鋰離子電池生產的質量管理措拖

侯遠強

摘要：隨著改革開放以來中國市場經濟的迅速發展以及產品市場導向的不斷加強，世界級制造工廠備受關注，并且制造行業急需質量管理水平的提高。鋰離子電池的迅速發展使得電池行業對質量的要求越來越高。文章對鋰離子電池的質量問題進行了分析，對其中的問題和質量管理方法進行了說明，為優化鋰離子電池的加工工藝、提升鋰離子電池的質量和成品率提供強有力的保障。通過本文研究，為鋰離子質量管理體系提供了一套有效改進方案，而且對于同類型的電池生產質量管理具有一定的理論意義和實踐意義。

關鍵詞：質量管理；鋰離子電池；材料管理

經過多年的技術儲備，中國的鋰離子電池工藝己經取得顯著進步，鋰離子電池不僅應用于數碼產品行業，更是廣泛的應用于私家車和大巴車系統，也使得電動汽車走進了千家萬戶。鋰離子電池的迅猛發展，推動了鋰離子電池行業的繁榮，使其更具市場競爭力。但是國產鋰離子電池在生產工藝和制造過程的控制上尚待完善，其成品率較低，所以提升國產鋰離子電池的質量迫在眉睫。本文對鋰離子電池生產的質量管理方面提出問題和解決措施。

一、鋰離子電池原材料的質量監管

（一）銅箔的質量管理

電解銅箔往往會出現外觀花紋和色差，以及外觀凹凸點的質量問題。因為其在制造過程和存儲過程中，它們的加工工藝和存儲環境不同。

銅箔的外觀花紋有多種表現形式，有條紋狀花紋、人字形花紋、邊緣局部條狀花紋，這些不良品的產生和銅箔的多個制造工序有關。生箔過程的防氧化后的水洗能力不足或者噴嘴堵塞，防氧化液濃度低，防氧化電流不穩定等都會造成外觀花紋以及外觀色差問題。銅箔分切設備的輥表面臟污、設備漏油、員工用手直接觸摸銅箔都會造成銅箔外觀臟污。這類不良電解銅箔會造成鋰離子電池的極片粘結力不均勻，影響鋰離子電池的循環性能。因此，要解決這類外觀問題，需要做下而幾項控制：控制生箔工序的電流，使電流值穩定在工藝范圍內；控制防氧化液的配比，使得濃度在合格范圍；生產過程中每隔1小時對水洗噴嘴進行巡檢，發現噴嘴堵塞，立即維修設備，并對不良銅箔進行標示，在分切時將不良品去除，防止不良的銅箔流出到客戶手里。

關于鋰離子外觀凹凸點的質量問題方面，因為銅箔制造工藝的生箔和分切工序對環境潔凈度要求較高，鋰離子電池使用的銅箔，非常薄，硫酸銅溶液中的異物和空氣中的粉塵，以及收卷軸上的異物都能造成銅箔表面出現凹凸點。這類銅箔在制作鋰離子電池時，會發生涂布機的噴頭刮蹭到凹凸點致使涂覆工序斷帶，生產停產。輕微的凹凸點，不容易被員工識別，涂覆極片后存在導電性不一致的問題，做成鋰離子電池后，會造成電池內阻高。所以銅箔的制造過程要嚴格控制粉塵，具體做法為：在溶銅工序增加3道精密過濾控制，徹底濾掉電解液中的雜質；在生箔和分切工序安裝粉塵測試儀，使得車間粉塵度在十萬級以內；規范車間員工通道和物流通道，將兩種通道分開管控。以上方法的執行，可以有效降低異物造成的銅箔凹凸點，提升銅箔的成品率。

（二）正極材料的質量管理

鋰離子電池的關鍵核心材料之一是正極材料，其性能直接影響了鋰離子電池的各項性能指標，相比于鋰離子電池的其他原材料，正極材料的品種更加多樣化，生產工藝也更加復雜，出現問題的風險也就更大，因而對其質量管理的要求也就更高。

當正極材料中混入金屬異物時，應從人員管控方面人手改進，比如禁止員工攜帶金屬異物進入車間，禁止佩戴首飾，員工進入車間時應穿工作服、工作鞋，戴手套避免接觸金屬異物后再接觸粉料。此外在車間制度方面，要建立完善的監督檢查機制，培養員工對待產品的質量意識，使其自覺遵守并維護車間環境。

當正極材料水分超標時，制成電池后，其容量、內阻、循環和倍率等都會受到影響，因此正極材料的水分和金屬異物一樣要作為重點管控項目。當產線設備的自動化程度越高，粉料在空氣中暴露的時間就越短，水分引入也就越少。此時應采取的措施是推動材料供應商提高設備自動化程度，如實現全程管道輸送，監控管道露點，安裝機械手實現自動的裝料、下料。生產車間的溫濕度也是一項重點管控指標，大多數材料供應商會重點關注燒結工序之后的水分控制，他們認為1000度左右的燒結溫度可以除去粉料中的大部分水分，只要嚴格控制燒結工序之后到包裝這個階段的水分引入，基本可以保證材料水分不超標。當然燒結工序之前也是需要控制水分的，因為如果前工序水分引入過多，燒結效率和材料的微觀形態都會受到影響。此外，包裝方式也是很重要的，鋁塑袋抽真空的包裝方式被大部分材料供應商采用，目前看來這種方式也是比較經濟有效的。

二、生產質量分級管理

為保障鋰離子電池生產質量的提高，確立有效的質量管理體系，將其生產質量分四個等級，根據質量管理水平的高低，將這些產品分為四個級別：一級為檢查級別，二級為保證級別，三級為預防級別，四級為完美級別。

第一級別：檢查級別，只是通過檢驗等簡單的程序來保證產品的質量。在產品制造完成后，由專業的檢驗員根據已有的規范核查產品是否合格。

第二級別：保證級別，在產品制造過程中就已開始注意保證產品的質量，制造部門需要實現質量目標。工藝和流程等參數應該在制作流程中被優先關注，制造領域應該是質量管理的重心。

第三級別：預防級別，實際上，產品設計很大程度上影響產品質量。在設計這一級別產品時，就要考慮到這種影響，由于在第三級別加強了對鋰離子電池工序的控制，鋰離子電池生產過程處于受控狀態，所以能相應大幅度降低鋰離子電池質量成本并提高了鋰離子電池的質量。

第四級別：完美級別，質量受到極大的關注。培養每個員工的質量管理責任意識，使提升產品質量的方法被每位員工努力尋求。企業客戶是公司產品面向的一致目標，爭取鋰離子電池制造的各個流程都得到最大限度地優化。

三、結語

該文闡述了鋰離子電池生產過程中常見的問題形式，結合調查對這些常見問題的質量管理方法進行了歸納、總結，說明了質量管理對提升鋰離子電池生產品質的重要性，給出了生產質量管理的分級方法，為鋰離子電池生產的質量管理提出有效措施。

參考文獻：

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