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圆柱锂离子电池制程安全控制管理规范

  
评论: 更新日期:2016年07月31日
1 目的
规范锂离子电池制造过程中重要工序的各项关键控制要求,提升电芯的安全性。
2 范围
适用于本公司所有锂离子电池的生产过程安全控制。
3 职责
1.1.   设备部:设备选型及设计时按照规范要求进行材质、设计、施工过程的控制。
1.2.   技术部:负责本规范的编写及修订,相关文件的编写、培训及落实。
1.3.   品质部:负责本规范执行过程监控。
1.4.   生产部:负责本规范的执行。
 
4 定义
5 工作程序
 
工序
控制关键项目
标准或控制方法
标准或控制方法
常见失效后果
备注
涂布
涂布面密度
参见各型号《生产规格书》;
控制浆料出料温度等于涂布机头温度+/-2℃,涂布机头浆料温度需进行首检确认,超标时需静置;
析锂,过热短路冒烟起火;
 
浆料粘度一致性(SPC);控制一次性加料,出料时不需要调节粘度,保证浆料粘度符合各型号《生产规格书》的要求;
正极机头湿度控制≤6%RH;增加机头干燥罩;转移涂布机,防止正极B辊表面胶层吸潮变厚,涂布面密度降低;
增加机头浆料液位感应器,并实现自动加料;
浆料挡板需保证液面高出A辊15mm~20mm;
评估调刀参数与面密度关系,并给出调机参考对照表;并规定涂布什么情况下调机需要进行首检确认;
固定涂布机走带速度,不可随意调整;
固定涂布机正常涂布速比,不可随意调整;
培训并规范厚度测量方法,统一用横力矩测试;不可凭手感测量;
做好设备调机记录;及调机重新首检记录;
涂布首检,增加基材面密度确认;
涂布后涂覆量或厚度检验方法优化;涂布首检及尾检要求;厚度生产20min点检;品质30min巡检;
涂布尺寸
参见各型号《工艺标准》;
首检尺寸合格后才能生产;
卷绕对齐度超差,过热冒烟起火;
 
首检未合格极片,必须严格标识,分切时报废处理;
 
 
接带必须等于一个片长;
 
 
负极涂布胶辊、走带压辊每2hrs,用酒精清洁擦拭一次;预防胶辊打滑导致尺寸较短;
 
 
 
 
 
三级文件
文件名称
圆柱锂离子电池制程安全控制管理规范
文件编码
TP-PE-004
版本号
1.0
江苏天鹏电源有限公司
生效日期
2015-08-05
页码
2页 共6
 
涂布
涂布头尾部鼓包
参见各型号《工艺标准》;
涂布头尾部鼓包首检确认;
转移涂布机调机方向:1)头部加速速比越小越好;2)C辊夹紧B辊速度,慢较好;3)头部段厚度调低(目前我司大多数设备无此功能);
断片报废,后工序无法生产;
 
涂布外观
参见各型号《极片外观检验标准》;
正极机头湿度控制≤6%RH;增加机头干燥罩;
析锂,过热短路冒烟起火;
 
转移涂布机,涂布不用刮料板,但需每20min清洁挡板下面的干料;
 
 
1.回收料应该放入不锈钢桶内,用保鲜膜密封保存,并在24hrs内使用;
2.正常生产回收浆料,24hrs内重量低于20kg时,须在高粘度搅拌后加入,按照高粘度搅拌参数,搅拌十分钟后,后续按照正常工艺进行,并转移至转移涂布机进行涂布;
3.管道清洁或清洗设备,24hrs内回收料超过20kg时,必须放入中试罐进行分散,具体工步参见《回收料处理作业指导书》,调节粘度至3500±500Mpa*s后,进行过筛后,在最后一次加入NMP时加入,混合后,转移至转移涂布机使用;
 
 
极卷搬运
极片无损伤
外观标准参见各型号《极片外观检验标准》;
1.极卷搬运时,须用双手托住极卷下方,避免任何物体接触极卷两侧;
2.制片后极卷搬运时不能接触极耳;且必须有极耳的一侧朝外,避免衣服、袖套等接触碰弯极耳;
短路过热冒烟起火;
适合所有极卷搬运工序
装配工具管理
放入固定位置的工具盒内
不接触任何半成品;
1.装配使用镊子、剪刀、刀片、扳手等工具,必须在设备不接触半成品区域规范工具盒;
2.每次使用后,必须放入工具盒;
短路过热冒烟起火;
适合所有极卷搬运工序
极卷接带
接头尺寸及对齐度
1.极片长度必须满足片长+/-2mm(自动卷绕时,小片卷绕时不做要求);
2.对齐度不能超过0.3mm;
3.弧形度不能超过0.5mm/米极片;
1.自动卷绕时,将断片的头部剪切整齐,并将断片空箔位与下一片空箔位重合,同时从极片两侧控制对齐度,贴上接带胶带;翻转后裁去多余极片,贴接带胶带;
2.小片卷绕时,将断片的头部剪切整齐,并将断片与另一端重合至少50mm,同时从极片两侧控制对齐度,贴上接带胶带;翻转后裁去多余极片,贴接带胶带;
短路过热冒烟起火;
适合所有极卷搬运工序
碾压
极片外观
参见各型号《极片外观检验标准》;
1.前工序接带标识,接带处释放压力,不碾压;
2.每次上班时,检查确认碾压刮刀,确认刀口紧贴辊面,无间隙;
3.每班下班时,须松开刀口,并用酒精擦拭干净,不能贴住辊面,防止吸潮生锈;
4.负极碾压极片表面有颗粒掉料时,即需擦拭辊面;
析锂,过热短路冒烟起火;
 
极片无波浪边
参见各型号《极片外观检验标准》;
每月检查一次极片横向厚度,超标时须进行打磨;
卷绕对齐度不良或者卷绕时硬性纠偏,导致极片极组内褶皱或者边缘刮伤;短路冒烟起火;
 
分切
毛刺
毛刺长度应该小于等于此型号隔膜厚度的1/2;
1.首检确认;
2.刀具来料验收;
3.规定刀具使用寿命,预防性更换刀具;
4.刀具规范存放,避免损失刀口;
5.规范安装操作方法;
短路过热冒烟起火;
 
 
 
三级文件
文件名称
圆柱锂离子电池制程安全控制管理规范
文件编码
TP-PE-004
版本号
1.0
江苏天鹏电源有限公司
生效日期
2015-08-05
页码
3页 共6
 
分切
极片无损伤
外观标准参见各型号《极片外观检验标准》;
极卷搬运时,须用双手托住极卷下方,避免任何物体接触极卷两侧;
短路过热冒烟起火;
 
极片无弧形
弧形应该小于0.3mm每1m极片长度;
1.来料收卷不齐的极卷(大于10mm,需复卷两次后碾压,有特殊要求倒带时,可压一次,并保证交下工序极片走带方向一致);
2.正常分切过程中禁止频繁调节纠偏;如分切边缘漏箔时,应该停机,并调低走带速度,在一个片长内调整完纠偏,并在每个小片上标识不良;
3.首检及每30min巡检极片入料位极片是否有褶皱,如有褶皱需调机后才能生产;
卷绕对齐度不良或者卷绕时硬性纠偏,导致极片极组内褶皱或者边缘刮伤;短路冒烟起火;
 
制片
毛刺
毛刺长度应该小于等于此型号隔膜厚度的1/2;
1.首检确认;
2.刀具来料验收;
3.规定刀具使用寿命,预防性更换刀具;
4.刀具规范存放,避免损失刀口;
5.规范安装操作方法;
6.极片毛刺检验,必须每1hrs进行检查,显微镜加棉纱手套;
7.正负极裁切刀每2hrs用镊子碎布蘸酒精擦拭刀口防止裁切错误时粘胶裁切产生毛刺;
8.负极裁切刀工位,每2hrs检查切刀下方区域是否有铜粉颗粒,如铜颗粒较多,则确认毛刺状况,超标即需更换刀具;每2hrs需用镊子夹蘸有酒精的碎布清洁刀具下方区域粉尘;
短路过热冒烟起火;
 
贴胶
参见各型号《工艺标准》;
1.首检及巡检确认;
短路过热冒烟起火;
 
极耳碰弯
极耳不能弯折;
极卷搬运,用双手托住极卷下方,避免任何物体接触极卷两侧;
短路过热冒烟起火;
 
卷绕
毛刺
毛刺长度应该小于等于此型号隔膜厚度的1/2;
1.首检确认;
2.刀具来料验收;
3.规定刀具使用寿命,预防性更换刀具;
4.刀具规范存放,避免损失刀口;
5.规范安装操作方法;
6.卷绕极片毛刺检验,须每1hrs进行检查,显微镜加棉纱手套;
7.正负极裁切刀每2hrs用镊子碎布蘸酒精擦拭刀口防止裁切错误时粘胶裁切产生毛刺;发现裁切到胶带的,必须擦拭清洁刀口;发现裁切到胶带的,必须擦拭清洁刀口;
短路过热冒烟起火;
 
粉尘
0.5um小于30万/立方米;工作平面及卷绕转轴,裁切等部位无可视粉尘;
1.吸尘器正常工作;滤芯每周更换清洁;管道每周检查清洁;
2.卷绕粉尘清洁,每1hrs一次,卷绕三角架及切刀附近镊子碎布蘸酒精清洁并做记录;
短路过热冒烟起火;
 
对齐度
参见各型号《工艺标准》;
1.X-Ray首检及巡检;
2.设备辊平行度,挡板垂直度等进行统一校正,并调试;并定位挡板,做好标示;
3.制定抽检不良报警线,超标需调机;
4.来料异常时,第一条及最后一条固定机台卷绕;
短路过热冒烟起火;
 
隔膜裁切
隔膜裁切裂口小于1mm;
1.首检确认;
2.刀具来料验收;
3.规定刀具使用寿命,预防性更换刀具;
4.刀具规范存放,避免损失刀口;
5.规范安装操作方法;
6.刀口清洁,每1hrs一次;
7.隔膜头部缺口、裂口长度不超过1mm;
8.极组隔膜拉丝时,不能直接扯掉,需进行返修处理;并同时调整设备切刀;
短路过热冒烟起火;
 
 
三级文件
文件名称
圆柱锂离子电池制程安全控制管理规范
文件编码
TP-PE-004
版本号
1.0
江苏天鹏电源有限公司
生效日期
2015-08-05
页码
4页 共6
                     
 
卷绕
抽芯
中孔隔膜无堵孔,无漏极片;
1.卷针表面处理;
2.卷针新购及返修验收(表面处理、热处理、直线度、尺寸等);
3.规定使用寿命;
4.卷轴结构有中心轴,拔针时,卷针直径变小便于抽针;
5.卷针打蜡,每生产一盒极组,需全检5pcs极组中孔情况,必要时打蜡处理;
6.隔膜新卷针验收抽针性能(隔膜材质、表面硬度及粗糙度);
短路过热冒烟起火;
 
裁切异常
负极入位正常;未裁切到负极末端;
1.卷绕机须有极片长度报警功能,且长度报警时,需自动停机;
2.卷绕机应该有长度报警,手动点自动多卷的功能,卷绕圈数可以设定;
3.卷绕长度报警时,前后两个极组自动剔除;
短路过热冒烟起火;
 
终止胶带位置
终止胶带应该靠负极耳端2-5mm处
终止胶带应该靠负极耳端2-5mm处,方便入壳操作;
短路过热冒烟起火;
 
极耳弯折异常
极耳数量正确;
1.卷绕前,必须将极卷极耳朝外挂上放料架上,全检极耳,并用镊子理平理直极耳;
2.卷绕机应该设置极耳数量计数功能,无极耳时应该自动停机;
3.卷绕发现无极耳时或者极耳数量错误时,必须停机检查前后两个极组,并隔离,贴红标,放入红色分析物料盒,工程师拆解,并测量尺寸;
短路过热冒烟起火;
 
极组下料外观全检
参见《极组外观检验标准》;
1.符合外观检验标准的要求;
2.卷绕不良必须集中,专人固定工作台面进行拆解;按照标准分类返修,返修方法参见《卷绕返修作业指导书》;
3.拆解极组时,必须单只进行操作,极组打开后,需平铺返修工作台面,并逐片取出;绝不允许撕拉扯开;
4.返修极片必须参见《极片外观标准》进行全检;
5.极片返修后,必须按照作业指导书方法,消除应力后,平铺存放;
6.存放托盘长度必须超出单片总长;
7.半自动卷绕设备,必须每卷1pcs,取走1pcs,传送带上不得超过3pcs极组,避免极耳划破极组;
8.极组必须整齐统一方向放置;且邻近极组有隔离物或足够空间,不会导致极组失位相互挤压、划伤;
9.不良极组必须整齐堆放,不可混乱堆放;
10.不良极片必须平整放置与超过极片总长的极片盒内;
短路过热冒烟起火;
 
极组转移
无损失
极组无失位损伤
1.传送带输送,避免极组失位相互挤压,划伤;
短路过热冒烟起火;
适合所有极卷搬运工序
入壳
绝缘片异位
参见作业指导书
1.作业员应该将钢壳壳体朝上倾斜15度以上,并用拇指及食指拿去极组下1/3部位推入极组至最后10-20mm,再用食指侧面推入到钢壳上沿;
2.入壳后的极组应该放入托盘,底部朝下放置;
短路过热冒烟起火;
 
极组边缘损伤
参见作业指导书
1.作业员入壳时,须将隔膜尾缝处先行压入钢壳,且入位时,极组角度不能超过30度;
2.极组难入壳时,应以极组能够轻松推入为准,较难入壳时需轻轻放置有硅胶片的桌面上墩2-3次,无法到底的极组,取出作为难入壳极组;严禁强行入壳;
短路过热冒烟起火;
 
负极点焊
极组堵孔
参见作业指导书
1.插入负极焊针时,必须小心插入,避免损失极组顶端及极组中孔;
2.焊针插入时遇到阻力时,急需取出极组,用导通针,从极组负极端插入导通;
3.严禁强行插入焊针,导致极组短路;
4.不能导通的极组,返修处理;
5.焊针打火头部有毛刺时,必须更换焊针;
短路过热冒烟起火;
 
 
 
三级文件
文件名称
圆柱锂离子电池制程安全控制管理规范
文件编码
TP-PE-004
版本号
1.0
江苏天鹏电源有限公司
生效日期
2015-08-05
页码
5页 共6
 
滚槽
滚槽尺寸
参见各型号工艺标准
1.首检、巡检参见CP相关要求;
2.投影仪测量尺寸;
漏液;
 
绝缘片凸起
无绝缘片凸起
1.机电须更改滚槽中心模,增加弹性装置,避免绝缘片凸起;
2.突起绝缘片极组,拆解返修处理;
短路过热冒烟起火;
 
极耳碎屑
垂直无断裂
1.滚槽极耳必须理直,垂直+/-15度;
2.滚槽下料目视全检极耳,如发现断裂的,必须停机检查,找出折断的极耳;
3.滚槽下料时,必须目视全检电芯壳口内是否有断裂极耳,如有及时清理;
短路过热冒烟起火;
 
滚槽金属粉尘
无明显粉尘
1.增加滚槽润滑装置;
2.每2hrs清洁滚槽工位金属粉尘(镊子、碎布、酒精);
3.每班须将工作台面及周围半成品转移走,并先用镊子夹碎布蘸酒精清洁,然后工压缩空气吹干净操作平台;
短路过热冒烟起火;
 
极组烘烤
烘烤温度
参见作业指导书
1.PP隔膜烘烤温度不超过95℃,设定温度不超过90℃;
2.三层或PE隔膜烘烤温度不超过90℃,设定温度不超过85℃;
3.烘箱补偿值,只有经过培训的机电人员才能调整;其它任何人员不得自行调整;也不可以将调整方法交给作业员;
短路过热冒烟起火;
 
电芯温度
不超标
1.正常生产时电芯取出温度不得高于35℃;
2.紧急取出时,电芯取出温度不得高于65℃,35-65℃取出的电芯,干燥间或手套箱环境下放置至少1.5hrs,才能注液;
循环性能降低;
 
注液
注液量
符合各工艺标准要求
1.注液必须前后称重,确保注液量合格;
高内阻、CID翻转零电压;过充冒烟、起火、爆炸;循环差、循环一致性差;
 
激光焊
焊接拉力
拉力符合各型号工艺标准
1.首检、巡检参见CP相关要求;
高内阻、极耳碰壁发热、冒烟、起火;
 
铝板无焊穿
铝板无焊穿
1.首检、巡检参见CP相关要求;并拆解帽盖,确认铝板不能焊穿,焊穿时,必须隔离之前生产的电芯,并用黄色物料盒隔离下转,出B类客户;
过充冒烟、起火、爆炸;
 
极耳翘起及焊渣突起物
极耳上应无极耳头部翘起、扭曲突起、焊渣突起等
1.极耳弯折时,员工应该检查极耳表面情况,确认极耳平整无扭曲,发现扭曲时,应该整理平整并压平极耳;发现极耳头部翘起的,应该将翘起部分压平;发现极耳头部超长的应该移到有防护的隔离罩内,电芯口部朝下,减去多余部分,切口需要压平处理;发现极耳撕裂翘起的,应该将翘起部分压平;发现极耳上有明显突起物的焊渣时,应该将突起物用刀片去除,并避免落入电芯内部,同时清理激光焊压头焊渣;
过充冒烟、起火、爆炸;
 
封口
封口尺寸
符合各工艺标准要求
1.首检、巡检参见CP相关要求;
2.投影仪测量尺寸;
过充冒烟、起火、爆炸;
 
封口外观
无卡伤、变形
1.封口电芯必须全检,发现异常时,需停机维修;
2.封口每60min,清理完模具下方电芯后,彻底清洁模具内金属颗粒;
3.钢壳来料壳口须无外翻,滚槽、封口控制检验镀层脱落控制;
4.每班须拆卸模具,并对设备做彻底保养和清洁;
5.直封(直封旧结构帽盖不适用适用,因封口后零电压风险很高)且和钢壳接触紧密的帽盖利于降低风险;且可以节约上料时间,多余时间可以用于下料,并进行外观全检;
6.外观依《电芯外观检验标准》进行分类降档及报废处理;
短路过热冒烟起火;
 
电芯卡伤
电芯外观
无卡伤、变形
1.外观依《电芯外观检验标准》进行分类降档及报废处理;
短路过热冒烟起火;
适合所有极卷搬运工序
 
 
 
三级文件
文件名称
圆柱锂离子电池制程安全控制管理规范
文件编码
TP-PE-004
版本号
1.0
江苏天鹏电源有限公司
生效日期
2015-08-05
页码
6页 共6
 
电芯跌落
电芯外观
无变形、损伤
1.操作方法应该便于电芯的拿去,不能超过拿去的合理数量范围;
2.易跌落的岗位或工作台面,应该加防止跌落的装置;
3.易跌落的岗位,地面应该增加橡胶垫或软垫;
4.跌落电芯须放置专用物料盒,待品质全检确认降档或报废(不能做A品下转);
5.跌落后未放入专用物料盒的,发现1次罚款50元/pcs;
短路过热冒烟起火;
适合所有极卷搬运工序
预充、分容
反充
电芯必须正极朝上防止
1.电芯上柜时,必须正极朝上;
2.亮灯电芯必须及时处理,发现极性错误的,直接贴红色反充标识报废处理;
短路过热冒烟起火;
 
过充
无过充
1.预充时,电压扫描高于4.25V的针点,红色标识,禁止使用;并统计机电维修;
2.每三个月必须全检校正一次充电设备,过充针点,红色标识,禁止使用;并统计机电维修;
过热冒烟起火;
 
△V设置
参见作业指导书
恒流恒压充电工步必须设置;
——
提前发现异常电芯
 
6 相关文件
6.1制程原材料、半成品、环境温湿度管理规定
6.2车间施工管理规定
 
7 质量记录
      
 
8 附录
 

 
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