鋰離子電池生產(chǎn)的質(zhì)量管理措拖

侯遠(yuǎn)強(qiáng)

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

關(guān)鍵詞：質(zhì)量管理；鋰離子電池；材料管理

經(jīng)過多年的技術(shù)儲備，中國的鋰離子電池工藝己經(jīng)取得顯著進(jìn)步，鋰離子電池不僅應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品行業(yè)，更是廣泛的應(yīng)用于私家車和大巴車系統(tǒng)，也使得電動汽車走進(jìn)了千家萬戶。鋰離子電池的迅猛發(fā)展，推動了鋰離子電池行業(yè)的繁榮，使其更具市場競爭力。但是國產(chǎn)鋰離子電池在生產(chǎn)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(chǎn)鋰離子電池的質(zhì)量迫在眉睫。本文對鋰離子電池生產(chǎn)的質(zhì)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(zhì)量監(jiān)管

（一）銅箔的質(zhì)量管理

電解銅箔往往會出現(xiàn)外觀花紋和色差，以及外觀凹凸點(diǎn)的質(zhì)量問題。因?yàn)槠湓谥圃爝^程和存儲過程中，它們的加工工藝和存儲環(huán)境不同。

銅箔的外觀花紋有多種表現(xiàn)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(chǎn)生和銅箔的多個(gè)制造工序有關(guān)。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(wěn)定等都會造成外觀花紋以及外觀色差問題。銅箔分切設(shè)備的輥表面臟污、設(shè)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(jié)力不均勻，影響鋰離子電池的循環(huán)性能。因此，要解決這類外觀問題，需要做下而幾項(xiàng)控制：控制生箔工序的電流，使電流值穩(wěn)定在工藝范圍內(nèi)；控制防氧化液的配比，使得濃度在合格范圍；生產(chǎn)過程中每隔1小時(shí)對水洗噴嘴進(jìn)行巡檢，發(fā)現(xiàn)噴嘴堵塞，立即維修設(shè)備，并對不良銅箔進(jìn)行標(biāo)示，在分切時(shí)將不良品去除，防止不良的銅箔流出到客戶手里。

關(guān)于鋰離子外觀凹凸點(diǎn)的質(zhì)量問題方面，因?yàn)殂~箔制造工藝的生箔和分切工序?qū)Νh(huán)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(xiàn)凹凸點(diǎn)。這類銅箔在制作鋰離子電池時(shí)，會發(fā)生涂布機(jī)的噴頭刮蹭到凹凸點(diǎn)致使涂覆工序斷帶，生產(chǎn)停產(chǎn)。輕微的凹凸點(diǎn)，不容易被員工識別，涂覆極片后存在導(dǎo)電性不一致的問題，做成鋰離子電池后，會造成電池內(nèi)阻高。所以銅箔的制造過程要嚴(yán)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(zhì)；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(nèi)；規(guī)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(zhí)行，可以有效降低異物造成的銅箔凹凸點(diǎn)，提升銅箔的成品率。

（二）正極材料的質(zhì)量管理

鋰離子電池的關(guān)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(xiàng)性能指標(biāo)，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(chǎn)工藝也更加復(fù)雜，出現(xiàn)問題的風(fēng)險(xiǎn)也就更大，因而對其質(zhì)量管理的要求也就更高。

當(dāng)正極材料中混入金屬異物時(shí)，應(yīng)從人員管控方面人手改進(jìn)，比如禁止員工攜帶金屬異物進(jìn)入車間，禁止佩戴首飾，員工進(jìn)入車間時(shí)應(yīng)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(jiān)督檢查機(jī)制，培養(yǎng)員工對待產(chǎn)品的質(zhì)量意識，使其自覺遵守并維護(hù)車間環(huán)境。

當(dāng)正極材料水分超標(biāo)時(shí)，制成電池后，其容量、內(nèi)阻、循環(huán)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(diǎn)管控項(xiàng)目。當(dāng)產(chǎn)線設(shè)備的自動化程度越高，粉料在空氣中暴露的時(shí)間就越短，水分引入也就越少。此時(shí)應(yīng)采取的措施是推動材料供應(yīng)商提高設(shè)備自動化程度，如實(shí)現(xiàn)全程管道輸送，監(jiān)控管道露點(diǎn)，安裝機(jī)械手實(shí)現(xiàn)自動的裝料、下料。生產(chǎn)車間的溫濕度也是一項(xiàng)重點(diǎn)管控指標(biāo)，大多數(shù)材料供應(yīng)商會重點(diǎn)關(guān)注燒結(jié)工序之后的水分控制，他們認(rèn)為1000度左右的燒結(jié)溫度可以除去粉料中的大部分水分，只要嚴(yán)格控制燒結(jié)工序之后到包裝這個(gè)階段的水分引入，基本可以保證材料水分不超標(biāo)。當(dāng)然燒結(jié)工序之前也是需要控制水分的，因?yàn)槿绻肮ば蛩忠脒^多，燒結(jié)效率和材料的微觀形態(tài)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(yīng)商采用，目前看來這種方式也是比較經(jīng)濟(jì)有效的。

二、生產(chǎn)質(zhì)量分級管理

為保障鋰離子電池生產(chǎn)質(zhì)量的提高，確立有效的質(zhì)量管理體系，將其生產(chǎn)質(zhì)量分四個(gè)等級，根據(jù)質(zhì)量管理水平的高低，將這些產(chǎn)品分為四個(gè)級別：一級為檢查級別，二級為保證級別，三級為預(yù)防級別，四級為完美級別。

第一級別：檢查級別，只是通過檢驗(yàn)等簡單的程序來保證產(chǎn)品的質(zhì)量。在產(chǎn)品制造完成后，由專業(yè)的檢驗(yàn)員根據(jù)已有的規(guī)范核查產(chǎn)品是否合格。

第二級別：保證級別，在產(chǎn)品制造過程中就已開始注意保證產(chǎn)品的質(zhì)量，制造部門需要實(shí)現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)。工藝和流程等參數(shù)應(yīng)該在制作流程中被優(yōu)先關(guān)注，制造領(lǐng)域應(yīng)該是質(zhì)量管理的重心。

第三級別：預(yù)防級別，實(shí)際上，產(chǎn)品設(shè)計(jì)很大程度上影響產(chǎn)品質(zhì)量。在設(shè)計(jì)這一級別產(chǎn)品時(shí)，就要考慮到這種影響，由于在第三級別加強(qiáng)了對鋰離子電池工序的控制，鋰離子電池生產(chǎn)過程處于受控狀態(tài)，所以能相應(yīng)大幅度降低鋰離子電池質(zhì)量成本并提高了鋰離子電池的質(zhì)量。

第四級別：完美級別，質(zhì)量受到極大的關(guān)注。培養(yǎng)每個(gè)員工的質(zhì)量管理責(zé)任意識，使提升產(chǎn)品質(zhì)量的方法被每位員工努力尋求。企業(yè)客戶是公司產(chǎn)品面向的一致目標(biāo)，爭取鋰離子電池制造的各個(gè)流程都得到最大限度地優(yōu)化。

三、結(jié)語

該文闡述了鋰離子電池生產(chǎn)過程中常見的問題形式，結(jié)合調(diào)查對這些常見問題的質(zhì)量管理方法進(jìn)行了歸納、總結(jié)，說明了質(zhì)量管理對提升鋰離子電池生產(chǎn)品質(zhì)的重要性，給出了生產(chǎn)質(zhì)量管理的分級方法，為鋰離子電池生產(chǎn)的質(zhì)量管理提出有效措施。

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