锂离子电池生产的质量管理措拖

侯远强

摘要：随着改革开放以来中国市场经济的迅速发展以及产品市场导向的不断加强，世界级制造工厂备受关注，并且制造行业急需质量管理水平的提高。锂离子电池的迅速发展使得电池行业对质量的要求越来越高。文章对锂离子电池的质量问题进行了分析，对其中的问题和质量管理方法进行了说明，为优化锂离子电池的加工工艺、提升锂离子电池的质量和成品率提供强有力的保障。通过本文研究，为锂离子质量管理体系提供了一套有效改进方案，而且对于同类型的电池生产质量管理具有一定的理论意义和实践意义。

关键词：质量管理；锂离子电池；材料管理

经过多年的技术储备，中国的锂离子电池工艺己经取得显著进步，锂离子电池不仅应用于数码产品行业，更是广泛的应用于私家车和大巴车系统，也使得电动汽车走进了千家万户。锂离子电池的迅猛发展，推动了锂离子电池行业的繁荣，使其更具市场竞争力。但是国产锂离子电池在生产工艺和制造过程的控制上尚待完善，其成品率较低，所以提升国产锂离子电池的质量迫在眉睫。本文对锂离子电池生产的质量管理方面提出问题和解决措施。

一、鋰离子电池原材料的质量监管

（一）铜箔的质量管理

电解铜箔往往会出现外观花纹和色差，以及外观凹凸点的质量问题。因为其在制造过程和存储过程中，它们的加工工艺和存储环境不同。

铜箔的外观花纹有多种表现形式，有条纹状花纹、人字形花纹、边缘局部条状花纹，这些不良品的产生和铜箔的多个制造工序有关。生箔过程的防氧化后的水洗能力不足或者喷嘴堵塞，防氧化液浓度低，防氧化电流不稳定等都会造成外观花纹以及外观色差问题。铜箔分切设备的辊表面脏污、设备漏油、员工用手直接触摸铜箔都会造成铜箔外观脏污。这类不良电解铜箔会造成锂离子电池的极片粘结力不均匀，影响锂离子电池的循环性能。因此，要解决这类外观问题，需要做下而几项控制：控制生箔工序的电流，使电流值稳定在工艺范围内；控制防氧化液的配比，使得浓度在合格范围；生产过程中每隔1小时对水洗喷嘴进行巡检，发现喷嘴堵塞，立即维修设备，并对不良铜箔进行标示，在分切时将不良品去除，防止不良的铜箔流出到客户手里。

关于锂离子外观凹凸点的质量问题方面，因为铜箔制造工艺的生箔和分切工序对环境洁净度要求较高，锂离子电池使用的铜箔，非常薄，硫酸铜溶液中的异物和空气中的粉尘，以及收卷轴上的异物都能造成铜箔表面出现凹凸点。这类铜箔在制作锂离子电池时，会发生涂布机的喷头刮蹭到凹凸点致使涂覆工序断带，生产停产。轻微的凹凸点，不容易被员工识别，涂覆极片后存在导电性不一致的问题，做成锂离子电池后，会造成电池内阻高。所以铜箔的制造过程要严格控制粉尘，具体做法为：在溶铜工序增加3道精密过滤控制，彻底滤掉电解液中的杂质；在生箔和分切工序安装粉尘测试仪，使得车间粉尘度在十万级以内；规范车间员工通道和物流通道，将两种通道分开管控。以上方法的执行，可以有效降低异物造成的铜箔凹凸点，提升铜箔的成品率。

（二）正极材料的质量管理

锂离子电池的关键核心材料之一是正极材料，其性能直接影响了锂离子电池的各项性能指标，相比于锂离子电池的其他原材料，正极材料的品种更加多样化，生产工艺也更加复杂，出现问题的风险也就更大，因而对其质量管理的要求也就更高。

当正极材料中混入金属异物时，应从人员管控方面人手改进，比如禁止员工携带金属异物进入车间，禁止佩戴首饰，员工进入车间时应穿工作服、工作鞋，戴手套避免接触金属异物后再接触粉料。此外在车间制度方面，要建立完善的监督检查机制，培养员工对待产品的质量意识，使其自觉遵守并维护车间环境。

当正极材料水分超标时，制成电池后，其容量、内阻、循环和倍率等都会受到影响，因此正极材料的水分和金属异物一样要作为重点管控项目。当产线设备的自动化程度越高，粉料在空气中暴露的时间就越短，水分引入也就越少。此时应采取的措施是推动材料供应商提高设备自动化程度，如实现全程管道输送，监控管道露点，安装机械手实现自动的装料、下料。生产车间的温湿度也是一项重点管控指标，大多数材料供应商会重点关注烧结工序之后的水分控制，他们认为1000度左右的烧结温度可以除去粉料中的大部分水分，只要严格控制烧结工序之后到包装这个阶段的水分引入，基本可以保证材料水分不超标。当然烧结工序之前也是需要控制水分的，因为如果前工序水分引入过多，烧结效率和材料的微观形态都会受到影响。此外，包装方式也是很重要的，铝塑袋抽真空的包装方式被大部分材料供应商采用，目前看来这种方式也是比较经济有效的。

二、生产质量分级管理

为保障锂离子电池生产质量的提高，确立有效的质量管理体系，将其生产质量分四个等级，根据质量管理水平的高低，将这些产品分为四个级别：一级为检查级别，二级为保证级别，三级为预防级别，四级为完美级别。

第一级别：检查级别，只是通过检验等简单的程序来保证产品的质量。在产品制造完成后，由专业的检验员根据已有的规范核查产品是否合格。

第二级别：保证级别，在产品制造过程中就已开始注意保证产品的质量，制造部门需要实现质量目标。工艺和流程等参数应该在制作流程中被优先关注，制造领域应该是质量管理的重心。

第三级别：预防级别，实际上，产品设计很大程度上影响产品质量。在设计这一级别产品时，就要考虑到这种影响，由于在第三级别加强了对锂离子电池工序的控制，锂离子电池生产过程处于受控状态，所以能相应大幅度降低锂离子电池质量成本并提高了锂离子电池的质量。

第四级别：完美级别，质量受到极大的关注。培养每个员工的质量管理责任意识，使提升产品质量的方法被每位员工努力寻求。企业客户是公司产品面向的一致目标，争取锂离子电池制造的各个流程都得到最大限度地优化。

三、结语

该文阐述了锂离子电池生产过程中常见的问题形式，结合调查对这些常见问题的质量管理方法进行了归纳、总结，说明了质量管理对提升锂离子电池生产品质的重要性，给出了生产质量管理的分级方法，为锂离子电池生产的质量管理提出有效措施。

参考文献：

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[2]张海林，和祥运，李艳.电极水分对锂离子电池性能的影响[J].电池工业，2013，18（z1）：44-46.