锂电卷绕培训课件

锂电池卷绕工艺培训课件第一章锂电池基础知识锂离子电池发展历程与应用1970s-1980s1锂电池概念提出，基础理论研究阶段年21991Sony首次商业化量产锂离子电池2000s3磷酸铁锂等新材料广泛应用至今42010s-电动汽车推动技术快速发展锂离子电池作为当今最重要的储能技术之一，已广泛应用于消费电子、电动汽车、储能系统等领域从最初的手机电池到如今的电动汽车动力电池，锂电池技术经历了巨大的发展能量密度从最初的80-120Wh/kg提升至目前的200-300Wh/kg，循环寿命也从几百次增加到数千次主要应用领域•消费电子手机、笔记本电脑、平板等•电动汽车纯电动、混合动力车辆•储能系统家庭储能、电网储能锂电池核心组成结构正极材料负极材料提供锂离子源，决定电池能量密度接受并存储锂离子，影响循环性能常见材料三元材料NCM/NCA、磷酸铁锂LFP、钴酸锂主要材料石墨、硅基材料、钛酸锂LCO电解液隔膜传输锂离子的介质，影响安全性分离正负极，允许离子通过组成锂盐+有机溶剂+添加剂材料PE、PP、陶瓷涂层隔膜锂离子电池的工作原理基于锂离子在正负极材料之间的可逆嵌入与脱嵌过程充电时，锂离子从正极脱出，通过电解液和隔膜到达负极并嵌入；放电时过程相反这种摇椅式机制使得锂电池具有良好的循环性能和较高的工作电压（

3.6-

3.8V）电池容量=正极活性材料质量×比容量×利用率卷绕电池技术优势分析卷绕工艺特点卷绕电池是将涂有活性材料的正负极片与隔膜按一定顺序卷绕成圆柱形或扁平形电芯的制造工艺相比叠片工艺，卷绕具有生产效率高、设备投资相对较低、工艺相对简单等优点高生产效率工艺稳定性好连续卷绕过程，单位时间产能高参数控制相对简单，良率较高适用性广适合圆柱、软包、方形多种形态卷绕叠片工艺对比vs比较项目卷绕工艺叠片工艺优势方生产效率高中卷绕能量密度中高叠片锂电池内部结构详解正极隔膜通常采用铝箔作为集流多孔结构薄膜，厚度通体，涂覆三元材料或磷常12-25μm具有良好酸铁锂活性物质正极的离子传导性和电子绝决定了电池的能量密度缘性，是电池安全的重和工作电压要屏障负极电解液以铜箔为集流体，涂覆石墨等碳材料负极的容量匹配和SEI膜形成直接影响电池循环寿命第二章锂电池卷绕工艺详解本章将详细介绍卷绕工艺的各个环节，包括电极片准备、卷绕技术要点、质量控制方法等深入理解卷绕工艺原理，掌握关键参数控制技术，是提升电池制造质量的关键卷绕工艺完整流程电极片准备卷绕成型涂布、干燥、分切张力控制、速度匹配注液封装化成测试电解液注入、封装首次充放电、性能测试整个卷绕工艺流程需要严格的质量控制，每个环节都会影响最终电池的性能表现电极片的准备质量直接决定了卷绕的成功率，而卷绕过程中的张力控制、速度匹配则是保证电池内部结构完整性的关键卷绕机主要组成部分驱动系统张力控制系统提供稳定的卷绕动力实时监控调节极片张力对齐系统裁切系统确保极片精确对位精确控制极耳长度电极片制备工艺要求涂布工艺关键参数电极片的制备包括涂布、干燥、辊压、分切等多个步骤涂布质量直接影响电池的容量和循环性能涂层厚度均匀性要求控制在±2%以内，涂层密度需要达到设计要求±±2%5μm≤1%厚度均匀性分切精度水分含量涂层厚度偏差控制范围极片宽度控制精度要求干燥后极片水分残留分切工艺要点刀具选择使用高精度圆盘刀，刀刃锋利度直接影响切边质量分切速度根据材料特性调整，避免产生毛刺和粉尘张力控制保持适当的收放卷张力，防止极片变形环境控制控制湿度≤20%RH，温度20-25℃卷绕工艺核心技术张力控制速度匹配正极2-5N，负极1-3N，隔膜

0.5-2N各层线速度精确同步，误差

0.1%层数控制对齐精度根据容量需求精确控制卷绕圈数极片边缘对齐误差≤±

0.5mm张力控制是卷绕工艺的核心技术之一张力过大会导致极片拉伸变形，甚至断裂；张力过小则会造成卷绕松散，影响电池的机械强度和电化学性能现代卷绕设备通常采用PID反馈控制系统，能够实现±

0.2N的张力控制精度专业提示卷绕过程中需要特别注意极耳的处理极耳位置要准确，焊接区域要保持清洁，避免活性物质污染影响后续焊接质量关键工艺参数范围参数名称正极负极隔膜张力N2-51-

30.5-2线速度m/min10-5010-5010-50卷绕常见缺陷分析褶皱缺陷断裂缺陷错位缺陷成因张力不均或速度不匹配成因张力过大或材料缺陷成因对齐系统故障或操作不当影响降低能量密度15-25%影响内部短路风险增加影响容量损失5-15%预防优化张力曲线，提高速度同步精度预防严格控制张力上限，加强来料检验预防定期校准对齐系统，加强操作培训卷绕缺陷的产生往往是多因素综合作用的结果通过建立完善的过程监控体系，可以及时发现并纠正工艺偏差统计数据显示，80%的卷绕缺陷都可以通过适当的工艺优化得到解决现代化卷绕设备展示设备关键技术特点现代化卷绕机具有高精度、高效率、智能化的特点采用伺服电机驱动，配备视觉检测系统，能够实现全自动化生产设备投资通常在500-2000万元之间，产能可达到每小时100-500只电芯01自动上料机械手自动抓取极片和隔膜02精密卷绕多轴协调控制，确保卷绕质量03在线检测视觉系统实时监控卷绕过程04自动下料完成品自动输送到下一工序卷绕质量检测技术视觉检测系统张力监控系统厚度测量技术采用高分辨率工业相机和图像处理算法，使用高精度张力传感器实时监控各层极片激光测厚仪连续监测卷绕体厚度变化，精能够实时检测卷绕过程中的褶皱、错位、的张力变化，精度可达±

0.1N通过PID度达到±1μm异常厚度变化可以及时发断裂等缺陷检测精度可达到

0.1mm，检控制器自动调节张力，确保卷绕过程稳现褶皱、重叠等缺陷，避免不良品流入下测速度30m/min定一工序统计过程控制应用SPC通过SPC方法对关键工艺参数进行统计分析，建立控制图监控过程稳定性主要监控参数包括张力、厚度、对齐精度等当过程出现异常趋势时，系统会自动报警并指导操作员进行调整

99.5%95%85%缺陷检出率误检率控制自动化程度视觉系统对明显缺陷的识别率将合格品误判为不良品的概率整个检测过程的自动化比例工艺优化成功案例某知名电池制造商卷绕工艺改进项目改进前存在问题改进效果•卷绕不良率高达8%•张力控制不稳定，波动范围±1N3%•人工检测效率低，漏检率5%不良率•设备停机时间长，OEE仅75%解决方案从8%降至3%设备升级±1更换高精度伺服电机和张力控制器

0.2N张力精度工艺优化2控制精度提升5倍重新设计张力曲线和速度匹配算法自动化改造388%引入视觉检测和自动纠偏系统设备OEE整体效率提升13%通过系统性的工艺优化，该企业年产能提升了25%，单只电池制造成本下降了12%，实现了质量和效率的双重提升关键成功因素此次改进项目的成功关键在于1）全面的现状分析和问题识别；2）基于数据的解决方案设计；3）分阶段实施和持续优化；4）全员参与和技能提升这个案例为行业内其他企业提供了宝贵的经验参考第三章安全规范与故障处理锂电池制造过程中的安全管理至关重要本章将全面介绍锂电池的安全风险、预防措施、故障诊断和应急处理方法，帮助建立完善的安全管理体系锂电池安全风险全面分析热失控1过充过放2机械损伤3制造缺陷4环境因素5热失控是锂电池最严重的安全风险，一旦发生将导致电池温度急剧升高（可达800°C以上），伴随有毒气体释放和火灾爆炸风险热失控的触发温度通常在130-200°C之间，具体取决于电池的化学体系和设计相关国际安全标准标准名称适用范围主要测试项目UN

38.3运输安全高度模拟、热测试、振动、冲击、外短路、撞击、过充电、强制放电UL2054家用电器异常充电、短路、机械冲击、温度循环IEC62133便携设备外短路、过充电、强制放电、热滥用、挤压、针刺GB31241便携设备中国重物冲击、热滥用、过充电、短路、针刺、挤压警告卷绕过程中的金属异物混入是导致内部短路的主要原因之一必须严格执行异物管控措施，定期检查设备清洁度卷绕过程安全控制体系防静电措施消防安全工作台接地电阻10ΩD类金属火灾专用灭火器人员防静电服、手套、鞋具自动烟雾检测报警系统环境湿度控制30-70%RH应急疏散通道畅通机械安全环境控制设备安全光栅保护温度20±5℃紧急停止按钮设置湿度≤50%RH防护罩和安全门联锁洁净度Class10,000安全培训是预防事故的基础所有操作人员必须接受不少于40小时的安全培训，包括理论学习和实操演练培训内容涵盖锂电池基本安全知识、应急处理程序、个人防护用品使用等应急预案关键要素预警系统风险识别多级预警，分级响应机制建立详细的风险清单和评估矩阵恢复重建应急响应事故后的调查分析和改进措施明确责任分工和处置流程安全投入与产出比通常为1:4，即每投入1元安全成本，可避免4元的事故损失卷绕故障诊断与处理故障诊断流程图故障现象观察收集异常现象和数据初步原因分析运用鱼骨图等工具分析验证测试通过实验验证推测原因根本原因确认确定真正的根本原因改进措施实施制定并执行纠正预防措施常见故障类型及处理故障现象可能原因处理方法电极短路异物混入、隔膜破损加强清洁、检查隔膜质量容量衰减卷绕不良、电解液不足优化工艺参数、检查注液量内阻异常接触不良、极片缺陷检查极耳焊接、重新卷绕故障处理工具箱万用表测量电压、电阻、电流内阻测试仪快速检测电池内阻显微镜观察微观缺陷X射线检测无损检测内部结构电池安全测试方法详解针刺测试挤压测试热滥用测试使用直径3mm的钢针以25±5mm/s的速度穿透将电池放置在两个平板间，以13kN或电池厚度将满充电池置于恒温箱中，以5±2℃/min的速度电池，观察是否发生起火或爆炸测试温度通常变形至50%的压力进行挤压测试速度为从室温升至130℃，观察电池的热稳定性和安全为20±5℃，针刺深度需完全穿透电池5±1mm/s，保持压力5分钟后观察安全性能性表现测试标准要求对比测试项目GB31241UL2054判定标准针刺测试必须可选不起火、不爆炸挤压测试必须必须不起火、不爆炸重物冲击必须必须不起火、不爆炸、不漏液过充测试必须必须不起火、不爆炸测试提示安全测试应在专业测试机构进行，测试环境需要具备完善的防护措施和应急设施测试数据将作为产品安全认证的重要依据针刺测试安全标准测试设备要求测试判定标准针刺针φ3mm±

0.1mm钢针，表面光滑夹具固定电池样品，确保稳定速度控制25±5mm/s穿刺速度温度监测实时记录电池表面温度防护罩防止测试过程中的飞溅00测试环境条件测试应在通风良好的专用实验室进行，环境温度20±5℃，相对湿度45~75%实验室应配备有毒气体检测仪、自动灭火系统等安全设施起火次数爆炸次数整个测试过程不允许起火整个测试过程不允许爆炸6h观察时间针刺后持续观察6小时异常现象记录测试过程中需详细记录以下现象冒烟时间、最高温度、是否漏液、外观变化等即使未发生起火爆炸，也要对异常现象进行分析，为产品改进提供依据针刺测试是模拟电池在极端滥用条件下的安全性能，虽然在实际使用中很少发生，但对于验证电池设计的安全余量具有重要意义绿色制造与可持续发展节能降耗设备能耗优化材料回收废料分类回收利用水资源管理循环用水系统绿色认证ISO14001环境管理清洁生产减少污染排放绿色制造是锂电池行业的发展趋势通过实施清洁生产技术，可以显著降低生产过程中的环境影响研究表明，采用绿色制造技术的企业，能耗可降低20-30%，废料产生量减少40-50%节能措施实施效果企业社会责任作为新能源产业的重要组成部分，锂电池制造企业应积极承担社会责任建立完善的环境管理体系，定期发布可持续发展报告，主动接受社会监督•制定明确的环保目标和时间表•建立供应商环保评价体系•开展员工环保意识培训•参与行业环保标准制定智能制造技术发展趋势人工智能应用机器学习算法优化工艺参数，预测性维护降低停机时间，智能质检系统提高检测精度AI技术的应用将使制造过程更加智能化和自动化数字孪生技术建立生产线的数字化模型，实现虚拟仿真和优化通过数字孪生技术，可以在不影响实际生产的情况下测试新工艺和优化参数工业互联网平台设备互联互通，数据实时共享，远程监控和诊断工业互联网将打通产业链上下游，实现协同制造和柔性生产未来卷绕技术展望未来的卷绕技术将更加注重精度、效率和柔性预计到2030年，卷绕设备的精度将提升至±

0.05mm级别，生产效率提高50%以上，设备智能化程度达到90%12024-2025视觉检测普及，自动纠偏技术成熟22026-2027AI质检系统大规模应用32028-2030全自动无人化卷绕产线实现现场操作实训要点010203设备开机检查材料准备装载参数设定调试检查设备状态、安全装置、润滑系统确认材料规格、检查外观质量、正确装载设置张力、速度等关键参数并试运行0405生产过程监控质量检验记录实时观察卷绕状态，及时发现异常完成品检验、数据记录、问题处理关键操作要领材料处理轻拿轻放，避免划伤和弯折参数调整逐步调整，避免突然改变异常处理立即停机，查明原因后处理安全防护正确佩戴防护用品，遵守操作规程常见操作误区•忽视材料预处理，直接上机操作•参数调整过于激进，引起工艺波动•发现异常不及时处理，造成批量不良质量管理体系建设体系策划体系实施识别过程、确定要求、制定目标建立程序、培训人员、运行体系持续改进监控测量内审管评、纠正预防、优化提升过程监控、产品检验、数据分析质量管理体系是确保产品质量稳定的基础ISO9001和IATF16949是行业广泛采用的质量管理标准，要求建立完善的文件体系、过程控制和持续改进机制关键质量指标质量指标目标值现状改进方向首次通过率≥98%

95.2%工艺优化客户满意度≥95%

92.8%服务提升准时交付率≥99%

97.5%计划优化客户投诉率≤10ppm15ppm质量控制工艺参数标准化管理标准作业指导书制定SOP标准化是确保工艺稳定性的重要手段每个关键工艺步骤都应建立详细的SOP，包括操作步骤、参数设置、检查要点、异常处理等内容SOP应定期更新，确保与实际生产保持一致123卷绕张力设定卷绕速度控制对齐精度要求正极张力

3.5±

0.5N最大速度35m/min极片对齐±

0.5mm负极张力

2.0±

0.3N加速时间5秒内达到设定速度隔膜居中±

0.3mm隔膜张力

1.0±

0.2N同步精度各轴速差

0.1%检测方法视觉检测系统调整频率每批次开始前检查检查周期每班次开始前校准纠偏方式自动伺服调节关键设备保养计划保养项目日保养周保养月保养张力传感器清洁检查精度校验深度校准导向轮系统润滑点检更换润滑脂轴承检查收放卷机构运行状态检查传动系统保养电机维护视觉检测系统镜头清洁光源检查标定校准设备保养投入与产出比例约为1:5，即每投入1元保养费用，可避免5元的维修成本和停机损失技术交流与经验分享常见技术难题讨论问题卷绕过程中出现褶皱如何处理？问题如何提高卷绕对齐精度？问题新设备调试需要注意什么？专家解答褶皱通常由张力不均或速度不匹现场经验除了设备校准外，原材料的平整实践建议设备安装后应进行48小时连续运配造成建议首先检查张力传感器校准状度和分切质量也很关键建议与供应商协作行测试，重点验证重复性和稳定性建议邀态，然后调整各层张力配比，必要时重新设改善来料质量，同时定期维护对齐检测系请设备厂商工程师现场指导，确保参数设置定速度曲线统正确最佳实践分享技术发展建议预防性维护建立设备健康档案，基于数据制定保养计划操作员培训实施师傅带徒弟制度，传承操作经验建议企业加强与高校和科研院所合作，跟踪前沿技术发展同时积极参与行业工艺优化定期开展小组改善活动，鼓励员工提出改进建议标准制定，提升企业在行业中的影响力和话语权质量追溯建立完善的批次管理和追溯体系成功案例某企业通过建立技术创新奖励机制，员工改进提案数量增加了200%，其中30%得到实施，为企业带来显著的效益提升学习资源与技术文献专业书籍推荐国际标准文献在线学习平台•《锂离子电池制造技术》-清华大学出版社•IEC62133:便携式密封二次电池•Battery University英文•《电池工艺学》-化学工业出版社•UN

38.3:危险货物运输测试•中国电池网技术频道•《新能源电池技术》-机械工业出版社•UL2054:家用和商用电池标准•新能源汽车人才网重要技术期刊期刊名称发表频次影响因子Journal ofPower Sources月刊

9.2电池工业双月刊国内核心储能科学与技术双月刊国内核心Electrochimica Acta半月刊

6.6持续学习是技术进步的基础建议技术人员每月至少阅读2-3篇专业文献，及时了解行业最新发展动态企业也应建立内部技术交流机制，定期举办技术研讨会和经验分享会知识更新周期在新能源行业约为2-3年，技术人员需要不断学习才能跟上技术发展步伐培训课程总结与展望理论基础工艺技术深入了解锂电池工作原理、结构组成和关键性能指标，为工艺操作奠定坚实基础全面掌握卷绕工艺流程、关键参数控制和质量检测方法，具备独立操作能力安全管理持续改进建立完善的安全意识，熟悉各种安全规范和应急处理程序，确保生产安全培养质量意识和创新精神，具备发现问题、分析问题和解决问题的能力本次培训涵盖了锂电池卷绕工艺的全方位知识，从基础理论到实际操作，从质量控制到安全管理，为学员提供了系统完整的技术体系希望大家能够将所学知识应用到实际工作中，不断提升技术水平和工作质量未来发展方向数字化转型自动化升级智能制造、数据驱动无人化产线、柔性制造绿色制造技术创新清洁生产、循环经济新材料、新工艺核心要点回顾•卷绕工艺是电池制造的核心技术环节•张力控制和速度匹配是工艺成功的关键•安全管理始终是第一要务•持续改进是提升竞争力的必由之路致谢与结语感谢各位学员的积极参与和认真学习！学员贡献团队协作行业支持感谢每位学员在培训过程中的积极参与、深入思考感谢培训组织团队的辛勤工作，从课程设计到现场感谢行业专家和企业同仁的大力支持，提供了宝贵和踊跃提问你们的学习热情和专业精神让这次培服务，每一个细节都体现了专业水准团队协作让的技术资料和实践经验分享，为培训内容的丰富和训更加充实和有意义这次培训得以顺利进行深入做出了重要贡献教育的目的不是填满桶，而是点燃火焰希望这次培训能够点燃大家对锂电池技术的热情，在未来的工作中发光发热后续服务承诺培训结束不是终点，而是新的起点我们将继续为学员提供以下支持技术咨询提供为期一年的免费技术咨询服务资料更新定期发送最新技术资料和行业动态交流平台建立学员微信群，促进经验交流进阶培训优先参加高级技术培训课程联系方式与未来合作培训讲师联系方式主讲专家团队李教授-电池工艺专家li.prof@batterytech.com138-0000-1234王高工-设备技术专家wang.engineer@equipment.com139-0000-5678技术支持团队未来合作机会7×24小时技术热线400-888-9999定制化培训技术支持邮箱support@batterytraining.com根据企业需求定制专业培训方案在线服务平台www.batterytech-online.com技术咨询提供工艺优化和技术改进建议设备选型协助设备选型和技术方案评估标准制定参与行业标准和规范制定工作特别提醒培训证书将在课程结束后一周内发放，请保持联系方式畅通证书具有行业认可度，可作为技术能力证明使用携手共创锂电池技术美好未来！让我们以专业的技术、严谨的态度、创新的精神，为新能源事业发展贡献力量，共同书写锂电池技术发展的新篇章！。