前进行首件确认•记录管理每批次保留完整的生产记录，保存期≥5年批次隔离措施确保不同批次产品不混淆，如使用不同颜色标识、物理隔离等特别重要的是在关键工序转移时进行批次确认，防止混批关键参数数据采集系统现代锂电池工厂配备全自动数据采集系统，记录以下关键参数•电极参数涂布厚度、辊压压力、压实密度等•组装参数叠片/卷绕张力、对齐精度、焊接功率等•注液参数注液量、注液压力、真空度等•化成参数电流、电压、温度、容量、内阻等•环境参数温度、湿度、洁净度等数据采集频率因参数重要性不同而异，重要参数实时采集，一般参数每5-15分钟采集一次数据存储采用分布式架构，确保可靠性质量追溯体系建设完善的质量追溯体系能够实现一物一码全程追溯•电芯级追溯每个电芯赋予唯一二维码，记录完整生产历史•模组级追溯记录模组内每个电芯编号及装配参数•PACK级追溯记录整个电池包的组成及测试数据•多维追溯可按批次、时间、产线、工序等多维度查询在发生质量问题时，可快速定位问题批次并向上追溯原材料，向下追溯客户使用情况，精确召回追溯精度可达到单个电芯级别，追溯时间不超过4小时信息化管理工具应用锂电池工厂信息化系统架构•ERP系统管理订单、物料、成本•MES系统管理生产计划、工艺参数、质量数据•WMS系统管理仓储、物流、库存•LIMS系统管理实验室测试数据•PLM系统管理产品设计和工艺文件环保与安全合规要求国家及行业安全标准废弃物处理与回收流程锂电池生产必须遵循的主要标准锂电池生产过程中产生的主要废弃物及处理方式《电动汽车用锂离子动力电池安全要求》废电解液危险废物，专业机构回收处理•GB/T41796-2022•HW06《电动汽车用动力蓄电池安全要求》废极片含有重金属，需专业回收•GB38031-2020•《电动汽车用动力蓄电池安全性要求及试验方法》废隔膜一般工业固废，可回收处理•GB/T31485-2015•《电动汽车用锂离子动力电池包规格尺寸》溶剂回收再利用，回收率可达以上•GB/T36276-2018•NMP95%《电动汽车用锂离子蓄电池》废气经活性炭吸附、催化燃烧等处理后达标排放•QC/T743-2006•《联合国危险货物运输试验和标准手册》废水经中和、沉淀、过滤等处理后达标排放•UN

38.3•这些标准规定了锂电池的安全性能要求、测试方法和认证程序企业必须取得相关认证后方可生产销售报废电池回收体系建立逆向物流系统，从消费者回收至专业处理机构，分解回收有价金属如钴、镍、锂等，回收率可达以上90%危险品运输规定员工职业健康保护锂电池属于第类危险品，运输需遵循锂电池生产涉及的主要职业健康风险及防护措施9分类按锂离子电池锂离子电池与设备包装在一起分类溶剂接触对呼吸系统和皮肤有害，需配备活性炭口罩、防护手套•UN3480/UN3481/•NMP包装要求采用符合标准的包装，防止短路电解液接触腐蚀性，需配备防化手套、防护眼镜•UN•标识要求危险品标签、操作标签、编号清晰可见金属粉尘长期吸入有害，需配备防尘口罩•UN•分类运输不同荷电状态电池分开运输噪声高噪声设备区域需配备耳塞或耳罩•SOC•温度控制运输环境温度℃℃辐射射线检测区域需采取辐射防护措施•-20~55•X•文件要求危险品运输声明、安全数据表SDS等职业健康管理定期体检每年1次、岗前培训、作业场所有害因素监测每季度1次、职业病危害告知、应急处置培训等建立职业健康档案，保存至员工离职后年特殊规定超过的锂电池必须为类包装，且需专用车辆运输；航空运输有更严格限制，须遵循30100Wh IIIATA规定DGR新材料与技术趋势高镍及硅碳负极应用NMC811高镍三元材料是目前能量密度最高的商业化正极材料之一NMC811能量密度可实现电池级•270-300Wh/kg成本优势减少钴含量，降低材料成本•技术挑战热稳定性差，需加强安全设计•工艺要求生产环境露点℃，防止与空气中水分反应•≤-40硅碳负极技术进展理论容量硅理论容量远高于石墨•4200mAh/g372mAh/g智能制造与自动化升级商业化进展硅碳复合负极硅含量已开始量产•5-10%主要挑战硅材料体积膨胀率高，影响循环寿命•300%锂电池制造正向智能工厂转型解决方案纳米硅、硅氧化物、硅碳复合等结构设计•数字孪生建立虚拟工厂模型，实现生产过程实时监控和优化•固态电解质与全固态电池机器视觉应用于极片外观检测，缺陷检出率•

99.5%物流实现工厂内物料自动配送，提高物流效率以上固态电池是未来技术发展方向•AGV30%机器人应用涂布、分切、注液等工序实现机器人作业•安全性优势不含易燃液态电解液，本质安全•技术实现全流程数据采集与智能分析•5G+AI能量密度理论可达以上•500Wh/kg典型自动化工厂人均产能提升倍，良品率提高个百分点商业化进展半固态已小批量生产，全固态处于示范阶段3-51-2•技术路线电池能量密度与寿命提升技术•氧化物固态电解质高安全性，但离子电导率低•提升电池性能的新技术硫化物固态电解质电导率高，但对水敏感•预锂化技术补偿首次不可逆容量损失，提高能量密度聚合物固态电解质柔性好，但需高温工作•5-10%•双层涂布实现单面厚度以上，提高体积能量密度•180μm高压电解液使用、等添加剂，提高高电压稳定性•FEC VC快充技术新型电解液添加剂与电极结构设计，实现分钟快充•15长寿命技术纳米包覆、浓度梯度正极等技术提升循环寿命•低温技术特殊电解液配方，改善℃低温性能•-30复合铜箔技术优势62%

8.8%

38.5%减重效果能量密度提升成本节约传统铜箔厚度为，密度高，占电池重量的大部分复合铜箔中间层替代部分铜在电池总重量减轻的情况下，活性物质比例相应提高，能量密度提升约对于铜材料价格高昂，替代部分铜材料后，集流体成本降低按一般电池计算，每8-12μm PET

8.8%

38.5%18650材料，大幅减轻重量，同时保持优良导电性减重相当于电池总重量减少约，直接的电池，意味着可达到，是实现高能量密度的重要途径节电池可节约元成本，规模化生产后成本优势明显同时减少了对铜资源的依赖，62%5-8%300Wh/kg326Wh/kg

0.15-

0.2提升重量能量密度符合可持续发展要求复合铜箔结构及安全性提升PET复合铜箔采用三明治结构顶层铜箔中间层底层铜箔这种结构具有显著的安全优势PET1-2μm+PET10-15μm+1-2μm短路阻断中间绝缘层可有效阻断内部短路的传播•热失控抑制即使局部区域发生短路，也不会扩散至整个电池•穿刺试验采用复合铜箔的电池在针刺试验中不起火、不爆炸•机械强度复合结构提高了集流体的机械强度，减少极片破损风险•市场应用及产业链布局复合铜箔技术已开始在高端电池领域应用电动汽车特斯拉、比亚迪等高端车型电池开始采用•消费电子高端笔记本、智能手机率先应用•储能领域对安全性要求高的家用储能产品•自动化设备与智能工厂1关键设备自动化水平现代锂电池工厂自动化程度已达到很高水平•前端制造涂布、辊压、分切等设备自动化程度95%，人工仅负责设备监控•中段组装卷绕/叠片、焊接、注液等工序自动化程度90%•后段测试化成分容全自动化，测试数据自动采集与分析•物流系统采用AGV智能物流车，自动配送物料设备互联互通程度高，可实现全线贯通运行关键设备采用闭环控制系统，如涂布机实时测厚并自动调整2生产线数字化监控数字化监控系统覆盖生产全过程•参数监控所有工艺参数实时采集，超限自动报警•视觉监控高速相机实时检测产品外观，精确识别缺陷•质量监控自动检测站实时监测产品质量•能耗监控精确监控每条产线、每台设备能耗•环境监控温湿度、洁净度、静电等实时监测监控系统采用三级架构现场层、控制层、管理层，构建完整的数据闭环可视化大屏幕展示关键指标，方便管理决策3机器人应用与柔性制造锂电池工厂广泛应用各类机器人•六轴工业机器人用于物料搬运、装配、焊接等•SCARA机器人用于精密取放、组装•协作机器人与人共同完成复杂操作•AGV智能物流车厂内物料配送•检测机器人自动巡检、质量检测柔性制造系统可快速切换不同型号产品生产，如产线可在2小时内完成从圆柱18650到21700型号的切换，满足多品种小批量生产需求4工厂信息系统集成智能工厂信息系统全面集成•ERP企业资源计划管理订单、物料、成本•MES制造执行系统控制生产过程、调度资源•WMS仓储管理系统管理原材料和成品库存•QMS质量管理系统控制产品质量•EMS能源管理系统优化能源使用•APS高级计划排程系统优化生产计划系统间实现无缝集成，数据实时共享工业互联网平台连接设备、系统和人员，形成数据驱动的决策体系工厂利用数字孪生技术，可在虚拟环境中进行生产模拟和优化生产现场管理要点管理与现场规范5S锂电池工厂5S管理是现场管理的基础

1.整理Seiri区分必要与非必要物品，移除不需要的物品

2.整顿Seiton物品定位定置，标识清晰，取用方便

3.清扫Seiso工作场所和设备保持清洁，防止污染

4.清洁Seiketsu标准化清洁程序，定期检查

5.素养Shitsuke培养良好习惯，持续改进现场管理规范•物料管理先进先出，防止混批混料•工位布局人机工程学设计，提高效率•标识系统颜色编码，视觉管理•通道管理主通道、消防通道严禁堆放物品生产安全巡检安全巡检制度•班组巡检每班1次，关注设备运行状态、安全隐患•主管巡检每天1次，重点检查关键工序和设备•管理层巡检每周1次，全面检查安全管理状况设备维护与保养•专项巡检针对高风险区域，如注液、化成区巡检内容设备安全装置、消防设施、应急通道、个人防护、作业环境、危险品管理等巡检采用电子化系统，实现问题闭环管理设备管理采用TPM全面生产维护理念•日常保养操作者每班进行清洁、润滑、紧固等•定期保养按计划进行预防性维护•一级保养每周，检查调整、更换易损件•二级保养每月，部件检查、精度校准•三级保养每季，全面检修•预测性维护利用振动分析、热成像等技术预测故障•改善维护针对设备缺陷进行改进关键设备配备备件库，维修响应时间控制在30分钟内设备OEE综合效率控制目标85%员工操作培训与考核员工培训采用双证上岗制度•理论培训工艺原理、质量标准、安全要求等•实操培训师傅带徒弟，逐步掌握操作技能•考核认证理论考试+实操考核，合格后发放上岗证常见生产问题及解决方案12涂布不均、浆料结块电极破损、叠片错位问题表现问题表现•涂层厚度偏差大±5μm•极片边缘撕裂或破损•涂层表面有条纹、气泡或结块•叠片/卷绕过程中极片位置偏移•边缘效应明显，厚度不均•极耳变形或折断主要原因主要原因•浆料粘度不稳定或过高•极片强度不足•浆料搅拌不均匀•设备张力控制不当•涂布机刮刀磨损或调整不当•对齐系统精度不足•涂布速度过快或张力控制不良•操作不规范解决方案解决方案•严格控制浆料配方和混合工艺•优化电极配方，提高结合强度•增加浆料过滤环节，使用200目滤网•调整辊压参数，确保适当压实密度•定期检查更换刮刀，保持锋利•设备张力系统定期校准•优化涂布速度和张力参数•使用视觉系统实时监控极片位置•应用涂布厚度在线监测系统•建立标准操作规程SOP34注液不充分、封装漏气形成化成异常及修正问题表现问题表现•电解液分布不均匀•首次充电平台异常•电池容量低于预期•容量低于预期•封装后电池漏液或鼓胀•内阻过高主要原因•自放电率高•真空度不足主要原因•注液量不准确•电解液浸润不充分•注液孔位置不当•形成化成电流过大•焊接或热封参数不合适•温度控制不当解决方案•SEI膜形成不理想•提高真空度，延长真空浸润时间解决方案•优化注液量，可采用多点注液技术•延长电解液浸润时间•调整注液点位置，确保均匀分布•降低首次充电电流

0.05C•优化焊接参数，确保密封性•严格控制化成温度25±2℃•增加氦气检漏工序•优化化成曲线，采用阶梯充电质量异常案例分享案例电池容量衰减过快案例热失控诱发火灾案例生产线设备故障影响产能123问题描述某批次18650电池在客户使用中发现循环300次后容量保持率低于70%，远低于80%的问题描述某工厂化成区一台设备突发火灾，涉及48个在测电池，幸无人员伤亡问题描述某电池工厂涂布机频繁故障，月故障率达15次，严重影响产能设计指标原因分析原因分析原因分析通过电池拆解和电化学分析发现

1.事故源头为一个软包电池，X光检测发现内部有金属异物

1.设备运行参数不合理，长期高速运转

1.负极SEI膜异常增厚，消耗了大量锂离子

2.化成过程中金属异物刺穿隔膜，造成内部短路

2.维护保养不到位，关键部件磨损严重

2.电解液中水分含量超标32ppm，标准20ppm

3.设备温度监测系统延迟报警，未能及时切断电源

3.操作人员技能不足，应急处理不当

3.电解液中HF含量过高，腐蚀了正极材料

4.相邻电池因热量传递相继发生热失控

4.原厂配件供应周期长，维修延误改进措施改进措施改进措施

1.加强电解液水分控制，真空干燥时间延长8小时

1.增加X光在线检测设备，100%检测电芯内部异物

1.优化设备运行参数，高速运行不超过8小时/天

2.增加电解液进厂检验项目，新增Karl Fischer水分测试

2.改进隔膜材料，采用陶瓷涂层隔膜提高耐热性

2.建立设备健康档案，实施预测性维护

3.优化电解液添加剂配方，增加HF捕获剂

3.化成设备增加快速温度检测系统，温升5℃/分钟立即断电

3.加强操作人员培训，提升维护技能

4.改进化成工艺，优化首次充放电曲线

4.改进电池间隔离设计，防止热量传递

4.建立关键备件库，确保48小时内修复效果验证改进后批次循环300次容量保持率85%，超过设计要求

5.增设自动消防系统，采用水雾+干粉组合灭火

5.引入设备远程诊断系统，专家在线支持效果验证改进后一年内无类似事故发生效果验证设备月故障率降至3次以下，OEE提升15%经验总结与预防措施从以上案例可总结出关键经验

1.源头控制至关重要，原材料质量和工艺参数必须严格把控

2.设备维护需从被动维修转向预测性维护，防患于未然

3.安全管理需层层设防，建立多重保障机制

4.质量问题分析需深入本质，避免表面处理员工安全培训与文化建设安全意识培养锂电池工厂安全意识培养体系•入职安全教育8小时专业培训，考核合格后方可上岗•岗位安全培训针对不同工序的特定风险进行培训•安全警示教育通过案例分析，增强风险感知•定期安全会议每周班组安全会，每月部门安全会•安全知识竞赛每季度组织一次，提高参与度•安全宣传工厂内设置安全标语、展板、视频等培养员工四不伤害理念不伤害自己、不伤害他人、不被他人伤害、保护他人不受伤害强调安全第一的价值观，任何生产任务都不能以牺牲安全为代价定期安全演练工厂开展多种类型安全演练•消防演练每季度一次，全员参与•化学品泄漏演练每半年一次•电池热失控应急演练每半年一次•人员疏散演练每月一次•急救演练每季度一次演练后进行评估总结，找出不足并改进建立应急响应组织，明确各岗位职责关键岗位人员需掌握专业应急技能，如灭火器使用、心肺复苏等激励与奖惩机制安全生产激励机制•安全生产奖无事故班组/个人奖励•安全隐患举报奖发现并报告安全隐患有奖•安全改进奖提出安全改进建议并实施•安全标兵评选每季度评选安全标兵安全违规处罚机制•三级处罚制度口头警告、书面警告、经济处罚•严重违规停职培训、调离岗位•重大安全责任解除劳动合同未来锂电池工厂发展方向智能制造1绿色低碳2新材料技术3全球产业链协同4绿色制造与节能减排未来锂电池工厂将全面实施绿色制造•零碳工厂100%使用可再生能源，实现碳中和•水资源循环工业用水回收率95%，减少淡水消耗•溶剂回收NMP等溶剂回收率99%，减少VOC排放•废弃物管理实现90%以上废弃物资源化利用•生态设计产品设计阶段考虑全生命周期环境影响关键技术包括高效溶剂回收系统、废水零排放技术、余热回收利用等行业领先企业已开始建设碳中和示范工厂，如宁德时代已宣布2025年实现部分工厂碳中和，2060年前全面实现碳中和智能化与柔性生产智能化是锂电池工厂的必然趋势•工业

4.0实现设备、产品、系统全面互联•人工智能应用于质量预测、工艺优化、设备维护•数字孪生虚拟工厂与实体工厂同步运行•柔性生产快速切换不同产品，适应市场需求变化•无人工厂关键工序实现无人化操作新材料应用推广新材料将引领锂电池技术革新•高镍低钴正极降低钴使用量，提高能量密度•硅基负极替代传统石墨，提高容量•固态电解质提高安全性，实现高能量密度•新型集流体复合铜箔、铝箔，减重增效•功能性隔膜提高安全性和电池寿命预计到2030年，固态电池将占据高端市场20%以上份额，硅基负极渗透率将超过50%全球产业链协同发展未来锂电产业将呈现全球协同发展格局培训考核与能力提升入门级掌握基础知识，能在指导下完成简单操作操作级独立完成标准工序，处理常见问题专家级精通工艺技术，能培训指导他人创新级改进工艺，解决复杂问题，推动技术创新培训内容复习要点本次培训的关键复习要点包括•锂电池基础知识结构、原理、材料•生产工艺流程从原材料到成品的全流程•质量控制关键参数、检测方法、标准•安全操作风险识别、防护措施、应急处理•设备操作标准程序、故障排除•新技术趋势新材料、新工艺、新设备建议学员重点复习各工序的关键控制参数和质量标准，掌握工艺异常的处理方法，熟悉安全操作规程培训资料将通过企业学习平台提供，可随时查阅复习理论与实操考核安排考核分为理论考核和实操考核两部分•理论考核•形式闭卷笔试+在线测验•内容基础知识50%，工艺控制30%，安全规范20%•及格标准总分80分以上•实操考核•形式现场操作+情景模拟•内容设备操作、参数调整、异常处理、安全应急持续学习与技能提升路径•评分标准操作规范性40%，问题解决40%，安全意识20%员工技能提升路径考核时间安排理论考核在培训结束后第二天进行，实操考核在一周内完成不合格者可申请一次补考机会•技能等级认证从初级工到高级技师的五级认证体系•岗位轮换在不同工序轮岗，掌握多种技能典型锂电工厂案例分析宁德时代超级工厂介绍宁德时代CATL作为全球最大锂电池制造商，其超级工厂代表了行业最高水平•规模宁德基地占地面积超过

1.4平方公里，年产能超过100GWh•投资单个超级工厂投资约120-150亿元人民币•自动化工厂自动化率超过90%，关键工序100%自动化•人效单位产能人工需求比传统工厂降低60%以上•品质良品率达到

99.8%以上，远高于行业平均水平•能效单位产品能耗比传统工厂降低30%宁德时代采用灯塔工厂模式，以智能制造为核心，实现全流程数字化、可视化、智能化工厂布局采用产品导向型流水线，最大限度减少物流环节，提高生产效率先进工艺与设备应用宁德时代超级工厂应用多项先进工艺与设备•极片制造双面同时涂布技术，提高生产效率30%•叠片工艺高速精密叠片机，精度±

0.1mm，速度200片/分钟•智能物流AGV+立体仓库系统，实现物料全自动配送•数字孪生建立虚拟工厂模型，实时监控生产状态•激光焊接高精度激光焊接设备，焊缝一致性高•自动检测X光、视觉检测系统100%在线检测产能与质量管理经验宁德时代产能与质量管理的成功经验•标准化生产建立统一的全球制造标准，确保各工厂产品一致性•模块化设计生产线采用模块化设计，可快速复制扩产•质量追溯建立一物一码全过程追溯系统•大数据分析利用AI算法分析生产数据，预测质量问题•供应链管理核心材料自主可控，建立战略供应商体系•精益生产推行六西格玛管理，持续改进生产流程宁德时代采用质量优先策略，将质量控制前移，从源头预防质量问题建立了全员参与的质量文化，员工质量意识强，对问题零容忍创新实践分享宁德时代的创新实践•CTP技术电芯直接集成到电池包，省去模组环节，提高能量密度15-20%•麒麟电池集成式电池系统，系统能量密度提升13%•极速充电技术10分钟充电80%，解决快充难题•云BMS系统基于云计算的电池管理，实现远程监控和优化常用仪器与检测设备介绍电池内阻测试仪热成像仪与安全监测用于测量电池内部阻抗，是评估电池品质和健康状态的重要指标主要技术参数用于检测电池表面温度分布，发现潜在热点关键指标测量范围温度分辨率℃•

0.01mΩ-100Ω•

0.05测量精度±测温范围℃至℃•

0.5%•-20+650测量方法交流阻抗法图像分辨率×像素•1kHz•640480测试时间秒节成像速率•3/•30Hz高端内阻测试仪还具备电化学阻抗谱功能，可分析电池内部各组分阻抗先进系统配备识别算法，可自动识别异常温度模式，提前预警热失控风险常用于化成分容区安全监控EIS AI涂布厚度测量仪电镜与材料分析设备用于测量极片涂层厚度，确保涂布质量技术参数用于分析电池材料微观结构和成分，主要包括测量范围扫描电子显微镜观察材料表面形貌•1-500μm•SEM测量精度±透射电子显微镜观察晶体结构•1μm•TEM测量速度秒点射线衍射仪分析材料晶体结构•1/•X XRD测量方式射线、射线或光学方法射线荧光光谱仪分析元素组成•Xβ•X XRF在线测厚系统可实时监测涂布厚度，与涂布机联动自动调整，保证涂层均匀性这些设备主要用于研发和质量分析，帮助解决材料相关的技术问题射线检测设备自动化检测线简介X用于无损检测电池内部结构，发现异物、短路等缺陷技术参数锂电池自动化检测线集成多种测试功能•分辨率5-10μm•外观检测使用高速相机检测表面缺陷•穿透能力可穿透完整电池•尺寸测量激光测量系统，精度±

0.01mm检测速度秒节电压测试高精度电压表，精度±•3-10/•

0.5mV•缺陷识别AI算法自动识别•容量测试高精度充放电系统高端系统采用CT成像技术，可获得电池内部三维结构，精确定位缺陷位置•内阻测试交流内阻测试系统漏液检测真空测试或气密性测试•测试数据自动上传至系统，实现全过程质量追溯MES现场操作演示与注意事项关键工序操作规范锂电池生产关键工序标准操作要点

1.浆料制备•严格按配方称量原料，误差≤

0.1%•按规定顺序加料，控制搅拌速度和时间•取样检测粘度和固含量，确认合格

2.涂布操作•检查集流体张力，确保平整无皱褶•调整刮刀间隙，控制涂布厚度•设定干燥温度曲线，确保充分干燥

3.注液操作•确认电解液品质和温度25±2℃•设定真空度-

0.095MPa和时间≥30分钟•控制注液量，误差≤±

0.1g所有操作必须严格遵循SOP标准操作程序，不得随意变更工艺参数操作前确认设备状态，操作后记录关键参数设备启动与停机流程设备启动标准流程

1.设备外观检查，确认无异常

2.检查安全装置是否完好设备停机标准流程

3.按顺序打开电源、气源、水源

1.完成当前生产循环

4.系统自检，确认无报警

2.清理设备内物料

5.设置工艺参数，确认无误

3.按顺序关闭水源、气源、电源

6.空运行检查，确认运行正常

4.设备清洁，恢复工位整洁

7.开始正式生产

5.填写设备运行记录紧急停机时，可直接按下紧急停止按钮，然后按应急处理程序操作异常情况处理方法常见异常情况处理流程•设备报警

1.立即停止操作，记录报警代码

2.查阅设备手册，确认报警原因

3.按程序排除故障，必要时联系维修•工艺参数异常

1.暂停生产，隔离已生产产品

2.分析原因，调整参数

3.试生产验证，确认合格后恢复生产课程总结与答疑锂电基础知识生产工艺流程掌握电池结构、工作原理、材料特性，了解不同类型电池的优缺点理解从原材料到成品的完整工艺流程，熟悉每道工序的关键参数和和适用场景这些基础知识是进行后续学习的基石控制点，确保生产过程的稳定性和产品质量职业发展安全管理明确技能提升路径和考核标准，规划个人职业发展方向，持续认识锂电池的安全风险，掌握安全操作规程和应急处理方法，学习和进步，成长为行业专业人才建立安全第一的意识，保障人身和财产安全技术创新质量控制了解行业最新技术趋势和发展方向，掌握新材料、新工艺的应用知理解质量管理体系和控制方法，掌握常见质量问题的分析和解决技识，保持创新思维和学习能力巧，确保产品符合标准和客户要求本次培训课程系统介绍了锂电池生产的关键知识和技能，希望通过这次学习，各位学员能够全面了解锂电池产业现状和发展趋势•掌握生产工艺流程和质量控制方法•提高安全意识和应急处理能力•熟悉设备操作和故障排除技巧•了解新技术和新材料的应用前景•锂电池行业正处于快速发展阶段，机遇与挑战并存希望各位在今后的工作中能够不断学习和实践，为公司发展和行业进步贡献力量培训结束后，欢迎各位提出问题和建议，我们将安排专业人员进行解答。